Exemple de diferențe de curent continuu și curent alternativ. Ce este tensiunea constantă? De ce rețeaua are tensiune alternativă și nu constantă

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. Desemnat DC.și tensiune sub formă de liniuță orizontală scurtă sau 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, 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 - valoarea tensiunii efective și frecvența.

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 că în priză de acasă 220 volți. Dar puțini oameni știu ce este valoare valabilă tensiune alternativă, 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 de cicluri (perioade) complete și o unitate de timp care se schimbă 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 avem curent alternativîși 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 de curent alternativ, tensiunea este ușor și cu pierderi minime convertită la nivelul necesar folosind un transformator în orice volum. Tensiunea trebuie crescută pentru a putea transmite electricitate către distante lungi cu pierderi minime în scara industriala.
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 dintr-o valoare de 10.000 Volti intr-o tensiune trifazata de 380 Volti, care ajunge la apartament, dar in apartamentul nostru ajunge tensiune monofazata, deoarece tensiunea dintre ele este de 220 V, iar intre faze opuse din tabloul electric este de 380 Volti.

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.

Mișcarea electronilor într-un conductor

Pentru a înțelege ce este curentul și de unde provine, trebuie să aveți puține cunoștințe despre structura atomilor și legile comportamentului lor. Atomii sunt formați din neutroni (sarcină neutră), protoni (sarcină pozitivă) și electroni (sarcină negativă).

Curentul electric apare ca urmare a mișcării direcționate a protonilor și electronilor, precum și a ionilor. Cum putem direcționa mișcarea acestor particule? În timpul oricărei operațiuni chimice, electronii sunt „smulși” și transferați de la un atom la altul.

Atomii din care un electron a fost „înlăturat” devin încărcați pozitiv (anioni), iar cei de care a fost atașat devin încărcați negativ și se numesc cationi. Ca rezultat al acestor „încrucișări” de electroni, apare un curent electric.

Desigur, acest proces nu poate continua pentru totdeauna; curentul electric va dispărea atunci când toți atomii sistemului se vor stabiliza și vor avea o sarcină neutră (un exemplu excelent de zi cu zi este baterie obișnuită, care „stă” ca urmare a încheierii unei reacții chimice).

Istoria studiului

Grecii antici au fost primii care au observat un fenomen interesant: dacă freci o piatră de chihlimbar pe țesătură de lână, aceasta începe să atragă obiecte mici. Pasii urmatori a început să fie făcut de oamenii de știință și inventatorii Renașterii, care au construit mai multe dispozitive interesante care a demonstrat acest fenomen.

O nouă etapă în studiul electricității a fost opera americanului Benjamin Franklin, în special experimentele sale cu borcanul Leyden - primul condensator electric din lume.

Franklin a fost cel care a introdus conceptele de sarcini pozitive și negative și, de asemenea, a inventat paratrăsnetul. În cele din urmă, studiul curentului electric a devenit o știință exactă după descrierea legii lui Coulomb.

Modele de bază și forțe în curent electric

Legea lui Ohm - formula sa descrie relația dintre forță, tensiune și rezistență. Descoperit în secolul al XIX-lea de omul de știință german Georg Simon Ohm. Unitatea de rezistență electrică poartă numele lui. Descoperirile sale au fost foarte utile direct pentru uz practic.

Legea Joule-Lenz spune că în orice domeniu circuit electric se lucrează. Ca urmare a acestei lucrări, conductorul se încălzește. Acest efect termic este adesea folosit în practică în inginerie și tehnologie (un exemplu excelent este o lampă cu incandescență).

Acest tipar și-a primit numele deoarece 2 oameni de știință, aproximativ simultan și independent, l-au dedus prin experimente.
.

La începutul secolului al XIX-lea, omul de știință britanic Faraday și-a dat seama că prin modificarea numărului de linii de inducție care pătrund pe o suprafață delimitată de o buclă închisă, se poate crea un curent indus. Se numesc forțe străine care acționează asupra particulelor libere forta electromotoare(emf de inducție).

Soiuri, caracteristici și unități de măsură

Curentul electric poate fi fie variabile, sau permanent.

Un curent electric constant este un curent care nu își schimbă direcția și semnul în timp, dar își poate schimba magnitudinea. Curentul electric constant folosește cel mai adesea celule galvanice ca sursă.

O variabilă este una care își schimbă direcția și semnul conform legii cosinusului. Caracteristica sa este frecvența. Unitățile SI sunt Hertz (Hz).

În ultimele decenii a devenit foarte răspândită. Acesta este un tip de curent alternativ care include 3 circuite. În aceste circuite există feme alternate de aceeași frecvență, dar defazate între ele cu o treime din perioadă. Fiecare circuit electric individual se numește fază.

Aproape toate generatoarele moderne produc curent electric trifazat.

• Puterea și cantitatea de curent

Puterea curentului depinde de cantitatea de sarcină care curge în circuitul electric pe unitatea de timp. Puterea curentului este raportul dintre sarcina electrică care trece prin secțiunea transversală a unui conductor și timpul de trecere a acestuia.

În sistemul SI, unitatea de măsură pentru puterea sarcinii este coulombul (C), iar unitatea de timp este secunda (s). Ca rezultat, obținem C/s, această unitate se numește Amperi (A). Puterea curentului electric este măsurată folosind un dispozitiv - un ampermetru.

• Voltaj

Tensiunea este raportul dintre lucru și încărcare. Munca se măsoară în jouli (J), sarcina în coulombs. Această unitate se numește Volt (V).

• Rezistență electrică

Citirile ampermetrului pe diverși conductori dau sensuri diferite. Iar pentru a măsura puterea circuitului electric ar fi necesar să folosiți 3 dispozitive. Fenomenul se explică prin faptul că fiecare conductor are o conductivitate diferită. Unitatea de măsură se numește Ohm și este desemnată Literă latină R. Rezistenta depinde si de lungimea conductorului.

• Capacitate electrică

Se pot acumula doi conductori, care sunt izolați de la unul la altul sarcini electrice. Acest fenomen este caracterizat de fizic o cantitate numită capacitate electrică. Unitatea sa de măsură este faradul (F).

• Puterea și munca curentului electric

Lucrul curentului electric pe o anumită secțiune a circuitului este egal cu înmulțirea tensiunii curente prin forță și timp. Tensiunea se măsoară în volți, puterea în amperi, timpul în secunde. Unitatea de măsură pentru lucru a fost joule (J).

Puterea curentului electric este raportul dintre lucru și timpul în care este finalizat. Puterea este simbolizată prin litera P și măsurată în wați (W). Formula de putere este foarte simplă: curentul înmulțit cu tensiunea.

Există, de asemenea, o unitate numită watt-oră. Nu trebuie confundat cu wați, sunt 2 diferite mărimi fizice. Wații măsoară puterea (rata de consum sau de transmitere a energiei), iar wați-ora exprimă energia produsă într-un anumit timp. Această măsurătoare este adesea folosită pentru aparatele electrocasnice.

De exemplu, o lampă cu o putere de 100 W a funcționat timp de o oră, apoi a consumat 100 Wh, iar o lampă cu o putere de 40 de wați va consuma aceeași cantitate de energie electrică în 2,5 ore.

Un wattmetru este folosit pentru a măsura puterea unui circuit electric.

Ce tip de curent este mai eficient și care este diferența dintre ele?

Curentul electric constant este ușor de utilizat în caz de conexiune paralelă generatoare, pentru alternare este necesară sincronizarea generatorului și a sistemului de alimentare.

În istorie, a avut loc un eveniment numit „Războiul Curenților”. Acest „război” a avut loc între doi inventatori geniali - Thomas Edison și Nikola Tesla. Primul a susținut și promovat în mod activ curentul electric constant, iar al doilea alternativ. „Războiul” s-a încheiat cu victoria Tesla în 2007, când New York a trecut în sfârșit la viteză variabilă.

Diferența de eficiență a transmiterii energiei pe distanță s-a dovedit a fi uriașă în favoarea curentului alternativ. Curentul electric constant nu poate fi utilizat dacă stația este situată departe de consumator.

Dar cel permanent și-a găsit totuși un domeniu de aplicare: este utilizat pe scară largă în electrotehnică, galvanizare și unele tipuri de sudare. De asemenea, curentul electric constant a devenit foarte răspândit în domeniul transportului urban (troleibuze, tramvaie, metrou).

Desigur, nu există curenți răi sau buni, fiecare tip are propriile sale avantaje și dezavantaje, cel mai important lucru este să le folosiți corect.

ȘI . Înainte de a examina în detaliu acești termeni, trebuie să ne amintim că conceptul de curent electric constă în mișcarea ordonată a particulelor cu sarcini electrice. Dacă electronii se mișcă constant într-o direcție, atunci curentul se numește constant. Dar când electronii se mișcă într-o direcție într-un moment de timp și într-un alt moment se mișcă în altă direcție, atunci aceasta este mișcarea ordonată a particulelor încărcate care se mișcă fără oprire. acest curent se numeste alternant. Diferența semnificativă dintre ele este că valorile constante „+” și „-” sunt întotdeauna într-un anumit loc.

Ce este tensiunea constantă

Un exemplu de tensiune constantă este o baterie obișnuită. Pe corpul oricărei baterii există simboluri „+” și „-”. Acest lucru sugerează că la curent constant aceste valori au o locație constantă. Pentru o variabilă, dimpotrivă, valorile „+” și „-” se modifică la anumite intervale scurte. Prin urmare, denumirea pentru curent continuu este utilizată sub forma unei linii drepte, iar denumirea pentru curent alternativ este utilizată sub forma unei linii ondulate.

Diferența dintre curent continuu și curent alternativ

Majoritatea dispozitivelor care folosesc curent continuu nu permit amestecarea contactelor la conectarea sursei de alimentare, deoarece în acest caz dispozitivul poate eșua pur și simplu. Cu variabile acest lucru nu se va întâmpla. Dacă introduceți ștecherul în priză de fiecare parte, dispozitivul va funcționa în continuare. În plus, există o frecvență de curent alternativ. Acesta arată de câte ori în timpul unei secunde „minus” și „plus” sunt schimbate. De exemplu, o frecvență de 50 de herți înseamnă că polaritatea tensiunii se schimbă de 50 de ori pe secundă.

Graficele prezentate arată modificarea tensiunii în diferite momente în timp. Graficul din stânga, de exemplu, arată tensiunea la contactele unui bec lanternă. În perioada de timp de la „0” la punctul „a” nu există deloc tensiune, deoarece lanterna este stinsă. La punctul de timp „a” apare tensiunea U1, care nu se modifică în intervalul de timp „a” - „b” atunci când lanterna este aprinsă. Când lanterna este stinsă la momentul „b”, tensiunea devine din nou zero.

Pe graficul tensiunii AC puteți vedea clar că tensiunea intră diverse puncte, apoi crește la un maxim, apoi devine egal cu zero, apoi scade la minim. Această mișcare are loc uniform, la intervale regulate, și se repetă până când luminile se sting.

Curent alternativ , spre deosebire de , se schimbă continuu atât în ​​amploare, cât și în direcție, iar aceste schimbări apar periodic, adică se repetă exact prin intervale egale timp.

Pentru a induce un astfel de curent într-un circuit, ei folosesc surse de curent alternativ care creează o FEM alternativă care se schimbă periodic în mărime și direcție. Se numesc astfel de surse generatoare de curent alternativ.

În fig. Figura 1 prezintă o diagramă a dispozitivului (modelului) dintre cele mai simple.

Cadru dreptunghiular din sârmă de cupru, montat pe o osie și se rotește în câmp cu ajutorul unei curea de transmisie. Capetele cadrului sunt lipite pe inele de contact din cupru, care, rotindu-se cu cadrul, alunecă de-a lungul plăcilor de contact (perii).

Figura 1. Diagrama unui alternator simplu

Să ne asigurăm că un astfel de dispozitiv chiar este sursă de EMF variabilă.

Să presupunem că un magnet creează între polii săi, adică unul în care densitatea magnetică linii de înaltă tensiuneîn orice parte a câmpului este la fel. rotindu-se, cadrul traversează liniile de forță camp magnetic, iar în fiecare dintre laturile sale a și b.

Laturile c și d ale cadrului nu funcționează, deoarece atunci când cadrul se rotește, acestea nu intersectează liniile câmpului magnetic și, prin urmare, nu participă la crearea EMF.

În orice moment de timp, EMF care apare în partea a este opusă în direcție cu EMF care apare în partea b, dar în cadrul ambelor EMF acționează în conformitate și în total constituie EMF total, adică indus de întregul cadru.

Acest lucru este ușor de verificat dacă folosim ceea ce știm pentru a determina direcția EMF regula mana dreapta.

Pentru a face acest lucru, trebuie să poziționați palma mâinii drepte astfel încât să fie îndreptată spre polul nord al magnetului, iar degetul mare îndoit coincide cu direcția de mișcare a acelei părți a cadrului în care dorim să determinăm direcția EMF. Apoi, direcția EMF în ea va fi indicată de degetele întinse ale mâinii.

Pentru orice poziție a cadrului determinăm direcția EMF în laturile a și b, ele se adună întotdeauna și formează un EMF total în cadru. În acest caz, cu fiecare rotație a cadrului, direcția EMF totală din acesta se schimbă în sens opus, deoarece fiecare dintre părțile de lucru ale cadrului trece sub diferiți poli ai magnetului într-o singură rotație.

Mărimea EMF indusă în cadru se modifică, de asemenea, pe măsură ce viteza cu care laturile cadrului intersectează liniile câmpului magnetic se modifică. Într-adevăr, în momentul în care cadrul se apropie de poziția sa verticală și depășește-o, viteza de intersecție a liniilor de forță de pe părțile laterale ale cadrului este cea mai mare și cea mai mare EMF este indusă în cadru. În acele momente în timp în care cadrul trece de poziția orizontală, părțile sale par să alunece de-a lungul liniilor magnetice de forță fără a le traversa și nu este indusă nicio fem.

Prin urmare, cu rotirea uniformă a cadrului, în el va fi indus un EMF, schimbându-se periodic atât în ​​mărime cât și în direcție.

EMF care apare în cadru poate fi măsurat cu un dispozitiv și utilizat pentru a crea un curent într-un circuit extern.

Folosind , puteți obține o fem alternativă și, prin urmare, un curent alternativ.

Curentul alternativ este pentru scopuri industriale și este generat generatoare puternice acţionat de turbine cu abur sau apă şi motoare cu ardere internă.

Reprezentarea grafică a curenților continui și alternativi

Metoda grafică face posibilă reprezentarea vizuală a procesului de modificare a unei anumite variabile în funcție de timp.

Grafic variabile, modificându-se în timp, începeți prin a construi două drepte reciproc perpendiculare, numite axe ale graficului. Apoi, segmentele de timp sunt trasate pe axa orizontală la o anumită scară, iar pe axa verticală, tot pe o anumită scară, valorile mărimii al cărei grafic urmează să fie reprezentat (EMF, tensiune sau curent).

În fig. 2 sunt reprezentate grafic curenți continui și alternativi. ÎN în acest caz, trasăm valorile curente, iar vertical în sus de la punctul de intersecție al axelor O trasăm valorile curente ale unei direcții, care este de obicei numită pozitivă, iar în jos din acest punct - direcție opusă, care este de obicei numit negativ.

Punctul O însuși servește simultan ca început de numărătoare inversă a valorilor curente (vertical în jos și în sus) și timp (orizontal la dreapta). Cu alte cuvinte, acest punct corespunde valoare nulă curent și acel moment inițial de timp din care intenționăm să urmărim cum se va schimba curentul în viitor.

Să verificăm corectitudinea a ceea ce este construit în fig. 2 și un grafic al unui curent constant de 50 mA.

Deoarece acest curent este constant, adică nu își schimbă magnitudinea și direcția în timp, aceleași valori ale curentului, adică 50 mA, vor corespunde momentelor diferite de timp. Prin urmare, la un moment egal cu zero, adică în momentul inițial al observării noastre a curentului, acesta va fi egal cu 50 mA. Prin trasarea în sus pe axa verticală a unui segment egal cu valoarea curentă de 50 mA, obținem primul punct al graficului nostru.

Trebuie să facem același lucru pentru următorul moment în timp, corespunzător punctului 1 pe axa timpului, adică să lăsăm deoparte un segment vertical în sus din acest punct, de asemenea, egal cu 50 mA. Sfârșitul segmentului va determina al doilea punct al graficului.

După ce am realizat o construcție similară pentru câteva momente ulterioare de timp, vom obține o serie de puncte, a căror legătură va da o linie dreaptă, care este reprezentare grafică curent continuu valoare 50 mA.

Să trecem acum la studii graficul emf variabil. În fig. 3 în partea de sus prezintă un cadru care se rotește într-un câmp magnetic, iar în partea de jos este o reprezentare grafică a variabilei EMF emergente.

Figura 3. Trasarea unui grafic al variabilei EMF

Să începem să rotim uniform cadrul în sensul acelor de ceasornic și să urmărim progresul modificării EMF în el, luând poziția orizontală a cadrului ca moment inițial.

În acest moment inițial, EMF va fi zero, deoarece părțile laterale ale cadrului nu intersectează liniile magnetice de forță. Pe grafic, această valoare EMF zero corespunzătoare momentului t = 0 va fi reprezentată de punctul 1.

Odată cu rotirea ulterioară a cadrului, în el va începe să apară un emf și va crește în valoare până când cadrul atinge pozitie verticala. Pe grafic, această creștere a EMF va fi reprezentată ca o curbă ascendentă netedă care atinge apogeul (punctul 2).

Pe măsură ce cadrul se apropie pozitie orizontala EMF din ea va scădea și va scădea la zero. Pe grafic, aceasta va fi reprezentată ca o curbă netedă descendentă.

În consecință, în timpul corespunzător unei jumătăți de rotație a cadrului, EMF din acesta a reușit să crească de la zero la valoarea sa maximă și din nou să scadă la zero (punctul 3).

Odată cu rotirea ulterioară a cadrului, va apărea din nou un emf în el și va crește treptat în magnitudine, dar direcția sa se va schimba deja în opus, ceea ce poate fi verificat prin aplicarea regulii mâinii drepte.

Graficul ia în considerare schimbarea direcției EMF prin aceea că curba care prezintă EMF intersectează axa timpului și este acum situată sub această axă. EMF crește din nou până când cadrul ia o poziție verticală.

Apoi EMF va începe să scadă, iar valoarea sa va deveni egal cu zero, când cadrul revine la poziția inițială, după ce a efectuat o revoluție completă. Pe grafic acest lucru va fi exprimat prin faptul că curba EMF, atinsă direcție inversă partea de sus (punctul 4), apoi se întâlnește cu axa timpului (punctul 5)

Acest lucru încheie un ciclu de schimbare a EMF, dar dacă continuăm să rotim cadrul, începe imediat un al doilea ciclu, repetându-l exact pe primul, care, la rândul său, va fi urmat de un al treilea, apoi de un al patrulea și așa mai departe până când oprim cadrul de rotație.

Astfel, pentru fiecare revoluție a cadrului, EMF care apare în acesta completează un ciclu complet al schimbării sale.

Dacă cadrul este închis la oricare circuit extern, apoi un curent alternativ va curge prin circuit, graficul căruia va fi la fel ca și graficul EMF.

Curba sub formă de undă pe care am obținut-o se numește undă sinusoidală, iar curentul, fem sau tensiunea care se modifică conform acestei legi se numește sinusoidal.

Curba în sine se numește undă sinusoidală deoarece este o reprezentare grafică a unei mărimi trigonometrice variabile numită sinus.

Natura sinusoidală a schimbării curentului este cea mai comună în inginerie electrică, prin urmare, când vorbim despre curent alternativ, în majoritatea cazurilor ne referim la curent sinusoidal.

Pentru a compara diferit curenti alternativi(EMF și tensiune) există cantități care caracterizează un anumit curent. Sunt chemați Parametrii AC.

Perioada, amplitudinea și frecvența - parametrii curentului alternativ

Curentul alternativ este caracterizat de doi parametri - perioada și amplitudinea, știind despre care putem judeca ce fel de curent alternativ este și construim un grafic al curentului.

Perioada de timp în care are loc un ciclu complet de schimbare a curentului se numește perioadă. Perioada este desemnată prin litera T și se măsoară în secunde.

Perioada de timp în care are loc jumătate din ciclul complet al schimbării curentului se numește semiciclu.În consecință, perioada de schimbare a curentului (EMF sau tensiune) constă din două semicicluri. Este destul de evident că toate perioadele aceluiași curent alternativ sunt egale între ele.

După cum se poate observa din grafic, în timpul unei perioade de schimbare curentul atinge de două ori valoarea sa maximă.

Valoarea maximă a unui curent alternativ (emf sau tensiune) se numește amplitudinea sau valoarea curentului de amplitudine.

Im, Em și Um sunt desemnări în general acceptate pentru amplitudinile curentului, EMF și tensiune.

În primul rând, am acordat atenție, însă, după cum se poate observa din grafic, există nenumărate valori intermediare care sunt mai mici decât amplitudinea.

Valoarea curentului alternativ (EMF, tensiune) corespunzătoare oricărui moment selectat în timp se numește valoarea sa instantanee.

i, e și u sunt denumiri în general acceptate pentru valorile instantanee ale curentului, fem și tensiune.

Valoarea curentului instantaneu, precum și valoarea sa de amplitudine, pot fi determinate cu ușurință folosind un grafic. Pentru a face acest lucru, din orice punct de pe axa orizontală corespunzător momentului de timp care ne interesează, desenăm linie verticala până la punctul de intersecție cu curba curentă; segmentul rezultat al dreptei verticale va determina valoarea curentului in acest moment, adică valoarea sa instantanee.

Este evident că valoarea instantanee a curentului după timpul T/2 din punctul de plecare al graficului va fi egală cu zero, iar după timpul T/4 valoarea sa de amplitudine. Curentul își atinge și valoarea de amplitudine; dar în sens invers, după un timp egal cu 3/4 T.

Deci, graficul arată cum se modifică curentul din circuit în timp și că fiecare moment în timp corespunde doar unui valoare specifică atât mărimea cât și direcția curentului. În acest caz, valoarea curentului la un moment dat de timp într-un punct al circuitului va fi exact aceeași în orice alt punct al acestui circuit.

Se numește numărul de perioade complete încheiate de un curent într-o secundă Frecvența ACși este notat cu litera latină f.

Pentru a determina frecvența curentului alternativ, adică a afla câte perioade de schimbare se completează curentul într-o secundă?, este necesar să se împartă 1 secundă la timpul unei perioade f = 1/T. Cunoscând frecvența curentului alternativ, puteți determina perioada: T = 1/f

Se măsoară într-o unitate numită herți.

Dacă avem curent alternativ, a cărui frecvență este egală cu 1 hertz, atunci perioada unui astfel de curent va fi egală cu 1 secundă. Și, invers, dacă perioada de schimbare a curentului este de 1 secundă, atunci frecvența unui astfel de curent este de 1 hertz.

Deci am definit Parametrii AC - perioadă, amplitudine și frecvență, - care fac posibilă distingerea diferiților curenți alternativi, emfs și tensiuni între ele și construirea graficelor acestora atunci când este necesar.

Atunci când determinați rezistența diferitelor circuite la curent alternativ, utilizați o altă cantitate auxiliară care caracterizează curentul alternativ, așa-numita frecventa unghiulara sau circulara.

Frecvența circulară notat raportat la frecvenţa f prin relaţia 2pif

Să explicăm această dependență. Când construim un grafic al variabilei EMF, am văzut că în timpul unei revoluții complete a cadrului, are loc un ciclu complet de modificări EMF. Cu alte cuvinte, pentru ca cadrul să facă o revoluție, adică să se rotească cu 360°, este nevoie de timp egal cu o perioadă, adică T secunde. Apoi, în 1 secundă, cadrul face o revoluție de 360°/T. Prin urmare, 360°/T este unghiul prin care cadrul se rotește în 1 secundă și exprimă viteza de rotație a cadrului, care este denumită în mod obișnuit viteza unghiulara sau circulara.

Dar deoarece perioada T este legată de frecvența f prin raportul f = 1/T, viteza circulară poate fi exprimată în termeni de frecvență și va fi egală cu 360°f.

Așa că am ajuns la concluzia că 360°f. Cu toate acestea, pentru comoditatea utilizării frecvenței circulare în tot felul de calcule, unghiul de 360° corespunzător unei revoluții este înlocuit cu o expresie radială egală cu 2pi radiani, unde pi = 3,14. Astfel, obținem în sfârșit 2pif. Prin urmare, pentru a determina frecvența circulară a curentului alternativ (), este necesar să se înmulțească frecvența în herți cu constantă Numărul este 6,28.

Cu mult timp în urmă, oamenii de știință au inventat curentul electric. Prima invenție a fost cea permanentă. Dar mai târziu, în timp ce efectua experimente în laboratorul său, Nikola Tesla a inventat curentul alternativ. Au existat și există multe diferențe între ele, conform cărora una dintre ele este folosită în echipamente cu curent redus, iar cealaltă are capacitatea de a depăși distante diferite cu pierderi minore. Dar mult depind de magnitudinea curenților.

Curent AC și DC: diferență și caracteristici

Diferența dintre curentul alternativ și curentul continuu poate fi înțeleasă pe baza definițiilor. Pentru a înțelege mai bine principiul și caracteristicile de funcționare, trebuie să cunoașteți următorii factori.

Principalele diferente:

• Mișcarea particulelor încărcate;
• Mod de producere.

Curentul variabil este un curent în care particulele încărcate sunt capabile să schimbe direcția de mișcare și magnitudinea în anumit timp. Principalii parametri ai curentului alternativ includ tensiunea și frecvența acestuia.

În prezent, public Electricitatea rețeleiȘi diverse obiecte, utilizați curent alternativ, cu o anumită tensiune și frecvență. Acești parametri sunt determinați de echipamente și dispozitive.

Notă! În rețelele electrice casnice se folosește un curent de 220 Volți și frecvența ceasului 50 Hz.

Direcția de mișcare și frecvența particulelor încărcate în curent continuu sunt neschimbate. Dat curent diverse alimente sunt folosite pentru nutriție aparate de uz casnic, cum ar fi televizoare și computere.

Datorită faptului că curentul alternativ este mai simplu și mai economic în metoda de producție și transmitere pe diferite distanțe, a devenit baza pentru electrificarea obiectelor. Curentul alternativ este produs la diferite centrale electrice, de la care este alimentat consumatorului prin conductori.

Curentul continuu se obține prin conversia curentului alternativ sau prin reacții chimice (de exemplu, o baterie alcalină). Pentru conversie se folosesc transformatoare de curent.

Ce nivel de tensiune este acceptabil pentru o persoană: caracteristici

Pentru a ști ce valori ale curentului electric sunt permise pentru o persoană, au fost întocmite tabele adecvate care indică valorile curentului alternativ și continuu și timpul.

Parametri de expunere la curent electric:

• Forta;
• Frecvență;
• Timp;
• Umiditate relativă.

Tensiunea și curentul de atingere permis care circulă prin corpul uman în interior diverse moduri instalatiile electrice nu depasesc urmatoarele valori.

Curentul alternativ 50 Hz, nu trebuie să depășească 2,0 volți și un curent de 0,3 mA. Curent cu o frecvență de 400 Hz cu o tensiune de 3,0 volți și o putere de curent de 0,4 mA. Curent continuu cu o tensiune de 8 și un curent de 1 mA. Expunerea sigură la curent cu astfel de indicatori este de până la 10 minute.

Notă! Dacă lucrari de instalatii electrice produse la temperaturi ridicate și umiditate relativă ridicată, aceste valori sunt reduse de trei ori.

În instalațiile electrice cu tensiuni de până la 100 de volți, care sunt împământate solid sau neutrul este izolat, curenții siguri de atingere sunt după cum urmează.

Curentul alternativ de 50 Hz cu un interval de tensiune de la 550 la 20 volți și o putere a curentului de la 650 la 6 mA, un curent alternativ de 400 Hz cu o tensiune de la 650 la 36 volți și curentul continuu de la 650 la 40 volți nu ar trebui să afecteze omul. corp în intervalul de la 0,01 la 1 secundă.

Curentul alternativ periculos pentru oameni

Se crede că curentul electric alternativ este cel mai periculos pentru viața umană. Dar acest lucru este furnizat, dacă nu intri în detalii. Depinde mult de diverși cantități și factori.

Factori care influențează expunerea periculoasă:

• Durata contactului;
• Calea curentului electric;
• Curent și tensiune;
• Care este rezistența organismului?

Conform regulilor PUE, cel mai periculos curent pentru oameni este curentul alternativ cu o frecvență care variază de la 50 la 500 Hz.

Este de remarcat faptul că, cu condiția ca curentul să nu depășească 9 mA, atunci oricine se poate elibera de partea sub tensiune a instalației electrice.

Dacă valoare dată este depășită, atunci pentru a te elibera de efectele curentului electric, o persoană are nevoie de ajutor puternic. Acest lucru se datorează faptului că curentul alternativ este mult mai capabil să stimuleze terminațiile nervoase și să provoace spasme musculare involuntare.

De exemplu, atunci când atingeți partea activă a dispozitivului cu interiorul palmei, spasmul muscular va face ca pumnul să se strângă mai puternic în timp.

De ce este curentul alternativ mai periculos? La valori identice curentul, curentul alternativ are un efect de câteva ori mai puternic asupra organismului.

Deoarece curentul alternativ afectează terminațiile nervoase și mușchii, merită să înțelegeți că acest lucru afectează și funcționarea mușchiului inimii. Din care rezultă că la contactarea curentului alternativ, riscul de deces crește.

Un indicator important este rezistența corpului uman. Dar când este lovit de curent alternativ cu frecvente inalte, rezistența corpului este semnificativ redusă.

Ce magnitudine este curentul continuu periculos pentru oameni?

Curentul continuu poate fi, de asemenea, periculos pentru oameni. Desigur, variabilă, de zece ori mai periculoasă. Dar dacă luăm în considerare curenții în cantități diferite, atunci constanta poate fi mult mai periculoasă decât cea alternativă.

Efectele curentului continuu asupra oamenilor sunt împărțite în:

• 1 prag;
• 2 prag;
• 3 prag.

Când sunt expuse la curent continuu la pragul penei (curentul este vizibil), mâinile încep să tremure puțin și apare o ușoară senzație de furnicături.

Al doilea prag (care nu eliberează curent), variind de la 5 la 7 mA, este cea mai mică valoare la care o persoană nu se poate elibera de conductor pe cont propriu.

Acest curent nu este considerat periculos, deoarece rezistența corpului uman este mai mare decât valoarea sa.

Al treilea prag (fibrilație), cu valori de 100 mA și peste, curentul are un efect puternic asupra corpului și organelor interne. În acest caz, curentul la aceste valori poate provoca contracția haotică a mușchiului inimii și poate duce la oprirea acestuia.

Puterea impactului este influențată și de alți factori. De exemplu, pielea umană uscată are o rezistență de 10 până la 100 kOhm. Dar dacă contactul are loc cu o suprafață umedă a pielii, atunci rezistența este redusă semnificativ.