бытовые электроприборы рассчитаны на напряжение 220 в это такое значение переменного напряжения
Тест с ответами: “Переменный ток”
1. Укажите правильное утверждение:
а) в электрических сетях нашей страны используется переменный ток +
б) в электрических сетях нашей страны используется постоянный ток
в) оба варианта верны
г) нет верного ответа
2. Промышленное получение, переменного тока происходит:
а) на заводах
б) на электростанциях +
в) на фабриках
3. Источник тока в электрической цепи играет такую роль:
а) порождает заряженные частицы
б) создает и поддерживает разность потенциалов в электрической цепи
в) оба варианта верны
г) нет верного ответа +
4. Применение в осветительной сети напряжение переменного тока частотой в 10-15 Гц изменит характер работы устройств, так ли это:
а) да
б) нет +
в) в редких случаях
5. В промышленных цепях частота изменения переменного тока составляет:
а) 60 Гц
б) 70 Гц
в) 50 Гц +
6. Действующее значение силы переменного тока соответствует определенному значению силы постоянного тока, выделяющего такое же количество теплоты, так ли это:
а) нет
б) да +
в) частично
7. В цепи с емкостным сопротивлением колебания силы тока отстают от колебаний напряжения, так ли это:
а) нет +
б) да
в) частично
8. Переменный ток в цепи – это результат свободных электромагнитных колебаний, так ли это:
а) да
б) нет +
в) отчасти
9. Конденсатор … бесконечное сопротивление постоянному току и определенное конечное значение для переменного тока:
а) не создает
б) время от времени создаёт
в) создает +
10. В цепи с индуктивным сопротивлением колебания напряжения … от колебаний силы тока:
а) не отстают
б) отстают +
в) периодически отстают
11. Индуктивное сопротивление с увеличением частоты колебаний:
а) сначала возрастает потом падает
б) не возрастает
в) возрастает +
12. Характеристикой переменного тока является такое значение:
а) постоянное
б) действующее +
в) переодическое
13. При совпадении частоты внешнего переменного напряжения с собственной частотой колебательного контура происходит … амплитуды колебаний силы тока:
а) резкое возрастание +
б) постепенное возрастание
в) резкое понижение
14. Действующие значения силы тока и напряжения для данного переменного тока:
а) периодические величины
б) зависит от условий
в) постоянные величины +
15. В рамке, вращающейся в магнитном поле, … переменная ЭДС вследствие электромагнитной индукции:
а) индуцируется +
б) не индуцируется
в) периодически индуцируется
16. Активное сопротивление … энергию электромагнитного поля безвозвратно:
а) не поглощает
б) поглощает +
в) зависит от условий
17. К чему относится переменный электрический ток:
а) к вынужденным электромагнитным колебаниям +
б) к свободным электромагнитным колебаниям
в) к затухающим электромагнитным колебаниям
18. Почему сила переменного тока практически во всех сечениях проводника одинакова:
а) потому, что сечение проводника везде одинаково
б) потому, что время распространения электромагнитного поля превышает период колебаний +
в) потому, что все электроны одинаковы по размерам
19. Сила тока на активном сопротивлении прямо пропорционально напряжению. Данное выражение справедливо:
а) только для мгновенных значений силы тока и напряжения
б) только для амплитудных значений силы тока и напряжения
в) для мгновенных и амплитудных значений силы тока и напряжения +
20. Домашние электрические приборы рассчитаны на напряжение 220 В. Данное значение переменного напряжения называется:
а) действующее +
б) амплитудное
в) среднее
21. Показания амперметров в цепи переменного и постоянного тока одинаковы. Это означает, что на одинаковых сопротивлениях в цепи переменного тока выделяется мощность:
а) большая, чем в цепи постоянного тока
б) меньшая, чем в цепи постоянного тока
в) такая же, как в цепи постоянного тока +
22. В основе действия генераторов лежит данное явление:
а) электролиз
б) электромагнитная индукция +
в) намагничивание
23. Подвижная часть генератора называется:
а) трансформатор
б) статор
в) ротор +
24. Как движутся в проводнике, находящемся в электрическом поле, свободные электрические заряды:
а) упорядоченно +
б) хаотично
в) совершают колебательное движение
25. За направление электрического тока принято:
а) направление упорядоченного движения отрицательно заряженных частиц
б) определенного ответа дать нельзя
в) направление упорядоченного движения положительно заряженных частиц +
26. Если увеличилась концентрация заряженных частиц в 4 раза, а скорость электронов и сечение проводника остались прежними, сила тока в цепи:
а) не изменилась
б) увеличилась в 4 раза +
в) уменьшилась в 4 раза
27. Как обозначается реактивное сопротивление:
а) Х +
б) R
в) Z
28. Какой формулой определяется ёмкость:
а) Q= I 2 * Х
б) С =1/2f Хс +
в) L= Х L /2f
29. Какой формулой определяется полная мощность цепи:
а) S= U* I +
б) Q= I 2 * Х
в) Р = I 2 * R
30. Какой формулой определяется индуктивное сопротивление:
а) L= Х L /2f
б) Х L = 2f/ Х L
в) Х L = 2f L +
Тест с ответами: “Переменный ток”
1. Переменный электрический ток относится к:
а) вынужденным электромагнитным колебаниям +
б) свободным электромагнитным колебаниям
в) затухающим электромагнитным колебаниям
2. Сила переменного тока практически во всех сечениях проводника одинакова потому, что:
а) сечение проводника везде одинаково
б) время распространения электромагнитного поля превышает период колебаний +
в) все электроны одинаковы по размерам
3. Сила тока на активном сопротивлении прямо пропорционально напряжению. Это выражение справедливо:
а) только для мгновенных значений силы тока и напряжения
б) только для амплитудных значений силы тока и напряжения
в) для мгновенных и амплитудных значений силы тока и напряжения +
4. Бытовые электроприборы рассчитаны на напряжение 220 В. Это такое значение переменного напряжения:
а) действующее +
б) амплитудное
в) среднее
5. Показания амперметров в цепи переменного и постоянного тока одинаковы. Это означает, что на одинаковых сопротивлениях в цепи переменного тока выделяется мощность:
а) большая, чем в цепи постоянного тока
б) меньшая, чем в цепи постоянного тока
в) такая же, как в цепи постоянного тока +
6. Какое явление лежит в основе действия генераторов:
а) электролиз
б) электромагнитная индукция +
в) намагничивание
7. Как называется подвижная часть генератора:
а) трансформатор
б) статор
в) ротор +
8. Проводник находится в электрическом поле. Как движутся в нем свободные электрические заряды:
а) упорядоченно +
б) хаотично
в) совершают колебательное движение
9. Что принято за направление электрического тока:
а) направление упорядоченного движения отрицательно заряженных частиц
б) определенного ответа дать нельзя
в) направление упорядоченного движения положительно заряженных частиц +
10. Как изменилась сила тока в цепи, если увеличилась концентрация заряженных частиц в 4 раза, а скорость электронов и сечение проводника остались прежними:
а) не изменилась
б) увеличилась в 4 раза +
в) уменьшилась в 4 раза
11. Реактивное сопротивление обозначается:
а) Х +
б) R
в) Z
12. Ёмкость определяется формулой:
а) Q= I 2 * Х
б) С =1/2f Хс +
в) L= Х L /2f
13. Полная мощность цепи определяется формулой:
а) S= U* I +
б) Q= I 2 * Х
в) Р = I 2 * R
14. Индуктивное сопротивление определяется формулой:
а) L= Х L /2f
б) Х L = 2f/ Х L
в) Х L = 2f L +
15. Выберите верное(-ые) утверждение(-я):
а) в электрических сетях нашей страны используется переменный ток +
б) в электрических сетях нашей страны используется постоянный ток
в) оба варианта верны
16. Где происходит промышленное получение, переменного тока:
а) на заводах
б) на электростанциях +
в) на фабриках
17. Какова роль источника тока в электрической цепи:
а) порождает заряженные частицы
б) создает и поддерживает разность потенциалов в электрической цепи
в) нет верного ответа +
18. Применение в осветительной сети напряжение переменного тока частотой в 10-15 Гц изменит характер работы устройств:
а) да
б) нет +
в) в редких случаях
19. Частота изменения переменного тока в промышленных цепях составляет:
а) 60 Гц
б) 70 Гц
в) 50 Гц +
20. Действующее значение силы переменного тока соответствует определенному значению силы постоянного тока, выделяющего такое же количество теплоты:
а) не соответствует
б) соответствует +
в) иногда
21. В цепи с емкостным сопротивлением колебания силы тока отстают от колебаний напряжения:
а) нет +
б) да
в) периодически
22. Переменный ток в цепи – это результат свободных электромагнитных колебаний:
а) да
б) нет +
в) периодически
23. Конденсатор создает бесконечное сопротивление постоянному току и определенное конечное значение для переменного тока:
а) не создает
б) время от времени
в) создает +
24. В цепи с индуктивным сопротивлением колебания напряжения отстают от колебаний силы тока:
а) не отстают
б) отстают +
в) периодически отстают
25. Возрастает ли индуктивное сопротивление с увеличением частоты колебаний:
а) сначала возрастает, потом падает
б) нет
в) да +
26. Действующее значение – это характеристика переменного тока:
а) нет
б) да +
в) в редких случаях
27. При совпадении частоты внешнего переменного напряжения с собственной частотой колебательного контура происходит резкое возрастание амплитуды колебаний силы тока:
а) происходит +
б) не происходит
в) когда как
28. Действующие значения силы тока и напряжения для данного переменного тока – постоянные величины:
а) периодически
б) нет
в) да +
29. В рамке, вращающейся в магнитном поле, индуцируется переменная ЭДС вследствие электромагнитной индукции:
а) индуцируется +
б) не индуцируется
в) периодически
30. Активное сопротивление поглощает энергию электромагнитного поля безвозвратно:
а) не поглощает
б) поглощает +
в) периодически
Какое напряжение в бытовой сети оптимальное для работы электроприборов
Уровень напряжения – одни из критериев качества электроснабжения. Каждый из бытовых электроприборов рассчитан на продолжительную нормальную работу при условии питания его от напряжения, находящегося в пределах допустимых значений. В данной статье рассмотрим вопрос о том, какое напряжение в бытовой сети является оптимальным для работы электроприборов.
Уровень напряжения в электрической сети
Прежде всего, следует отметить, что на уровень напряжения в электрической сети влияет множество различных факторов. Электричество от источника – электростанции к конечному потребителю, в частности в жилые дома, приходит, пройдя несколько этапов преобразования. На первом этапе напряжение повышается для передачи его на большие расстояния, по энергосистеме. По мере приближения к конечному потребителю, электричество проходит несколько этапов преобразования напряжения до значений, используемых в быту.
Фиксированное значения напряжения в различных участках энергосистемы невозможно обеспечить, так как в энергетической системе постоянно происходят различные процессы: увеличивается или снижается нагрузка, соответственно изменяется и количество вырабатываемой электроэнергии на электростанциях, возникают аварийные ситуации на различных участках электрической сети, которые в той или иной мере влияют на уровни напряжения. Поэтому на каждом этапе преобразования электроэнергии осуществляется регулировка уровня напряжения, как в сторону увеличения, так и в сторону уменьшения.
Основной задачей регулировки напряжения обеспечить уровень напряжения на тех или иных участках электрической сети в пределах допустимых значений. То же самое касается конечного этапа, который обеспечивает понижение напряжения величины, используемой в быту – 220/380 В.
В наиболее часто используемой для электроснабжения потребителей однофазной электрической сети напряжением 220 В нормально допустимые отклонения напряжения находятся в пределах +/- 5 %. То есть диапазон напряжения 209-231 В является нормальным, может быть постоянным, соблюдение напряжения сети в пределах данных значений является одним из критериев качественного электроснабжения.
Но, как и упоминалось выше, в электрической сети могут возникать аварийные режимы работы, которые могут влиять на уровни напряжения в электрической сети. В связи с этим существует еще одна норма – предельно допустимые отклонения напряжения, которые составляют +/- 10 % или 198-242 В.
Данные отклонения напряжения допускаются на незначительное время, как правило, на время ликвидации аварийной ситуации в электрической сети или на время оперативных переключений, в процессе которых происходит временное изменение значений напряжения электросети.
Какое напряжение в бытовой сети оптимальное для работы электроприборов?
Выше приведены общие нормы напряжения электрической сети. Что касается бытовых электроприборов, то в большинстве случаев они проектируются для нормальной работы в диапазоне предельно допустимых отклонений напряжения, то есть 198-242 В. При этом электроприборы не должны выходить из строя в случае непродолжительного превышения напряжения выше 242 В.
Если рассматривать диапазоны допустимых напряжений в паспортах бытовых электроприборов, то можно выделить две группы электроприборов. К первой группе можно отнести те электроприборы, которые меньше всего подвержены перепадам напряжения – это электрический чайник, электропечь, бойлер, электрический обогреватель и другие электроприборы, в которых основным конструктивным элементом является тепловой нагревательный элемент.
Ко второй группе можно отнести электроприборы, которые наиболее подвержены перепадам напряжения – это, прежде всего, компьютерная техника, блоки питания различной техники, аудио- и видеотехника и различные дорогостоящие электроприборы, конструктивно имеющие электронные схемы, преобразователи.
В паспорте электроприборов первой группы в большинстве случаев можно увидеть рекомендуемое рабочее напряжение 230 В. По сути данные электроприборы будут работать и при более низком напряжении, но при этом они будут работать менее эффективно.
Электроприборы второй группы, как более подверженные к перепадам напряжений, проектируется с учетом работы в широких диапазонах. Часто диапазоны рабочих напряжений выходят ниже предельно допустимых. Например, блок питания аудио- видеоаппаратуры, зарядное устройство мобильного телефона рассчитано для работы в пределах 100-240 В.
Отдельно следует выделить бытовые приборы, конструктивно имеющие электродвигатель, насос или компрессор. Перечисленные элементы рассчитаны для работы при номинальном напряжении, как правило, это 220-230 В.
В случае понижения напряжения в электрической сети увеличивается ток нагрузки в электродвигателе (насосе, компрессоре), что в свою очередь приводит к перегреву его обмоток и снижению срока службы изоляции. В данном случае, чем ниже напряжение в электрической сети, тем меньше срок службы данных электроприборов, в частности их конструктивных элементов – электродвигателей (насосов, компрессоров).
Учитывая диапазоны допустимого напряжения всех электроприборов, используемых в быту, можно сделать вывод, что наиболее оптимальным напряжением в электрической сети является напряжение величиной 230 В. При таком значении напряжения будут нормально работать электроприборы с электродвигателями, нагревательными элементами, а также электроприборы, конструктивно имеющие электронные схемы и преобразователи.
Рассматривая вопрос о том, какое напряжение в бытовой сети оптимальное для работы электроприборов, следует учитывать, что важен не только уровень напряжения, но и его стабильность.
Под стабильностью подразумевается отсутствие скачков напряжения, как в сторону увеличения, так и в сторону уменьшения. Перепады напряжения негативно влияют на работу электроприборов и, в конечном счете, могут привести к выходу их из строя.
Постоянный и переменный ток разница – советы электрика
Какой ток в розетке – постоянный или переменный
Люди, мало-мальски знакомые с электротехникой, без труда ответят на вопрос о том, какой ток в розетке. Конечно же переменный. Этот вид электричества гораздо проще производить и передавать на большие расстояния, а потому выбор в пользу переменного тока очевиден.
Существует два вида тока — постоянный и переменный. Чтобы понять разницу и определить, постоянный или переменный ток находится розетке, следует вникнуть в некоторые технические особенности. Переменный ток имеет свойство изменяться по направлению и величине. Постоянный же ток обладает устойчивыми качествами и направлением передвижения заряженных частиц.
Переменный ток выходит из генераторов электростанции с напряжением, составляющим 220–440 тысяч вольт. При подходе к многоквартирному зданию ток уменьшается до 12 тысяч вольт, а на трансформаторной станции преобразуется в 380 вольт.
Напряжение между фазами именуют линейным. Низковольтный участок понижающей подстанции выдает три фазы и нулевой (нейтральный) провод. Подключение энергопотребителей осуществляется от одной из фаз и нулевого провода.
Таким образом, в здание заходит переменный однофазный ток с напряжением 220 вольт.
Схема распределения электроэнергии между домами представлена ниже:
В жилище электричество поступает на счетчик, а далее — через автоматы на коробки каждого помещения. В коробках имеется разводка по комнате на пару цепей — розеточную и осветительной техники.
Автоматы могут предусматриваться по одному для каждого помещения или по одному для каждой цепи.
С учетом того, на сколько ампер рассчитана розетка, она может быть включена в группу или быть подключенной к выделенному автомату.
Переменный ток составляется примерно 90% всей потребляемой электроэнергии. Столь высокий удельный вес вызван особенностями этого вида тока — его можно транспортировать на значительные расстояния, изменяя на подстанциях напряжение до нужных параметров.
Источниками постоянного тока чаще всего являются аккумуляторные батареи, гальванические элементы, солнечные панели, термопары.
Постоянный ток широко используется в локальных сетях автомобильного и воздушного транспорта, в компьютерных электросхемах, автоматических системах, радио- и телевизионной аппаратуре.
Постоянный ток применяется в контактных сетях железнодорожного транспорта, а также на корабельных установках.
На схеме, представленной ниже, показаны принципиальные отличия между постоянным и переменным токами.
Параметры домашней электрической сети
Основными параметрами электричества являются его напряжение и частота. Стандартное напряжение для домашних электросетей — 220 вольт. Общепринятая частота — 50 герц. Однако в США используется другое значение частоты — 60 герц. Параметр частоты задается генерирующим оборудованием и является неизменным.
Напряжение в сети конкретного дома или квартиры может быть отличным от номинала (220 вольт). На данный показатель влияет техническое состояние оборудования, сетевые нагрузки, загруженность подстанции. В результате напряжение может отклоняться от заданного параметра в ту или другую сторону на 20–25 вольт.
Токовая нагрузка
Все розетки имеют определенную маркировку, по которой можно судить о допустимой токовой нагрузке. Например, обозначение «5A» указывает на максимальную силу тока в 5 ампер. Допустимые показатели следует соблюдать, поскольку в противном случае возможен выход оборудования из строя, в том числе его возгорание.
Маркировка на розетках показана на рисунке внизу:
Крупнейшими потребителями электроэнергии являются такие электробытовые приборы, как кондиционеры, микроволновые печи, стиральные машины, кухонные электроплиты и духовки.
Таким приборам для нормальной работы понадобится розетка с нагрузкой не меньше 16 ампер.
Если же в документации к электробытовой технике отсутствуют сведения о потребляемых амперах (сила тока в розетке), определение нужных величин осуществляется по формуле электрической мощности:
Показатель мощности имеется в паспорте, напряжение сети известно. Чтобы определить потребление электричества, нужно показатель мощности (указывается только в ваттах) разделить на величину напряжения.
Разновидности розеток
Розетки предназначены для создания контакта между электрической сетью и бытовой техникой. Они изготовлены так, чтобы обеспечить надежную защиту от случайных прикосновений к токоведущим элементам. Современные модели чаще всего оснащены защитным заземлением, представленным в виде отдельного контакта.
По способу монтажа существует два вида розеток — открытые и скрытые. Выбор разновидности розетки во многом определяется типом монтажа.
К примеру, при организации наружной проводки используют накладные открытые розетки. Такая фурнитура проста в монтаже и не нуждается в нишах для подрозетников.
Встроенные же модели более привлекательны с эстетической точки зрения и более безопасны, поскольку токоведущие элементы находятся внутри стены.
Розетки отличаются по токовой величине. Большая часть устройств предназначена для работы с 6, 10 или 16 амперами. Старые образцы советского производства рассчитаны только на 6,3 ампера.
Методы измерения напряжения и тока
Чтобы измерить показатели напряжения и тока применяются следующие способы:
Перечисленной выше информации вполне достаточно для общего понимания принципов организации электрической сети в доме. Приступать к проведению любых электротехнических работ следует только с соблюдением всех мер безопасности и при наличии соответствующей квалификации.
Какой ток в розетке – постоянный или переменный
В чем разница между постоянным и переменным током
Электрический ток представляет собой направленный поток электронов от одного полюса источника тока к другому. Если это направление постоянно и не меняется во времени, говорят о постоянном токе. Один вывод источника тока при этом считается плюсовым, второй – минусовым.
Принято считать, что ток течет от плюса к минусу.
Классическим примером источника постоянного тока является обычная пальчиковая батарейка.
Такие батарейки широко применяются в качестве источника питания в малогабаритной электронной аппаратуре – например, в пультах дистанционного управления, в фотоаппаратах, радиоприемниках и т.д. и т.п.
Переменный ток, в свою очередь, характеризуется тем, что периодически меняет свое направление. Например, в России принят стандарт, согласно которому напряжение в электрической сети равно 220 В, а частота тока составляет 50 Гц. Именно второй параметр и характеризует, с какой частотой изменяется направление электрического тока.
Если частота тока равна 50 Гц, то он меняет свое направление 50 раз в секунду.
Значит ли это, что в обычной электрической розетке, имеющей два контакта, периодически меняются плюс с минусом? То есть сначала на одном контакте плюс, на другом минус, потом наоборот и т.д. и т.п.? На самом деле все обстоит немного иначе.
Электрические розетки в электросети имеют два вывода: фазовый и заземляющий. Обычно их называют «фазой» и «землей». Заземляющий вывод безопасен, напряжения на нем нет. На фазовом же выводе с частотой 50 Гц в секунду меняются плюс и минус. Если коснуться «земли», ничего не произойдет.
Фазового же провода лучше не касаться, так как он всегда находится под напряжением 220 В.
Одни приборы питаются от постоянного тока, другие от переменного.
Зачем вообще потребовалось такое разделение? На самом деле большинство электронных приборов используют именно постоянное напряжение, даже если включаются в сеть переменного тока.
В этом случае переменный ток преобразуется в постоянный в выпрямителе, в простейшем случае состоящем из диода, срезающего одну полуволну, и конденсатора для сглаживания пульсаций.
Переменный же ток используется только потому, что его очень удобно передавать на большие расстояния, потери в этом случае сводятся к минимуму. Кроме того, он легко поддается трансформации – то есть изменению напряжения. Постоянный ток трансформировать нельзя.
Чем выше напряжение, тем ниже потери при передаче переменного тока, поэтому на магистральных линиях напряжение достигает нескольких десятков, а то и сотен тысяч вольт. Для подачи в населенные пункты высокое напряжение снижается на подстанциях, в результате в дома поступает уже достаточно низкое напряжение 220 В.
В разных странах приняты неодинаковые стандарты питающего напряжения. Так, если в европейских странах это 220 В, то в США – 110 В.
Интересен и тот факт, что знаменитый изобретатель Томас Эдисон не смог в свое время оценить все преимущества переменного тока и отстаивал необходимость использования в электрических сетях именно постоянного тока. Лишь позже он был вынужден признать, что ошибся.
Какой ток опаснее постоянный или переменный
Наша жизнь немыслима без электричества — оно освещает города и квартиры, приводит в движение поезда, руководит работой мобильных гаджетов. Но порой электричество представляет прямую угрозу жизни и здоровью человека. Попробуем разобраться, какой ток опаснее, постоянный или переменный, и как он может повлиять на организм.
Постоянный
Для создания потока электронов необходима цепь постоянного электрического тока
Постоянным током называется направленное движение заряжённых частиц от отрицательного полюса к положительному, которое не изменяется по величине и направлению. В проводнике не возникает свободных зон или зон скопления заряда, так как электроны сменяются другими по мере их движения.
Переменный
Переменный ток применяется в устройствах связи (радио, телевидение, проволочная телефония) и это благодаря тому, что напряжение и силу переменного тока можно преобразовывать почти без потери энергии
Переменный ток изменчив, он заставляет электроны проводника двигаться хаотично, не имеет стабильной величины и направления. На графике переменное электрическое поле подобно синусоиде, в которой равные «пики» чередуются равными «провалами». Расстояние между ними определяется частотой тока. Общепринятый на постсоветском пространстве стандарт частоты — 50 Гц.
Какой ток опаснее?
Переменный ток протекает в розетках и распределительных коробках, поэтому его опасность более актуальна
До сих пор законы воздействия электричества на человеческий организм мало изучены. На характер и тяжесть поражения влияет множество факторов, самыми значимыми из которых являются:
Выделяют четыре степени тяжести при поражении электрическим током:
Любая стадия может сопровождаться более или менее сильными ожогами.
Будьте внимательны и осторожны, следите за исправностью электроприборов, соблюдайте правила техники безопасности, и тогда поражение электрическим током вам не грозит.
Какой ток лучше использовать: переменный или постоянный?
Э-э… а вот встречный вопрос: какая обувь лучше – ботинки или тапочки?
Ну ясен же пень, что где какой лучше – там такой и надо применять. Потому что у каждого есть свои достоинства и свои недостатки, и точно так же для каждой задачи лучше или один ток, или другой. Поэтому где какой надо – там такой и применяют.
Для промышленности лучше переменный, потому что основное промышленное применение электроэнергии – это электромоторы.
По своих характеристикам двигатели переменного тока имеют определённые преимущества – простота реверсирования (для трёхфазных двигателей), высокая мощность, отсутствие искрения, отсутствие скользящих или подвижных контактов в конструкции.
Для других задач – нагрев (печи), освещение – совершенно по фигу. Поэтому в промышленности практически везде применяется переменный ток. Вот разве что для электролиза – постоянный, ну тут уже понятно почему.
Основное преимущество переменного тока – куда более низкие потери при передаче энергии со станции потребителям. Постоянный ток крайне сложно трансформировать (разве что по системе двигатель – генератор), зато переменный – запросто.
Тем самым огромные мощности можно передавать при сравнительно умеренных токах, а значит, потери в линии передаче (пропорциональные квадрату тока) будут несопоставимо ниже, чем на постоянном, который должен быть того же напряжения, что нужно потребителю.
Для передачи энергии постоянный ток применяется только на сверхвысоковольтных линиях, скажем, ЛЭП-1200 (1200 киловольт; чем выше напряжение – тем больше мощность, которую можно передавать по линии). Это связано с тем, что на постоянном токе потери на коронный разряд ниже, чем на переменном, а при таких высоких напряжениях с этими потерями уже приходится считаться.
А вот в обработке сигналов нужен постоянный ток, потому что сигналы обрабатываются схемами, питающимися постоянным током. Поэтому любая современная электроника начинается с источника питания.
Насчёт того, что “Переменный ток из розетки преобразуется в постоянный, потом снова в переменный (но уже другой частоты), а тот снова в постоянный и в несколько разных напряжений”, – это несколько не в тему… Снова переменный другой частоты – это, замечу, сотни мегагерц (задающая частота разного рода внутренностей).
И вот эти сотни мегагерц уже ни в какой постоянный больше не преобразуются. Ну разве что какой-то триггер заторчит в определённом логическом состоянии н всё то время, что система работает, – но это, согласитесь, вовсе не “преобразование в постоянный”.
Поэтому источник питания в современной электронике, как правило, один. И сетевое напряжение преобразуется там в постоянное один раз, а не несколько.
Вот потом из этого постоянного – да, можно получаться множество других разных напряжений, каждое на своём стабилизаторе (и, возможно, со своей частотой, которая опять же где-то сотни килогерц), но это не туда-сюда гонять.
И кпд современного испульсного блока питания вполне себе ничего, величиной в 95% сейчас уже никого не удивить.
Различия постоянного и переменного тока
Движение заряженных частиц (электронов и ионов), которое направлено или упорядоченно, называется электрическим током. Электрический ток может быть переменный ток и постоянный.
Электроток с постоянными свойствами и направлением называется постоянным. Постоянный ток необходим для работы всех электроприборов.
Все электрическое оборудование, питающееся от аккумулятора, тоже потребляет постоянный ток.
Батарейка и аккумулятор являются источниками постоянного тока, с помощью преобразователя его можно превратить в переменный ток. Постоянный ток и переменный, в чем же их отличия?
Всем известно, что выдаваемое розеткой напряжение составляет 220 Вольт, однако оно не постоянное, а максимальное напряжение, может достигать показаний свыше 300 Вольт.
Соответственно постоянный имеет не меняющееся в течение времени направление движения электронов и величину напряжения, а напряжение переменного тока постоянно изменяется. Отличие переменный от постоянного тока имеют именно в величине напряжения.
Важная характеристика электрического тока – это частота
Измеряется она Герцами, представляя собой, отношение количества повторений к промежутку времени, за которое они совершены. Россия применяет частоту 50 Гц.
На практике частота 50 Гц значит, что поток электронов колеблется, а его направление изменяется 50 раз в секунду.
Во всех электрических розетках течет переменный ток. Использование переменного, а не постоянного тока связано с возможностью передачи электроэнергии на большие расстояния без значительных потерь.
Этим собственно и отличается постоянный ток и также переменный.
В электрической подстанции подается напряжение в 220 тысяч Вольт и более, затем в трансформаторной подстанции, расположенной поблизости от жилых строений, преобразуется из 10 тысяч в 380 Вольт и направляется потребителю.
Электродвигатели, работающие на переменном токе значительно проще в конструкции и более долговечны.
Переменный в постоянный преобразуют с помощью выпрямителей. Сначала подключают диодный мост, чтобы сделать его однонаправленным. Затем необходимо подключение конденсатора или сглаживающего фильтра для исправления провала между пиками синусоиды.
Превращается постоянный ток и также переменный в одно мгновение, а вот с обратным изменением дела обстоят намного хуже. То есть переменный в постоянный преобразовать сложнее. Для этого требуется использовать инвертор, достаточно сложное и дорогое устройство. Как правило, такое преобразование требуется редко, например, если нужно включить электроприборы в бортовую сеть автомобиля.
Чем отличается постоянный ток от переменного
Несмотря на то, что электричество прочно вошло в нашу жизнь, подавляющее большинство пользователей этого блага цивилизации не имеют даже поверхностного понимания, что такое ток, не говоря о том, чем отличается постоянный ток от переменного, какая между ними разница, и что такое ток вообще. Первым, кого ударило током, стал Алессандро Вольта, после чего он посвятил этой теме всю жизнь. Давайте и мы уделим внимание этой теме, чтобы иметь общее представление о природе электричества.
Мы попробуем избежать сложной физики, и будем использовать для рассмотрения этого вопроса метод аналогий и упрощений. Но перед этим напомним старый анекдот про экзамен, когда честный студент вытащил билет «Что такое электрический ток».
— Извините профессор, я готовился, но забыл – ответил честный студент. — Как Вы могли! Упрекнул его профессор, Вы же единственный человек на Земле, который это знал! (с)
Это конечно шутка, но в ней огромное количество правды. Поэтому не станем искать Нобелевских лавров, а просто разберёмся, переменный ток и постоянный, в чём разница, и что принято считать источниками тока.
За основу мы примем допущение, что ток – это не движение частиц (хотя движение заряженных частиц тоже переносит заряд, а значит, создаёт токи), а движение (передача) избыточного заряда в проводнике от точки большого заряда (потенциала) к точке меньшего заряда.
Аналогия – водохранилище, вода всегда стремится занять один уровень (уравнять потенциалы). Если открыть в плотине отверстие, вода начнёт течь под уклон, возникнет постоянный ток.
Чем больше отверстие – тем больше воды будет протекать, сила тока вырастет, как и мощность, и количество работы, которую способен выполнить этот ток. Если не управлять процессом, вода разрушит плотину и немедленно создаст зону затопления с поверхностью одного уровня.
Это короткое замыкание с выравниваем потенциалов, сопровождающееся большими разрушениями.
Таким образом, постоянный ток появляется в источнике(как правило, за счёт химических реакций), в котором возникает разница потенциалов в двух точках. Движение заряда от более высокого значения «+» к низкому «-» выравнивает потенциал, пока длится химическая реакция.
Итог полного выравнивая потенциала, мы знаем – «батарейка села». Отсюда следует понимание, почемупостоянное и переменное напряжение значительно отличаются по стабильности характеристик. Батарейка (аккумулятор) расходуют заряд, поэтому напряжение постоянного тока снижается со временем.
Для поддержания его на одном уровне используют дополнительные преобразователи. Изначально человечество долго решало, чем отличается постоянный ток от переменного для повсеместного использования, т.н. «Война токов».
Она закончилась победой переменного тока не только потому, что меньше потери при передаче на расстояние, но и генерация постоянного тока из тока переменного оказалась проще. Очевидно, что постоянный ток, получаемый таким образом (без расходуемого источника) имеет куда более стабильные характеристики.
Фактически в этом случае переменное и постоянное напряжение жёстко связаны, и по времени зависят только от генерации энергии и количества расхода.
Таким образом, постоянный ток по своей природе – это возникновение неравномерного заряда в объёме (химическая реакция), который можно перераспределить при помощи проводов, соединив точку высокого и низкого заряда (потенциала).
Остановимся на таком определении как общепринятом. Все остальные постоянные токи (не батарейки и аккумуляторы) являются производными от источника переменного тока. Например, на этой картинке синяя волнистая линия наш постоянный ток, как итог преобразования переменного.
Обратите внимание на комментарии к картинке, «большое количество контуров и коллекторных пластин». Если преобразователь будет другим, картинка будет другой.Та же синяя линия ток почти постоянный, но пульсирующий, запомним это слово. Здесь, кстати, чистый постоянный ток – красная линия.
Взаимосвязь магнетизма и электричества
Теперь посмотрим, чем отличается переменный ток от постоянного тока, который зависит от материала. Самое главное –возникновение переменного тока не зависит от реакций в материале. Работая с гальваническим (постоянным током), быстро было установлено, что проводники притягиваются друг к другу как магниты.
Следствием стало открытие, что магнитное поле при определённых условиях генерирует электрический ток. То есть, магнетизм и электричество оказались взаимосвязанным явлением с обратным преобразованием. Магнит мог дать ток в проводник, а проводник с током мог быть магнитом.
На этой картинке моделирование опытов Фарадея, который, собственно говоря, и обнаружил это явление.
Теперь аналогия для переменного тока. Магнитом у нас будет сила притяжения, а генератором тока – песочные часы с водой. На одной половине часов напишем «верх», на другой «низ».
Переворачиваем наши часы и видим, как вода течёт «вниз», когда вся вода перетекла, переворачиваем ещё раз и вода у нас течёт «вверх». Притом, что ток у нас имеется в наличии, он меняет направление два раза за полный цикл.
По науке это будет выглядеть так: частота тока зависит от частоты вращения генератора в магнитном поле. При определённых условиях мы получим чистую синусоиду, или просто переменный ток с разными амплитудами.
Ещё раз! Это очень важно для понимания, чем отличается постоянный ток от переменного тока. В обеих аналогиях вода течёт «под уклон». Но в случае постоянного тока водохранилище опустеет рано, или поздно, а для тока переменного часы будут переливать воду очень долго, она в замкнутом объёме. Но при этом в обоих случаях вода течёт под уклон.
Правда в случае переменного тока, она половину времени течёт под уклон, но вверх. Иначе говоря, направление движения переменного тока величина алгебраическая, то есть «+» и «-» непрерывно меняются местами, при неизменности направления движения тока. Постарайтесь обдумать и понять это отличие.
Как модно говорить в сети: «Ты понял это, теперь ты знаешь всё».
Чем обусловлено большое разнообразие токов
Если понимать в чем разница постоянного и переменного токов, возникает естественный вопрос – а зачем их так много, токов? Выбрали бы один ток как стандарт, и всё было бы одинаково.
Но, как говорится, «не все токи одинаково полезны», кстати, давайте подумаем, какой ток опаснее: постоянный или переменный, если мы примерно представили себе не природу тока, а скорее его особенности. Человек – это хорошо проводящий электричество коллодиум. Набор разных элементов в воде (мы на 70% из воды, если кто не в курсе).
Если на такой коллодиум подать напряжение – ударить током, то частицы внутри нас начнут передавать заряд. Как и положено от точки высокого потенциала к точке с низким потенциалом. Опаснее всего стоять на земле, которая вообще является точкой с бесконечно нулевым потенциалом. Иначе говоря, мы передадим в землю весь ток, то есть разницу зарядов.
Так вот при постоянном направлении движения заряда, процесс выравнивания потенциала в нашем организме происходит плавно. Мы словно песок пропускаем через себя воду. И можем безопасно «поглотить» много воды. При переменном токе картина немного другая – все наши частицы будет «дёргать» то туда то сюда. Песок не сможет спокойно пропускать воду, и весь будет взбаламучен.
Поэтому ответ на вопрос, какой ток опаснее постоянный или переменный ответ однозначен – переменный. Для справки, опасная для жизни пороговая сила постоянного тока 300мА. Для переменного тока эти значения зависят от частоты и начинаются со значения 35мА. При токе в 50 герц 100мА.
Согласитесь, разница в 3-10 раз сама по себе отвечает на вопрос: что опаснее? Но это не главный аргумент в выборе стандарта тока. Давайте упорядочим всё, что принимается во внимание при выборе вида тока:
Отсюда и разумный компромисс, который выбрало человечество. Не один какой-то ток, а вся совокупность доступных преобразований от генерации, доставки потребителю, распределения и использования.
Перечислять все мы не будем, но считаем главным ответом на вопрос статьи, «чем отличается постоянный ток от переменного» одно слово – характеристиками. Наверное, это самый правильный ответ для любых бытовых целей.
А для понимания стандартов, предлагаем рассмотреть основные характеристики этих токов.
Основные характеристики применяемых сегодня токов
Если для постоянного тока с момента открытия характеристики остались в целом без изменений, то с переменными токами всё обстоит куда сложнее. Посмотрите на эту картинку – модель движения тока в трёхфазной системе от генерации до потребления
С нашей точки зрения очень наглядная модель, на которой понятно как снять одну фазу, две или три. Заодно видно как тот попадает к потребителю.
В итоге мы имеем цепочку генерации, переменное и постоянное напряжение (токи) на этапе потребителя. Соответственно чем дальше от потребителя, тем выше токи и напряжение. Фактически в нашей розетке самый простой и слабый – переменный однофазный ток, 220В с фиксированной частотой в 50 Гц.
Только повышение частоты способно при этом напряжении сделать ток высокочастотным. Простейший пример стоит у Вас на кухне. СВЧ печать преобразует простой ток в высокочастотный, который собственно и помогает готовить.
Кстати ответим на вопрос о мощности СВЧ – это как раз сколько «обычного» тока она преобразует в токи высокой частоты.
Стоит помнить о том, что любое преобразование токов не обходится «даром». Чтобы получить переменный ток, надо чем-то вращать вал. Чтобы получить из него ток постоянный, придётся часть энергии рассеять как тепло.
Даже токи передачи энергии придётся рассеять в виде тепла при доставке в квартиру при помощи трансформатора. То есть любое изменение параметров тока сопровождается потерями. И конечно потерями сопровождается доставка тока потребителю.
Это, казалось бы, теоретическое знание, позволяет понять, откуда возникают наши переплаты за энергию, снимая половину вопросов, почему на счетчике 100 рублей, а в квитанции 115.
Вернёмся к токам. Мы упомянули вроде бы все, и даже знаем, чем отличается постоянный ток от переменного, поэтому давайте, напомним какие токи, вообще есть.
Заключение или каждому току свой прибор
На фото генератор тока на Саяно-Шушенской ГЭС. А на этом фото место его установки.
А это обычная лампочка.
Не правда ли разница масштабов поражает, хотя первое создано, в том числе и для работы второго? Если обдумать эту статью, то становится понятно, что чем ближе прибор к человеку, тем чаще в нём применяется постоянный ток.
За исключением двигателей постоянного тока и промышленного применения это действительно стандарт, основанный именно на том, что какой ток опаснее постоянный или переменный мы выяснили. На этом же принципе основаны характеристики бытовых токов, так как переменный ток 220В 50Гц является компромиссом между опасностью и потерями. Цена компромисса – защитная автоматика: от предохранителя до УЗО.
Отойдя от человека, мы попадаем в зону переходных характеристик, где и токи и напряжения выше, и где опасность для человека не принимается во внимание, а уделяется внимание технике безопасности – зона промышленного использования тока. Дальше всего от человека, даже в промышленности находится передача энергии и генерация.
Простому смертному тут делать нечего – это зона профессионалов и специалистов, которые умеют управлять этой мощью. Но даже при бытовом использовании электричества, и конечно при работах с электрикой, понимание основ природы токов никогда не будет лишним.