Diferența dintre tensiunea DC și AC. Curent electric alternativ

În acest articol vă vom spune ce sunt curentul electric alternativ și curentul alternativ trifazat.

Conceptul de curent electric alternativ este dat în manualul de fizică al unei instituții de învățământ generală - școală. - un curent sub forma unui semnal armonic sinusoidal, ale cărui principale caracteristici sunt tensiunea și frecvența efectivă, modificări de direcție și magnitudine în timp.

Frecvență este numărul de modificări complete ale polarității unui curent electric alternativ într-o secundă. Aceasta înseamnă că curentul dintr-o priză obișnuită de uz casnic cu o frecvență de 50 Herți își schimbă direcția de la pozitiv la negativ și înapoi exact de cincizeci de ori într-o secundă. O schimbare completă a direcției (polarității) unui curent electric de la pozitiv la negativ și înapoi la pozitiv se numește - perioada de oscilație a curentului electric. În cursul perioadei T curentul electric alternativ își schimbă direcția de două ori.

Pentru observare vizuală curent alternativ sinusoidal utilizați de obicei . Pentru a preveni șocurile electrice și pentru a proteja osciloscopul de tensiunea de rețea la intrare, se folosesc transformatoare de izolare. Pentru a măsura o perioadă, nu face nicio diferență la ce puncte echivalente (amplitudine egală) să o măsoare. Puteți utiliza vârfurile maxime pozitive sau negative sau puteți utiliza valoarea zero. Acest lucru este explicat în figură.

Dintr-un manual de fizică știm că curentul electric alternativ este generat folosind o mașină electrică - un generator. Cel mai simplu model de generator este un cadru magnetic care se rotește în câmpul magnetic al unui magnet permanent.

Să ne imaginăm un cadru de sârmă dreptunghiular cu mai multe spire, care se rotește uniform într-un câmp magnetic uniform. EMF care apare în acest cadru. inducția se modifică conform unei legi sinusoidale. Perioada de oscilație T curentul electric alternativ este o revoluție completă a cadrului magnetic în jurul axei sale.

cadru magnetic

Una dintre caracteristicile importante ale curentului electric sunt două valori ale curentului electric alternativ - valoarea maximă și valoarea medie.

Valoarea maximă a tensiunii curentului electric Umax este valoarea tensiunii corespunzătoare valorii maxime a sinusoidei.

Valoarea medie a tensiunii curentului electric Usr este o valoare a tensiunii egală cu 0,636 din maxim. Matematic arata cam asa:

U av = 2 * U max / π = 0,636 U max

Unda sinusoidală de tensiune maximă poate fi monitorizată pe ecranul osciloscopului. Înțelegeți ce este valoarea medie a tensiunii electrice alternative Puteți efectua un experiment conform figurii și descrierii de mai jos.

Folosind un osciloscop, conectați o tensiune sinusoidală la intrarea acestuia. Folosiți butonul de deplasare verticală pentru a muta „zero” de baleiaj la linia cea mai de jos a scării ecranului osciloscopului. Întindeți și deplasați scanarea orizontală astfel încât o jumătate de undă de tensiune sinusoidală să se potrivească în zece (cinci) celule ale ecranului osciloscopului. Folosind butonul de scanare verticală (amplificare), întindeți scanarea astfel încât amplitudinea maximă a semi-undă să se potrivească exact zece (cinci) celule pe ecranul osciloscopului. Determinați amplitudinea sinusoidei în zece secțiuni. Însumați toate cele zece valori și împărțiți la zece - găsiți „scorajul mediu”. Ca rezultat, veți obține o valoare a tensiunii aproximativ egală cu 6,36 din valoarea sa maximă - 10.

Instrumente de masura– voltmetrele, contoarele, multimetrele pentru măsurarea tensiunii alternative au în circuitul lor un redresor și un condensator de netezire. Acest lanț „rotunjește” multiplicatorul diferenței dintre tensiunea maximă și cea măsurată la 0,7. Prin urmare, dacă observați o sinusoidă de tensiune cu o amplitudine de 10 volți pe ecranul osciloscopului, atunci voltmetrul (tseshka, multimetru) va afișa nu 10, ci aproximativ 7 volți. Crezi că priza de acasă are 220 de volți? Este adevărat, dar nu în întregime adevărat! 220 de volți este valoarea medie a tensiunii unei prize de uz casnic, mediată de un dispozitiv de măsurare - un voltmetru. Tensiunea maximă rezultă din formula:

U max = Umeas / 0,7 = 220 / 0,7 = 314,3 volți

De aceea, atunci când ești „șocată” de un curent de la o priză electrică de 220 de volți, știi că aceasta este iluzia ta. De fapt, tremurați la aproximativ 315 volți.

Curent trifazat

Alături de curent alternativ sinusoidal simplu, așa-numitul curent alternativ trifazat. În plus, curentul electric trifazat este principalul tip de energie utilizat în întreaga lume. Curentul trifazat a câștigat popularitate datorită transmiterii mai puțin costisitoare a energiei pe distanțe lungi. Dacă curentul electric obișnuit (monofazat) necesită două fire, atunci curentul trifazat, care are de trei ori mai multă energie, necesită doar trei fire. Veți învăța semnificația fizică mai târziu în acest articol.

Imaginează-ți dacă nu unul, ci trei cadre identice se rotesc în jurul unei axe comune, ale căror planuri sunt rotite unul față de celălalt cu 120 de grade. Apoi emf-urile sinusoidale care apar în ele. va fi, de asemenea, defazat cu 120 de grade (vezi figura).

Astfel de trei curenți alternativi coordonați se numesc curent trifazat. O aranjare simplificată a înfășurărilor de sârmă într-un generator de curent trifazat este ilustrată în figură.

Conexiunea înfășurărilor generatorului de-a lungul a trei linii independente este prezentată în figura de mai jos.

Această conexiune cu șase fire este destul de greoaie. Deoarece doar diferențele de potențial sunt importante pentru fenomenele din circuitele electrice, un conductor poate fi utilizat pentru două faze simultan, fără a reduce capacitatea de sarcină pentru fiecare fază. Cu alte cuvinte, în cazul conectării înfășurărilor generatorului într-o configurație „stea” folosind un „zero”, energia este transferată din trei surse prin patru fire (a se vedea figura), în care unul este comun - firul neutru.

Trei fire pot transmite energie de la trei surse (practic independente) de curent electric conectate printr-un „triunghi” simultan.

În generatoarele industriale și transformatoarele convertoare, o tensiune fază-la-fază de 220 de volți este de obicei conectată folosind o conexiune delta. În acest caz, nu există un fir „neutru”.

„Star” este folosit pentru a transmite tensiunea rețelei folosind „zero”. În acest caz, se aplică o tensiune de 220 de volți în faza relativă la „zero”. Tensiunea de la fază la fază este de 380 volți.

O apariție frecventă în vremurile „furării cu desfătare a democrației” a fost arderea echipamentelor de uz casnic în apartamentele cetățenilor respectabili, când, din cauza cablajului slab, „zeroul” comun a ars, apoi, în funcție de câte aparate electrocasnice au fost pornite. aprinse în apartamente, televizoarele și frigiderele arse în casa acelei persoane. , care le includea cel mai puțin. Acest lucru este cauzat de fenomenul de „dezechilibru de fază”, care apare atunci când zero este rupt. În loc de 220 de volți, o tensiune de interfaza de 380 de volți a intrat în priza cetățenilor respectabili. Până în prezent, în multe apartamente și clădiri comunale asemănătoare locuințelor din orașele și orașele noastre rusești, acest fenomen nu a fost complet eradicat.

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 utilizată în echipamentele de curent redus, iar cealaltă are capacitatea de a acoperi diferite distanțe cu pierderi mici. 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 la un anumit moment. Principalii parametri ai curentului alternativ includ tensiunea și frecvența acestuia.

În prezent, rețelele electrice publice și diversele instalații folosesc curent alternativ, cu o anumită tensiune și frecvență. Acești parametri sunt determinați de echipamente și dispozitive.

Notă! În rețelele electrice de uz casnic se utilizează un curent de 220 de volți și o frecvență de ceas de 50 Hz.

Direcția de mișcare și frecvența particulelor încărcate în curent continuu sunt neschimbate. Acest curent este folosit pentru a alimenta diverse dispozitive 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 de atingere admisă și curentul care circulă prin corpul uman în diferite moduri ale instalațiilor electrice nu depășesc următoarele 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 lucrările de instalare electrică sunt efectuate 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 diferiți 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 această valoare 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 aceleași valori ale curentului, 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 atunci când este lovit de curent alternativ cu frecvențe înalte, rezistența corpului este redusă semnificativ.

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.

Instrucțiuni

Mai întâi, să ne dăm seama ce este curentul electric. Mișcarea direcționată () a particulelor încărcate se numește curent electric. În curentul alternativ al unui conductor, trec un număr diferit de particule încărcate în perioade egale de timp. Într-o constantă, numărul acestor particule pentru același timp este întotdeauna echivalent.

Curentul alternativ își schimbă constant puterea, magnitudinea sau direcția. Și aceste modificări sunt întotdeauna periodice, adică se repetă la intervale regulate. De exemplu, folosind variabila actual bateria nu poate fi încărcată sau nu poate fi utilizată în astfel de scopuri tehnice.

Spre deosebire de permanent actual, variabila are mai multe semnificatii suplimentare: - perioada - valoarea temporara a parcurgerii unui ciclu complet de indicatori variabili actual; semiciclu și frecvență (număr de cicluri pentru o anumită perioadă de timp); - amplitudine - cea mai mare valoare a variabilei actual;- valoare instantanee – valoare actual la un moment dat în timp.

Curentul alternativ este mai frecvent și utilizat pe scară largă. Este mai ușor să îl transformi în curent alternativ de altă tensiune, să schimbi tensiunea în rețele în funcție de nevoile necesare. Acest lucru se poate face folosind un transformator. Transformator - un dispozitiv care convertește curentul alternativ de o tensiune în același curent, dar de o tensiune diferită la aceeași frecvență actual.

Pneumonia lobară debutează acut, cel mai adesea după hipotermie severă. Temperatura ajunge la 39-40 de grade, pacientul are frisoane severe. Durerea apare imediat la respirație și din plămânul afectat. Tusea este însoțită de eliberarea sputei purulente, vâscoase din sânge. Starea pacientului este gravă. Respirația este superficială, rapidă, cu deschiderea aripilor nasului. Partea afectată a pieptului rămâne vizibil în urma părții sănătoase atunci când respiră.

Pe planeta Pământ astăzi, 98% din toată electricitatea este generată de generatoare de curent alternativ. Un astfel de curent este destul de ușor de produs și transmis pe distanțe lungi. În acest caz, curentul și tensiunea pot fi crescute și reduse în mod repetat - transformate. Munca nu se face prin tensiune, ci prin curent. Prin urmare, cu cât valoarea sa este mai mică, cu atât sunt mai mici pierderile în fire.

Mulți utilizatori cred că se folosește doar curent alternativ cu o tensiune de 220V și o frecvență de 50Hz. Acest lucru este valabil numai pentru lămpile cu incandescență, motoarele electrice din aspiratoare și frigiderele.

În orice dispozitiv de uz casnic complex alimentat de o rețea de curent alternativ, există componente care funcționează la tensiune constantă cu valori diferite. Este practic imposibil de prezis care ar putea fi aceste valori. Prin urmare, toți consumatorii din priză au curent alternativ de aceeași frecvență și tensiune.

DC

Deși ponderea generației de curent continuu este de numai 2%, valoarea acesteia este destul de mare. Curentul continuu este generat de celule galvanice, baterii, termocupluri și panouri solare.

Panourile solare devin astăzi o zonă foarte promițătoare a energiei, când problema utilizării surselor regenerabile de energie este acută.

Curentul continuu alimentează motoarele de locomotivă în transportul feroviar și este utilizat în rețeaua de bord a aeronavelor și automobile.

Pe drumurile orașelor moderne sunt tot mai multe mașini electrice și hibride. Pentru a-și reîncărca bateriile, sunt construite stații care le asigură nevoile de curent continuu.

Ce fel de prize ar trebui să existe?

Dimensiunile prizelor, tipul lor, materialul din care sunt confectionate depind in primul rand de scopul prizelor, curentii si tensiunile pentru care sunt proiectate. Dispozitivele care funcționează la tensiune constantă au fișe polarizate. Prin urmare, prizele pentru ele trebuie să fie polarizate. Apoi, chiar și un utilizator fără experiență nu va putea confunda unde sunt „+” și „–”.

Curentul alternativ dintr-un circuit este un flux electric de particule încărcate, a cărui direcție și viteză se schimbă periodic în timp, conform unei anumite legi.

Instrucțiuni

Consultați generalitățile dintr-un circuit electric descris în manualul școlar. Acolo vei vedea că curentul alternativ este un curent electric, a cărui valoare variază după o lege sinusoidală sau cosinus. Aceasta înseamnă că mărimea curentului într-o rețea de curent alternativ variază în funcție de legea sinusului sau cosinusului. Strict vorbind, acesta corespunde curentului care circulă într-o rețea electrică de uz casnic. Cu toate acestea, sinusoidalitatea curentului nu este o definiție generală a curentului alternativ și nu explică pe deplin natura fluxului său.

Desenați un grafic de undă sinusoidală pe o bucată de hârtie. Acest grafic arată că valoarea funcției în sine, exprimată prin puterea curentă în acest context, se schimbă de la o valoare pozitivă la o valoare negativă. Mai mult, timpul după care semnul se schimbă este întotdeauna același. Acest timp se numește perioada oscilațiilor curentului, iar inversul timpului se numește frecvența curentului alternativ. De exemplu, frecvența energiei curente de uz casnic este de 50 Hz.

Vă rugăm să rețineți că semnul funcției se schimbă fizic. De fapt, asta înseamnă doar că la un moment dat curentul începe să curgă în direcția opusă. Mai mult, dacă legea schimbării este sinusoidală, atunci schimbarea direcției de mișcare nu are loc brusc, ci cu frânare treptată. De aici conceptul de curent alternativ și diferența sa principală față de curentul continuu, care curge întotdeauna în aceeași direcție și are o valoare constantă. După cum se știe, direcția curentului este determinată de direcția particulelor încărcate pozitiv din circuit. Astfel, într-un circuit de curent alternativ, particulele încărcate după un anumit timp își schimbă direcția de mișcare în sens opus.

Deși folosim zilnic aparate electrice în viața de zi cu zi, nu toată lumea poate răspunde la diferența dintre curent alternativ și curent continuu, în ciuda faptului că acest lucru este predat în programa școlară. Prin urmare, este logic să ne amintim principiile de bază.

Definiții generale

Procesul fizic în care particulele încărcate se mișcă într-o manieră ordonată (direcțională) se numește curent electric. Este de obicei împărțit în variabilă și constantă. Pentru primul, direcția și magnitudinea rămân neschimbate, dar pentru al doilea, aceste caracteristici se modifică după un anumit model.

Definițiile de mai sus sunt mult simplificate, deși explică diferența dintre curentul continuu și cel alternativ. Pentru a înțelege mai bine care este această diferență, este necesar să se furnizeze o reprezentare grafică a fiecăruia dintre ele, precum și să se explice modul în care forța electromotoare alternativă este generată în sursă. Pentru a face acest lucru, să ne întoarcem la inginerie electrică, sau mai degrabă la bazele sale teoretice.

surse de CEM

Sursele de curent electric de orice fel sunt de două tipuri:

primar, cu ajutorul lor, electricitatea este generată prin transformarea energiei mecanice, solare, termice, chimice sau de altă natură în energie electrică;
secundar, nu generează energie electrică, ci o convertesc, de exemplu, din variabilă în constantă sau invers.

Singura sursă primară de curent electric alternativ este un generator; o diagramă simplificată a unui astfel de dispozitiv este prezentată în figură.

Denumiri:

1 – sensul de rotație;
2 – magnet cu poli S și N;
3 – câmp magnetic;
4 – cadru de sârmă;
5 – EMF;
6 – contacte inel;
7 – colectoare de curent.

Principiul de funcționare

Energia mecanică este convertită de generatorul prezentat în figură în energie electrică, după cum urmează:

Datorită unui astfel de fenomen precum inducția electromagnetică, atunci când cadrul „4” se rotește, plasat în câmpul magnetic „3” (care iese între diferiții poli ai magnetului „2”), se formează un emf „5” în el. Tensiunea este furnizată rețelei prin colectoarele de curent „7” de la contactele inelare „6”, la care este conectat cadrul „4”.

Video: curent continuu și alternativ - diferențe

În ceea ce privește magnitudinea EMF, aceasta depinde de viteza de intersecție a liniilor electrice „3” cu cadrul „4”. Datorita caracteristicilor campului electromagnetic, viteza minima de trecere, si deci cea mai mica valoare a fortei electromotoare, va fi in momentul in care cadrul se afla in pozitie verticala, respectiv, maxima - in pozitie orizontala.

Ținând cont de cele de mai sus, în procesul de rotație uniformă este indusă o fem, ale cărei caracteristici ale mărimii și direcției se modifică cu o anumită perioadă.

Imagini grafice

Datorită utilizării metodei grafice, este posibilă obținerea unei reprezentări vizuale a modificărilor dinamice în diferite cantități. Mai jos este un grafic al schimbărilor de tensiune în timp pentru o celulă galvanică 3336L (4,5 V).

După cum puteți vedea, graficul este o linie dreaptă, adică tensiunea sursei rămâne neschimbată.

Acum prezentăm un grafic al dinamicii modificărilor tensiunii pe parcursul unui ciclu (revoluția completă a cadrului) al generatorului.

Axa orizontală afișează unghiul de rotație în grade, axa verticală afișează mărimea fem (tensiunii)

Pentru claritate, vom arăta poziția inițială a cadrului în generator, corespunzătoare punctului de plecare al raportului pe grafic (0°)

Denumiri:

1 – polii magnetici S și N;
2 – cadru;
3 – sensul de rotație al cadrului;
4 – câmp magnetic.

Acum să vedem cum se va schimba EMF în timpul unui ciclu de rotație a cadrului. La poziția inițială, EMF va fi zero. În timpul procesului de rotație, această valoare va începe să crească ușor, atingând un maxim în momentul în care cadrul se află la un unghi de 90°. Rotirea ulterioară a cadrului va duce la o scădere a EMF, atingând un minim în momentul rotației cu 180°.

Continuând procesul, puteți vedea cum forța electromotoare își schimbă direcția. Natura schimbărilor în EMF care și-a schimbat direcția va fi aceeași. Adică va începe să crească lin, atingând un vârf în punctul corespunzător unei rotații de 270°, după care va scădea până când cadrul completează un ciclu complet de rotație (360°).

Dacă graficul este continuat pentru mai multe cicluri de rotație, vom vedea o caracteristică sinusoidală a curentului electric alternativ. Perioada sa va corespunde unei rotații a cadrului, iar amplitudinea acesteia va corespunde valorii maxime a EMF (înainte și invers).

Acum să trecem la o altă caracteristică importantă a curentului electric alternativ - frecvența. Litera latină „f” este folosită pentru a o desemna, iar unitatea sa de măsură este hertz (Hz). Acest parametru afișează numărul de cicluri complete (perioade) de modificare a EMF într-o secundă.

Frecvența este determinată de formula: . Parametrul „T” afișează timpul unui ciclu complet (perioada), măsurat în secunde. În consecință, cunoscând frecvența, este ușor de determinat timpul perioadei. De exemplu, în viața de zi cu zi se folosește un curent electric cu o frecvență de 50 Hz, prin urmare, timpul său va fi de două sutimi de secundă (1/50 = 0,02).

Generatoare trifazate

Rețineți că cel mai rentabil mod de a obține curent electric alternativ este utilizarea unui generator trifazat. O diagramă simplificată a designului său este prezentată în figură.

După cum puteți vedea, generatorul folosește trei bobine, plasate cu un decalaj de 120 °, conectate între ele printr-un triunghi (în practică, o astfel de conexiune a înfășurărilor generatorului nu este utilizată din cauza eficienței scăzute). Când unul dintre polii magnetului trece pe lângă bobină, în ea este indusă o fem.

Care este motivul pentru varietatea curenților electrici?

Mulți pot avea o întrebare bine întemeiată - de ce să folosiți o astfel de varietate de curenți electrici dacă puteți alege unul și îl faceți standard? Chestia este că nu orice tip de curent electric este potrivit pentru rezolvarea unei anumite probleme.

De exemplu, oferim condiții în care utilizarea tensiunii constante nu numai că va fi neprofitabilă, ci uneori imposibilă:

sarcina de a transmite tensiunea pe distanțe este mai ușor de implementat pentru tensiune alternativă;
este aproape imposibilă transformarea curentului electric continuu pentru circuite electrice eterogene care au un nivel incert de consum;
menținerea nivelului de tensiune necesar în circuitele de curent continuu este mult mai dificilă și mai costisitoare decât curentul alternativ;
motoarele pentru tensiune alternativă sunt structural mai simple și mai ieftine decât pentru tensiune continuă. În acest moment, trebuie menționat că astfel de motoare (asincrone) au un nivel ridicat de curent de pornire, ceea ce nu permite utilizarea lor pentru rezolvarea anumitor probleme.

Acum dăm exemple de probleme în care este mai potrivit să folosiți tensiune constantă:

Pentru a modifica viteza de rotație a motoarelor asincrone, trebuie să modificați frecvența rețelei de alimentare, care necesită echipamente complexe. Pentru motoarele care funcționează pe curent continuu, este suficientă schimbarea tensiunii de alimentare. De aceea sunt instalate în vehiculele electrice;
alimentarea cu energie a circuitelor electronice, a echipamentelor galvanice și a multor alte dispozitive se realizează și prin curent electric continuu;
Tensiunea DC este mult mai sigură pentru oameni decât tensiunea alternativă.

Pe baza exemplelor enumerate mai sus, este necesar să se utilizeze diferite tipuri de tensiune.

Curentul electric este mișcarea direcțională și ordonată a particulelor încărcate.

Curentul continuu are proprietăți stabile și direcția de mișcare a particulelor încărcate care nu se modifică în timp. Este folosit în multe dispozitive electrice din locuințe, precum și în mașini. Calculatoarele moderne, laptopurile, televizoarele și multe alte dispozitive funcționează din curent continuu. Pentru a converti curentul alternativ în curent continuu, se folosesc surse speciale de alimentare și transformatoare de tensiune.

Toate dispozitivele electrice și instrumentele electrice alimentate cu baterii sunt considerate consumatori de curent continuu, deoarece bateria este o sursă de curent continuu care poate fi convertită în curent alternativ cu ajutorul invertoarelor.

Diferența dintre AC și DC

Variabilul este un curent electric care se poate schimba în direcția de mișcare a particulelor încărcate și în mărime în timp. Cei mai importanți parametri ai curentului alternativ sunt frecvența și tensiunea acestuia. În rețelele electrice moderne de la diverse instalații, se folosește curent alternativ, care are o anumită tensiune și o anumită frecvență. În Rusia, în rețelele electrice de uz casnic, curentul are o tensiune de 220 V și o frecvență de 50 Hz. Frecvența curentului electric alternativ este numărul de modificări ale direcției de mișcare a particulelor încărcate într-o secundă, adică la o frecvență de 50 Hz, acesta își schimbă direcția de 50 de ori pe secundă. Astfel, diferența dintre curentul alternativ și curentul continuu este că în curent alternativ particulele încărcate pot schimba direcția de mișcare.

Sursele de curent alternativ la obiecte pentru diverse scopuri sunt prize. Conectam diverse aparate electrocasnice la prize care primesc tensiunea necesara. Curentul alternativ este utilizat în rețelele electrice deoarece tensiunea poate fi convertită la valorile cerute folosind echipamente transformatoare cu pierderi minime. Cu alte cuvinte, este mult mai ușor și mai ieftin de transportat de la sursele de energie la consumatorii finali.

Transmiterea curentului alternativ către consumatori

Calea curentului alternativ începe cu centralele electrice, unde sunt instalate generatoare electrice puternice, din care iese curent electric cu o tensiune de 220-330 kV. Prin cablurile electrice, curentul circulă către stațiile de transformare instalate în imediata apropiere a obiectelor de consum electric - case, apartamente, întreprinderi și alte structuri.

Substațiile primesc curent electric cu o tensiune de aproximativ 10 kV și îl transformă într-o tensiune trifazată de 380 V. În unele cazuri, un curent cu o tensiune de 380 V este utilizat pentru alimentarea obiectelor, acest lucru este necesar de uz casnic și industrial puternic. aparate, dar cel mai adesea în punctul în care electricitatea este introdusă într-o casă sau un apartament , tensiunea scade la 220 V obișnuit.

Conversia AC în DC

Ne-am dat deja seama că prizele sistemelor electrice de uz casnic conțin curent alternativ, dar mulți consumatori moderni de electricitate au nevoie de curent constant. Conversia curentului alternativ în curent continuu se realizează folosind redresoare speciale. Întregul proces de conversie include trei etape:

Conectarea unei punți de diode cu 4 diode de puterea necesară. O astfel de punte poate „taia” valorile superioare ale sinusoidelor de curent alternativ sau poate face mișcarea particulelor încărcate unidirecțională.
Conectarea unui filtru anti-aliasing sau a unui condensator special la ieșirea punții de diode. Filtrul este capabil să corecteze decalajele dintre vârfurile sinusoidelor AC. Conectarea unui condensator reduce serios ondulația și o poate reduce la minimum.
Conectarea stabilizatorilor de tensiune pentru a reduce ondulația.

Conversia curentului poate fi efectuată în ambele direcții, adică constantă poate fi, de asemenea, convertită în alternanță. Dar acest proces este mult mai complicat și se realizează prin utilizarea unor invertoare speciale, care sunt scumpe.