Alessandro Volta (1745-1827) - fizician italian, unul dintre autorii doctrinei electricității, celebru fiziolog și chimist. „electricitatea de contact” pe care a descoperit-o a creat o condiție prealabilă profundă pentru studierea naturii curentului și căutarea direcțiilor de utilizare practică.

Alessandro Giuseppe Antonio Anastasio Gerolamo Umberto Volta

Alessandro Volta s-a născut la 18 februarie 1745 în orașul italian Como, situat în apropiere de Milano. Părinții lui Filippo și Maddalena erau reprezentanți ai clasei de mijloc, astfel încât să-și poată crea un copil condiții bune viaţă. În copilărie, băiatul a fost crescut de o asistentă, care a acordat puțină atenție dezvoltării copilului. Viitorul om de știință a început să vorbească abia la vârsta de patru ani, având dificultăți în a pronunța sunetele. Apoi totul a indicat o anumită întârziere mintală a copilului care a fost primul care a rostit cuvântul „Nu”.

Abia la vârsta de șapte ani băiatul a dobândit vorbirea completă, dar în curând și-a pierdut tatăl. Alessandro a fost crescut de unchiul său, care i-a oferit nepotului său posibilitatea de a primi o bună educație la școala iezuită. A studiat cu sârguință istoria, latina și matematica, absorbind cu lăcomie toate cunoștințele. Aproape imediat i s-a dezvăluit pasiunea lui Volta pentru fenomenele fizice. În acest scop, a aranjat o corespondență cu celebrul autor și demonstrator de experimente fizice de atunci, starețul Jean-Antoine Nollet.

În 1758, pământenii au observat din nou cometa Halley apropiindu-se de planetă. Mintea iscoditoare a lui Volta a manifestat imediat un mare interes pentru acest fenomen, iar tânărul a început să studieze moștenirea științifică a lui Isaac Newton. S-a interesat și de lucrări și, pe baza uneia dintre ele, a construit un paratrăsnet în orașul său, care a anunțat împrejurimile cu sunetul de clopote în timpul unei furtuni.

După absolvire, Alessandro a rămas să predea fizica la Gimnaziul din Como. Cu toate acestea, rolul unui profesor modest nu corespundea nivelului talentului lui Volta, iar câțiva ani mai târziu a devenit profesor de fizică la una dintre cele mai vechi universități din Pavia (un oraș din nordul Italiei din regiunea Lombardia). După ce s-a mutat aici, Volta a călătorit mult prin Europa, ținând prelegeri în multe capitale. Omul de știință a lucrat în această funcție timp de 36 de ani, iar în 1815 a condus catedra de filosofie a Universității din Padova.

Primele descoperiri

Chiar și în anii săi de predare, Volta s-a dedicat în întregime științei și a fost implicat activ în studiul electricității atmosferice, realizând o serie de experimente în electromagnetism și electrofiziologie. Prima invenție notabilă a italianului a fost un electroscop cu condensator echipat cu paie divergente. Acest dispozitiv era mult mai sensibil decât predecesorii săi cu bile suspendate pe un fir.

În 1775, Alessandro a inventat electroforul (mașină electrică de inducție) capabilă să genereze descărcări. electricitate statica. Funcționarea dispozitivului s-a bazat pe fenomenul de electrificare prin inducție. Este format din două discuri metalice, dintre care unul este acoperit cu rășină. În procesul de frecare, apare o sarcină de electricitate negativă. Când i se aduce un alt disc, acesta din urmă este încărcat, dar dacă curentul neconectat este deviat către pământ, obiectul va primi o sarcină pozitivă. Repetarea acestui ciclu de mai multe ori poate crește semnificativ încărcarea. Autorul a susținut că dispozitivul său nu își pierde din eficiență nici măcar la trei zile de la încărcare.

În timpul uneia dintre excursiile cu barca pe lac, Volta a putut să se asigure că gazul de pe fund ar arde bine. Acest lucru i-a permis să proiecteze un arzător cu gaz și să sugereze posibilitatea de a construi o linie de transmisie a semnalului pe fir. În 1776, omul de știință a reușit să creeze un pistol electric cu gaz („pistolul lui Volta”), a cărui acțiune se bazează pe explozia de metan dintr-o scânteie electrică.

Polul voltaic

Omul de știință a ajuns la cea mai faimoasă descoperire a sa în timp ce studia experimentele compatriotului său Luigi Galvani, care a reușit să descopere efectul contracției fibrelor musculare ale unei broaște disecate în timpul interacțiunii nervului expus cu două plăci metalice diferite. Autorul descoperirii a explicat fenomenul prin existența electricității „animale”, dar Volta a propus o altă interpretare. În opinia sa, broasca experimentală a acționat ca un fel de electrometru, iar sursa curentului a fost contactul cu metale diferite. Contracția musculară a fost cauzată de un efect secundar al acțiunii electrolitului, un lichid găsit în țesuturile broaștei.

Pentru a dovedi corectitudinea concluziilor sale, Volta a efectuat un experiment pe el însuși. Pentru a face acest lucru, și-a pus o farfurie de tablă pe vârful limbii și o monedă de argint paralelă cu obrazul. Obiectele erau legate cu un fir mic. Drept urmare, omul de știință a simțit un gust acru pe limbă. Mai târziu și-a complicat experiența. De data aceasta, Alessandro și-a pus vârful unei frunze de tablă pe ochi și i-a pus în gură o monedă de argint. Obiectele erau în contact unele cu altele folosind puncte metalice. De fiecare dată când lua contact, simțea o strălucire în ochi, efect similar fulger.

În 1799, Alexandro Volta a ajuns în cele din urmă la concluzia că „electricitatea animală” nu există, iar broasca a reacționat la curentul electric generat de contactul cu metale diferite.

Alessandro a folosit această concluzie pentru a-și dezvolta propria teorie a „electricității de contact”. În primul rând, el a demonstrat că atunci când două plăci metalice interacționează, una capătă o tensiune mai mare. În cursul unei serii ulterioare de experimente, Volta s-a convins că pentru a obține energie electrică serioasă, un contact de metale diferite nu era suficient. Se pare că pentru apariția curentului este necesar un circuit închis, ale cărui elemente sunt conductoare din două clase - metale (prima) și lichide (a doua).

În 1800, omul de știință a proiectat stâlpul voltaic - cea mai simpla varianta Sursa DC. Se baza pe 20 de perechi de cercuri metalice, realizate din două tipuri de materiale, care erau separate prin straturi de hârtie sau țesătură umezite cu o soluție alcalină sau apă sărată. Autorul a explicat prezența conductoarelor lichide prin prezența unui efect special, conform căruia în timpul interacțiunii a două metale diferite apare o anumită forță „electromotoare”. Sub influența sa, electricitatea de semne opuse este concentrată pe diferite metale. Totuși, Volta nu a putut înțelege că curentul apare ca urmare a proceselor chimice dintre lichide și metale, așa că a prezentat o altă explicație.

Dacă adăugați un rând vertical de perechi de metale diferite (de exemplu, zinc și argint fără distanțiere), atunci o placă de zinc încărcată cu un curent de un semn va interacționa cu două argintii, care sunt încărcate cu electricitate de semn opus. Ca urmare, vectorul lor acțiune comună va fi resetat. Pentru a asigura însumarea acțiunilor lor, este necesar să se creeze un contact între placa de zinc și o singură placă de argint, care poate fi realizată folosind conductori de clasa a doua. Ele diferențiază eficient perechile de metal și nu interferează cu fluxul de curent.

Coloana Volt este o celulă galvanică (sursă chimică de curent continuu). De fapt, aceasta este prima baterie reîncărcabilă din lume

Volta a raportat descoperirea sa Societății Regale din Londra în 1800. Din acel moment, sursele de curent continuu inventate de Volta au devenit cunoscute întregii comunități de fizică.

În ciuda anumitor limitări științifice ale concluziilor, Alessandro a fost aproape de a crea o celulă galvanică, care este asociată cu transformarea energiei chimice în energie electrică. Ulterior, oamenii de știință au efectuat în mod repetat experimente cu o coloană voltaică, care au dus la descoperirea efectelor chimice, luminoase, termice și magnetice ale electricității. Una dintre cele mai vizibile opțiuni de proiectare pentru o coloană voltaică poate fi considerată bateria galvanică a lui V. Petrov.

Ca experiment, puteți crea un stâlp voltaic cu propriile mâini din materialele disponibile.

Stâlp voltaic cu propriile mâini. Între monedele de cupru sunt bucăți de șervețele înmuiate în oțet (electrolit) și bucăți de folie de aluminiu

Alte inventii

Volta este uneori considerată creatorul prototipului bujiei moderne, fără de care este imposibil să ne imaginăm o mașină. A reușit să realizeze o structură simplă constând dintr-o tijă de metal, care a fost amplasată în interiorul unui izolator de lut. Și-a creat și propria sa baterie electrică, pe care a numit-o „coroana vaselor”. Este format din plăci de cupru și zinc conectate în serie, care sunt situate în interiorul vaselor cu acid. Atunci era o sursă solidă de curent, care astăzi ar fi suficientă pentru a acționa un sonerie electrică de mică putere.

Volta a creat un dispozitiv special conceput pentru a studia proprietățile gazelor de ardere, care a fost numit eudiometru. Era un vas plin cu apă, care, răsturnat, se coboară într-un vas special cu lichid. După o lungă pauză, în 1817 Volta și-a publicat teoria grindinei și a periodicității furtunilor.

Viață de familie

Soția savantului italian a fost contesa Teresa Peregrini, care i-a născut trei fii. În 1819, bătrânul om de știință a părăsit viața publică și s-a retras în moșia sa. Alessandro Volta a murit la 5 martie 1827 în propria sa moșie Camnago și a fost înmormântat pe teritoriul său. Ulterior, a primit un nou nume Camnago-Volta.

După moarte, soarta ia făcut o glumă crudă omului de știință. În cadrul expoziției dedicate aniversării centenarului de la crearea „ stâlp voltaic„A avut loc un incendiu mare care i-a distrus aproape complet bunurile personale și echipamentul, iar cauza incendiului ar fi fost o defecțiune a firelor electrice.

• În timp ce se afla în biblioteca Academiei, Napoleon Bonaparte a citit inscripția de pe coroana de laur: „Către Marele Voltaire” și a scos ultimele două litere din ea, lăsând opțiunea „Marea Volta”.
• Napoleon era bine dispus față de marele italian și odată a asemănat „Coloana Voltaică” pe care a inventat-o ​​cu viața însăși. Împăratul francez a numit dispozitivul coloana vertebrală, rinichii polul pozitiv, iar stomacul polul negativ. Ulterior, din ordinul lui Bonaparte, i s-a eliberat o medalie în cinstea lui Volta, i s-a dat titlul de conte, iar în 1812 a fost numit președinte al colegiului electoral.

Volta îi demonstrează lui Napoleon invențiile sale - stâlpul voltaic și tunul cu heliu

• Din inițiativa lui Volta, conceptele au fost aprobate în știință forta electromotoare, capacitate, circuit și diferență de tensiune. Unitatea de măsură poartă propriul său nume tensiune electrică(din 1881).
• În 1794, Alessandro a organizat un experiment sub numele sumbru „Cvartetul morților”. A implicat patru persoane cu mâinile ude. Unul din ei mana dreapta a intrat în contact cu placa de zinc, iar cu cea stângă a atins limba celui de-al doilea. El, la rândul său, a atins ochiul celui de-al treilea, care ținea de picioare broasca disecată. Acesta din urmă a atins corpul broaștei cu mâna dreaptă, iar în stânga ținea o farfurie de argint, care era în contact cu o placă de zinc. La ultima atingere, prima persoană a tresărit puternic, a doua a simțit un gust acru în gură, a treia a simțit o strălucire, a patra a experimentat simptome neplăcute, iar broasca moartă a părut că prinde viață, tremurând cu trupul. Această priveliște i-a șocat pe toți martorii oculari.
• Un premiu științific pentru realizările oamenilor de știință în domeniul energiei electrice poartă numele lui Volt.
• Volta a murit în aceeași zi și în aceeași oră cu faimosul matematician francez Pierre-Simon Laplace.
• Portretul omului de știință a fost înfățișat pe o bancnotă italiană.

Portretul lui Alessandro Volta pe bancnota de 10.000 de lire. Bancnota a intrat în circulație în 1984

• În orașul italian Como se află Muzeul Alessandro Valta - a fost deschis în 1927 la centenarul morții omului de știință.

Blocurile pentru lămpi liniare, și „economizoare de energie” compacte care sunt înșurubate într-un cartuş obișnuit. Deoarece există un redresor la intrarea balastului electronic, întregul circuit poate fi alimentat cu o tensiune constantă.

becuri LED

LED-ul necesită un mic presiune constantă(aproximativ 3,5 V, de obicei mai multe diode sunt conectate în serie) și un limitator de curent. foarte variat, de la simplu la destul de complex.

Cel mai simplu lucru este să plasați un rezistor de stingere în serie cu LED-urile. Tensiunea în exces va scădea peste el și, de asemenea, va limita curentul. Acest circuit are o eficiență monstruos de scăzută, așa că în practică este instalat un condensator de stingere în locul unui rezistor. Are și rezistență (pentru curent alternativ), dar puterea termică nu este disipată pe el. Cele mai ieftine lămpi sunt asamblate conform acestei scheme. LED-urile din ele pâlpâie la o frecvență de 100 Hz. O astfel de lampă nu va funcționa la curent continuu, deoarece pentru curent continuu condensatorul are o rezistență infinită.

sursa imagine: bigclive.com

Lămpile mai scumpe sunt mai complexe, foarte asemănătoare cu balasturile electronice pentru lampă fluorescentă. Sursa de alimentare din ele conține frecvență înaltă stabilizator de puls, care este alimentat de la tensiune redresată. Ca și în cazul balasturilor electronice, circuitul va funcționa normal dacă i se aplică o tensiune constantă.

sursa imagine: powerelectronictips.com

Motoare universale cu perii

Un motor cu comutator universal (UCM) este format dintr-un stator staționar și un rotor care se rotește în interior. Statorul are o singură înfășurare, iar rotorul are mai multe. Înfășurările rotorului sunt conectate printr-un comutator - un cilindru cu contacte de-a lungul căruia alunecă periile de cărbune. Interacțiunea câmpurilor magnetice ale statorului și rotorului face ca rotorul să se rotească. Colectorul este proiectat astfel încât să pornească întotdeauna pe cea a înfășurărilor care este perpendiculară pe înfășurarea statorului - pentru aceasta cuplul va fi maxim.

Un astfel de motor poate funcționa fie cu curent alternativ, fie cu curent alternativ. DC. De fapt, de aceea se numește „universal”. Când polaritatea se schimbă, direcția se schimbă simultan camp magnetic atât în ​​stator, cât și în rotor, ca urmare motorul continuă să se rotească în același sens. La curent continuu, UCD dezvoltă și mai mult cuplu decât la curent alternativ, din cauza absenței rezistenței inductive a înfășurărilor. Motoarele cu comutator universal se folosesc acolo unde este necesar sa se obtina putere mare cu dimensiuni reduse. ÎN aparate electrocasnice UKD-urile se găsesc în mașini de spălat, aspiratoare, uscătoare de păr, blendere, mixere, mașini de tocat carne și, de asemenea, în uneltele electrice. Toate aceste dispozitive vor continua să funcționeze dacă tensiunea de la priză se „îndreaptă” brusc.

Motoare sincrone

Un motor sincron are mai multe înfășurări în stator care creează un câmp magnetic rotativ. Rotorul conține un magnet permanent sau o înfășurare alimentată de curent continuu. Câmpul magnetic al statorului se îmbină cu câmpul rotorului și îl rotește în spatele său. O caracteristică specială a unui astfel de motor este că frecvența sa de rotație depinde numai de frecvența curentului de alimentare. La curent continuu, evident, un astfel de motor se va roti la frecvență zero, adică se va opri.

În viața de zi cu zi, motoarele sincrone de putere redusă sunt utilizate acolo unde este necesar să se mențină o viteză de rotație strict constantă. Practic, acestea sunt ceasuri și cronometre electromecanice. De asemenea, sunt sincrone și motorul de rotație a plăcii din cuptorul cu microunde și motorul pompei de scurgere mașină de spălat.

Motoare asincrone

Un motor asincron este similar ca design cu unul sincron. De asemenea, are un stator cu mai multe înfășurări și creează un câmp rotativ. Dar înfășurarea rotorului nu este conectată nicăieri și este scurtcircuitată. Curentul din acesta este creat datorită fenomenului de inducție electromagnetică în câmpul alternant al statorului. Acest curent creează propriul câmp magnetic, care interacționează cu câmpul rotativ al statorului și determină rotirea rotorului.

Motoarele asincrone sunt diferite nivel scăzut zgomot și durată lungă de viață datorită absenței periilor de frecare. Ele pot fi găsite în frigidere, aparate de aer condiționat și ventilatoare. Când este alimentat de curent continuu, câmpul magnetic al statorului nu se va roti. De asemenea, nu va apărea nici un curent în rotorul cușcă de veveriță. Motorul va rămâne nemișcat, iar înfășurarea pur și simplu se va încălzi, ca o bucată obișnuită de sârmă.

Motoare cu supape

Strict vorbind, acest lucru nu este tip separat motor, ci modul de a-l controla. Motorul în sine poate fi sincron sau asincron. caracteristica principală Ideea este că tensiunile de pe înfășurări sunt generate de circuitul de control pe baza unui semnal de la senzorul de poziție a rotorului. Acest lucru vă permite să reglați viteza și cuplul pe domenii largi, să limitați curenții de pornire și oferă o mulțime de posibilități, cum ar fi stabilizarea vitezei de rotație. Iată câteva articole bune explicând toată această magie:

Motoarele ventilatoarelor sunt din ce în ce mai folosite în aparatele electrocasnice: mașini de spălat, frigidere, aparate de aer condiționat, aspiratoare. De obicei, astfel de echipamente pot fi recunoscute după adjectivul „invertor” în reclamă. Motorul supapei este indiferent la forma tensiunii de alimentare. Tensiunea rețelei este mai întâi rectificată, iar apoi unitatea de control „sculptează” din ea mai multe sinusoide diferite (de obicei trei) pentru a alimenta înfășurările motorului. Desigur, un astfel de sistem va funcționa liniștit pe curent continuu.

Surse de alimentare cu transformator (liniar).

Un transformator este format din mai multe înfășurări conectate printr-un miez magnetic comun. Curentul alternativ într-o înfășurare (primar) generează curenți induși în toate celelalte înfășurări (secundar). Caracteristica cheie transformatorul, pentru care se folosește de obicei, este că tensiunile de pe înfășurări sunt legate în același mod ca și numărul de spire din aceste înfășurări. Dacă înfășurați 1000 de spire în înfășurarea primară și 100 de spire în secundar, un astfel de transformator va reduce tensiunea de 10 ori. Dacă îl întorci invers, crește de 10 ori. Foarte simplu și convenabil.

Într-o sursă de alimentare liniară, tensiunea rețelei este redusă (sau crescută, dacă este necesar) la nivelul necesar folosind un transformator. Urmează un redresor care convertește tensiunea alternativă în tensiune continuă și un filtru care netezește ondulațiile. Apoi poate exista un stabilizator, care se menține neschimbat tensiune de ieșire.

Sursele de alimentare liniare sunt înlocuite treptat cu cele cu comutare, dar primele încă funcționează în multe locuri. Într-un cuptor cu microunde, dacă nu este unul „invertor”, există un transformator puternic care mărește rețeaua de 220 V la câțiva kilovolți necesari funcționării magnetronului. Transformatoarele alimentează electronicele de control ale mașinilor de spălat, mașinilor de gătit și aparatelor de aer condiționat. Sursele de alimentare cu transformatoare sunt folosite în echipamente audio și în încărcătoare ieftine.

Ce se întâmplă cu un transformator dacă este conectat la o rețea DC? În primul rând, tensiunea nu va apărea pe înfășurările secundare, deoarece inducția electromagnetică are loc numai atunci când curentul se schimbă. În al doilea rând, înfășurarea nu va avea reactanța inductivă, ceea ce înseamnă că prin ea va curge mult mai mult curent decât s-a calculat. Transformatorul se va supraîncălzi și se va arde destul de repede.

Comutarea surselor de alimentare

Cu cât frecvența curentului alternativ este mai mare, cu atât transformatorul funcționează mai eficient (în limite rezonabile, desigur). Dacă utilizați o frecvență de câteva zeci de kiloherți în locul rețelei de 50 Hz, puteți reduce semnificativ dimensiunile transformatoarelor cu aceeași putere transmisă. Această idee stă la baza comutării surselor de alimentare. O astfel de unitate funcționează după cum urmează: tensiunea rețelei este redresată, tensiunea directă rezultată alimentează un generator de tranzistori, care produce din nou tensiune alternativă, dar de această dată frecventa inalta. Acum poate fi coborât sau ridicat cu un transformator, rectificat și alimentat în sarcină.

Acest circuit alimentează acum marea majoritate a electronicelor: computere, monitoare, televizoare, dispozitiv de încărcare pentru laptopuri, telefoane și alte gadget-uri. Deoarece tensiunea de intrare este redresată mai întâi, sursa de alimentare comutată ar trebui să funcționeze pe DC fără probleme. Dar există câteva momente care pot strica totul.

În primul rând, tensiunea de după redresor este aproape egală cu valoarea amplitudinii tensiunii alternative. Adică pentru ~220 V la intrare, redresorul va da 311 V. În funcție de condiție, furnizăm o tensiune constantă de 220 V, care este cu 30% mai mică. Acest lucru probabil nu va cauza probleme, deoarece sursele de alimentare moderne pot funcționa pe o gamă largă de tensiuni, de obicei 100 până la 250 V.

În al doilea rând, redresorul este format din patru diode care funcționează în perechi: o pereche pe semi-undă pozitivă a curentului, cealaltă pe negativă. Astfel, fiecare diodă trece curent doar jumătate din timp. Dacă aplicăm o tensiune constantă redresorului, o pereche de diode va fi întotdeauna deschisă, iar puterea dublă va fi disipată pe ele. Dacă diodele nu au o capacitate dublă față de curent, acestea se pot arde. Dar aceasta nu este o problemă prea mare: puteți pur și simplu să aruncați redresorul și să aplicați o tensiune constantă imediat după el.

Concluzie

După ce ați stins câteva incendii și ați greblat aparatele deteriorate, este timpul să faceți un bilanț. Trecerea la curent continuu va supraviețui fie echipamentelor vechi, fie simple (lămpi cu incandescență, încălzitoare, motoare cu comutator cu control mecanic) sau, dimpotrivă, cea mai modernă (cu blocuri de puls sursă de alimentare și motoare cu invertor).

Din fericire, scenariul descris este puțin probabil să devină realitate în practică, cu excepția cazului în care se ia în considerare posibilitatea unui sabotaj special organizat. În cazul oricărui posibil accident în rețeaua electrică, tensiunea alternativă va deveni brusc constantă. Adevărat, când se întâmplă posibile accidente

Electricitate- Aceasta este mișcarea direcționată sau ordonată a particulelor încărcate: electroni în metale, ioni în electroliți și electroni și ioni în gaze. Curentul electric poate fi direct sau alternativ.

Definiția curentului electric continuu, sursele sale

DC(DC, în engleză Direct Current) este un curent electric ale cărui proprietăți și direcție nu se modifică în timp. Curentul continuu și tensiunea sunt indicate sub forma unei liniuțe orizontale scurte sau a două paralele, dintre care unul este punctat.

Se folosește curent continuuîn maşini şi în case, în numeroase dispozitive electronice: laptopuri, calculatoare, televizoare etc. Curentul electric măsurat de la priză este transformat în curent continuu folosind o sursă de alimentare sau un transformator de tensiune cu redresor.

Orice unealtă electrică, dispozitiv sau dispozitiv alimentat cu baterii este, de asemenea, un consumator de curent continuu, deoarece o baterie sau un acumulator este exclusiv o sursă de curent continuu, care, dacă este necesar, este transformat în curent alternativ cu ajutorul unor convertoare speciale (invertoare).

Principiul de funcționare al curentului alternativ

Curent alternativ(AC în engleză Alternating Current) este un curent electric care se modifică în magnitudine și direcție în timp. La aparatele electrice este desemnat convențional printr-un segment de undă sinusoidală „~”.
Uneori după sinusoid pot fi indicate caracteristicile curentului alternativ - frecvență, tensiune, număr de faze.

Curentul alternativ poate fi monofazat sau trifazat, pentru care valorile instantanee ale curentului și tensiunii variază în funcție de o lege armonică.

Principalele caracteristici curent alternativ - valoare efectivă tensiune si frecventa.

Notă, ca în graficul din stânga pentru un curent monofazat direcția și magnitudinea tensiunii se modifică cu o tranziție la zero pe o perioadă de timp T, iar pe al doilea grafic pentru curent trifazat există o compensare a celor trei sinusoide cu o treime din perioadă. Pe graficul din dreapta, faza 1 este indicată de litera „a”, iar a doua de litera „b”. Este bine cunoscut faptul că priza de acasă are 220 de volți. Dar puțini oameni știu că aceasta este valoarea efectivă a tensiunii alternative, dar amplitudinea sau valoarea maximă va fi mai mare cu rădăcina a doi, adică va fi egală cu 311 volți.

Astfel, dacă pentru curent continuu magnitudinea și direcția tensiunii nu se modifică în timp, atunci pentru curent alternativ curent-tensiuneîn continuă schimbare în mărime și direcție (graficul de sub zero este direcția opusă).

Și așa am venit la conceptul de frecvenţă este raportul dintre numărul cicluri complete(perioade) pe unitatea de timp schimbându-se periodic curent electric. Măsurată în Herți. Aici și în Europa frecvența este de 50 Herți, în SUA este de 60 Hz.

Ce înseamnă o frecvență de 50 Herți?Înseamnă că curentul nostru alternativ își schimbă direcția spre opus și înapoi (segmentul T- pe grafic) de 50 de ori pe secundă!

Sursele de curent alternativ sunt toate prizele din casa si tot ce este conectat direct prin fire sau cabluri la tabloul electric. Mulți oameni au o întrebare: de ce nu există curent continuu în priză? Răspunsul este simplu. În rețelele AC este ușor și cu pierderi minime valoarea tensiunii este convertită la nivelul necesar folosind un transformator în orice volum. Tensiunea trebuie crescută pentru a putea transmite electricitate către distante lungi cu pierderi minime la scară industrială.
De la centrala electrica, unde sunt amplasate generatoare electrice puternice, iese o tensiune de 330.000-220.000, apoi langa casa noastra la o statie de transformare se transforma de la o valoare de 10.000 Volti la o tensiune trifazata de 380 Volti, care vine in bloc. , iar tensiunea monofazată vine în apartamentul nostru, deoarece între tensiunea este de 220 V, iar între fazele opuse din tabloul electric este de 380 Volți.

Și un alt avantaj important al tensiunii alternative este că motoare electrice asincrone Motoarele de curent alternativ sunt structural mai simple și funcționează mult mai fiabil decât motoarele de curent continuu.

Cum se face constantă curentul alternativ

Pentru consumatorii care funcționează cu curent continuu, curentul alternativ este convertit folosind redresoare.

Convertor DC la AC

Dacă nu există dificultăți în conversia curentului alternativ în curent continuu, atunci cu conversia inversă totul este mult mai complicat. Acasă pentru asta este utilizat invertorul- acesta este un generator tensiune periodică dintr-o constantă, de formă apropiată de o sinusoidă.

Era progresului științific și tehnologic necesită măsurarea tuturor. Electricitatea rețelei nu fac excepție. Pentru a face aceste măsurători, este important să știți în ce unități se măsoară tensiunea. În cel mai comun sistem SI, unitatea de măsură pentru tensiune este desemnată 1 Volt sau abreviată ca 1V. Poate fi desemnat și 1V. Această denumire a fost aleasă în onoarea fizicianului italian Alessandro Volta.

Ce este tensiunea electrică

Nu poate exista de la sine, precum greutatea. Există două cazuri care necesită măsurarea acestuia:

• Între diferite noduri ale unui circuit electric sau capete ale unui conductor. 1 Volt este potențialul la care un curent de 1 Ampere produce 1 Watt de putere;
• Intensitatea câmpului electrostatic este măsurată între două puncte de câmp. O unitate de tensiune, 1 Volt, este potențialul la care o sarcină de 1 Coulomb efectuează 1 Joule de lucru.

efectul Josephson

Din 1990, a existat o altă definiție a tensiunii electrice. Valoarea sa este legată de standardul de frecvență și de ceasul de cesiu. În acest caz, efectul Josephson non-staționar este utilizat atunci când o matrice specială este iradiată cu o frecvență de 10-80 GHz, apare un potențial, a cărui valoare nu depinde de condițiile experimentale.

Tensiune RMS

Determinarea mărimii potențialului electric între secțiunile rețelei se face prin cantitatea de căldură sau munca efectuată în timpul anumit timp. Dar acest lucru este valabil numai pentru curentul continuu. Tensiune AC are formă sinusoidală. La amplitudinea maximă este maximă, iar în timpul trecerii de la o semiundă pozitivă la una negativă este zero.

Prin urmare, pentru calcule se folosește valoarea medie, care se numește „valoarea efectivă”, care în calcule este echivalată cu o constantă de aceeași valoare.

Diferă de maxim de 1,4 ori sau √2. Pentru o rețea de 220V, valoarea maximă este 311V. Acest lucru este important atunci când alegeți condensatori, diode și alte elemente ale circuitelor electronice.

Determinarea tensiunii

Cum se măsoară tensiunea? Acest lucru se face cu un dispozitiv special - un voltmetru. Poate avea un design diferit, să fie digital sau pointer, dar rezistența sa ar trebui să fie cât mai mare și curentul să fie minim. Acest lucru este necesar pentru a minimiza influența dispozitivului asupra rețelei și pierderile în firele care merg de la sursa de alimentare la voltmetru.

Rețea DC

Aceste măsurători se fac cu instrumente magnetoelectrice. ÎN În ultima vreme Dispozitivele cu afișaje digitale sunt utilizate pe scară largă.

Cel mai simplu mod - conexiune directa dispozitiv la locul de măsurare. Acest lucru este posibil sub rezerva mai multor condiții:

• Limita de măsurare este mai mare decât maximul așteptat. Dacă este necunoscut înainte de începerea măsurătorilor, atunci cea mai mare limită trebuie selectată și redusă succesiv;
• Mențineți polaritatea conexiunii. La conexiune incorectă săgeata se va abate spre reversul, iar afișajul digital va afișa o valoare negativă.

Dacă limita de măsurare este insuficientă, aceasta poate fi extinsă folosind rezistență suplimentară. Poate fi extern sau intern. Puteți utiliza mai multe rezistențe și le puteți comuta pentru a modifica limita dispozitivului. Așa funcționează un multimetru.

alimentare de curent alternativ

Tensiunea este măsurată într-o rețea de curent electric alternativ cu instrumente de toate tipurile, cu excepția celor magnetoelectrice. Aceste dispozitive pot fi utilizate numai prin conectarea lor la ieșirea redresorului.

Există mai multe modalități de a crește limita de măsurare. Pentru a face acest lucru, în plus, unul dintre dispozitive este conectat la dispozitiv:

• rezistență suplimentară;
• la o frecvență constantă a rețelei, se folosesc condensatoare în loc de rezistență;
• Cea mai comună opțiune este utilizarea unui transformator de tensiune.

Cerințe pentru aparate de masura iar dispozitivele suplimentare sunt aceleași ca pentru dispozitivele DC.

„Poate funcționa” nu înseamnă „va funcționa bine”. Un exemplu simplu este că orice motor electric produce o putere redusă atunci când tensiunea de alimentare este redusă. Și deloc după o lege liniară. Adică, dacă burghiul tău la 220 de volți are o putere de 800 de wați, la 96 de wați se va învârti, dar puterea sa poate fi de numai 100 de wați - adică producătorul nu te-a mințit - burghiul funcționează, dar a tăcut despre consecințe - În același timp, ea abia dă foraj.
Pentru surse de puls sursă de alimentare cu conversia de intrare AC în DC, apoi un convertor de înaltă frecvență și stabilizarea tensiunilor de ieșire (calculatoare, televizoare etc.), valoarea tensiunii de intrare nu este atât de importantă, dar pot exista ambuscade aici - în afara trei computere, două dintre mine pornesc și funcționează normal la 140 de volți în rețea, dar unul începe să se defecteze deja la 170 de volți.
În general, este mai ușor să instalați un stabilizator și să nu vă păcăliți pe voi și oamenii.

Îmi amintesc încă vremurile sărace post-sovietice... Când era imposibil să cumperi un generator de gaz pe bani rezonabili, transportau 7-8 baterii în locuri neelectrificate pentru a alimenta electricitatea. sculă, puterea nu s-a pierdut... Nu a fost timp de numărat, dar cu 9 baterii (108 V), motoarele colectoarelor se ardeau deja. Motivul este că înfășurările unui motor cu comutator, atunci când sunt alimentate de o variabilă alternativă, au o reactivitate destul de mare, ceea ce limitează curentul. In ceea ce priveste alimentarea calculatoarelor stationare, acestea au un comutator 110\220.

96V este rău, acesta este practic pragul inferior declarat pentru majoritatea UPS-urilor conform scheme standard bazate pe controlere comune. în care muncă stabilă convertizorul va fi în discuție. Atunci este mai bine să adăugați încă o baterie de 12V și să aduceți tensiunea la 108V. În principiu, soluția este viabilă, dar trebuie să înțelegeți că curentul va fi de 2 ori mai mare pentru același consum de energie (nu uitați de secțiunea transversală a conductorilor utilizați, nu va fi posibil să obțineți mai mult). mai mult de 1,6 kW de la o priză tipică de 16 amperi fără a depăși curentul permis. Ei bine, și oferă cumva protecție împotriva dispozitivelor de conectare care nu sunt proiectate pentru curent continuu (întrebarea este alegerea, de exemplu, a standardului de prize pentru curent continuu sau marcarea acestora, pentru a nu fi confundate cu cele care vor avea 220 AC) .

Și încă un lucru - vă rugăm să rețineți că după redresorul din UPS, la intrarea de 100V AC va exista deja 140V DC, iar atunci când este conectat la o priză DC - doar aceeași 100V. Nu este absolut necesar ca sursa de alimentare să pornească la această tensiune. Trebuie să vă uitați cu atenție la denumiri și să luați numai acele dispozitive despre care se spune că funcționează la această tensiune pe curent continuu.

Tocmai am făcut un experiment cu încărcarea unui telefon mobil (nu mă deranjează), scrie 100-240: cu o creștere treptată a tensiunii (LATR-bridge-condensator 330 uF 450 V) a început la 86,5 V, cu o scădere s-a oprit la 82. Repetată de 4 ori, rezultatul este același +\- 0,5 V. Deci, există un plus suplimentar - protecția împotriva descărcării profunde a bateriei va funcționa automat. Prizele monofazate și 25A sunt disponibile spre vânzare.