Чем отличается напряжение от тока: Чем отличается сила тока от напряжения

Содержание

Чем отличается сила тока от напряжения

В этом случае поток воды, падающий сверху вниз, несет с собой определенное количество энергии. Точно так же и электрический ток, протекая по цепи от высшего потенциала к низшему, совершает работу. Мощность электрического тока это количество работы, совершаемой за одну секунду времени, или скорость совершения работы. Количество электричества, проходящего через поперечное сечение цепи в течение одной секунды, есть не что иное, как сила тока в цепи. Если обозначить мощность электрического тока буквой P, то приведенное выше правило можно записать в виде формулы.


Поиск данных по Вашему запросу:

Схемы, справочники, даташиты:

Прайс-листы, цены:

Обсуждения, статьи, мануалы:

Дождитесь окончания поиска во всех базах.

По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам. ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Урок №1. Напряжение и ток. В чем разница?

Закон Ома для электрической цепи


Электрика и электрооборудование, электротехника и электроника — информация! В этой работе Фурье представлял тепловой поток между двумя точками как разницу температур, а изменение теплового потока связывал с его прохождением через препятствие неправильной формы из теплоизолирующего материала.

Аналогично этому Ом обуславливал возникновение электрического тока разностью потенциалов. Исходя из этого Ом стал экспериментировать с разными материалами проводника. Для того, чтобы определить их проводимость он подключал их последовательно и подгонял их длину таким образом, чтобы сила тока была одинаковой во всех случаях.

Однако не только с этим были проблемы у физиков, которые в то время занимались подобными экспериментами с электричеством. Большие трудности с добычей чистых материалов без примесей для опытов, затруднения с калибровкой диаметра проводника искажали результаты тестов. Еще большая загвоздка состояла в том, что сила тока постоянно менялась во время испытаний, поскольку источником тока служили переменные химические элементы.

В таких условиях Ом вывел логарифмическую зависимость силы тока от сопротивления провода. Немногим позже немецкий физик Поггендорф, специализировавшийся на электрохимии, предложил Ому заменить химические элементы на термопару из висмута и меди.

Ом начал свои эксперименты заново. В этот раз он пользовался термоэлектрическим устройством, работающем на эффекте Зеебека в качестве батареи. К нему он последовательно подключал 8 проводников из меди одного и того же диаметра, но различной длины. Чтобы измерить силу тока Ом подвешивал с помощью металлической нити над проводниками магнитную стрелку.

Ток, шедший параллельно этой стрелке, смещал ее в сторону. Когда это происходило физик закручивал нить до тех пор, пока стрелка не возвращалась в исходное положение. Исходя из угла, на который закручивалась нить можно было судить о значении силы тока. Здесь X — интенсивность магнитного поля провода, l — длина провода, a — постоянная величина напряжения источника, b — постоянная сопротивления остальных элементов цепи.

Исходя из этой формулы, мы можем решить, что сопротивление проводника зависит от разности потенциалов. С точки зрения математики, это правильно, но ложно с точки зрения физики. Эта формула применима только для расчета сопротивления на отдельном участке цепи. Чтобы рассчитать сопротивление проводника, нужно перемножить его длину на удельное сопротивление его материала и разделить на площадь поперечного сечения.

Отличие закона Ома для полной цепи от закона Ома для участка цепи заключается в том, что теперь мы должны учитывать два вида сопротивления. Формула таким образом приобретает вид:. Переменный ток отличается от постоянного тем, что он изменяется с определенными временными периодами.

Конкретно он изменяет свое значение и направление. Чтобы применить закон Ома здесь нужно учитывать, что сопротивление в цепи с постоянным током может отличатся от сопротивления в цепи с током переменным.

И отличается оно в том случае если в цепи применены компоненты с реактивным сопротивлением. Реактивное сопротивление может быть индуктивным катушки, трансформаторы, дроссели и емкостными конденсатор. Попробуем разобраться, в чем реальная разница между реактивным и активным сопротивлением в цепи с переменным током. Вы уже должны были понять, что значение напряжение и силы тока в такой цепи меняется со временем и имеют, грубо говоря, волновую форму.

Если мы схематически представим, как с течением времени меняются эти два значения, у нас получится синусоида. И напряжение, и сила тока от нуля поднимаются до максимального значения, затем, опускаясь, проходят через нулевое значение и достигают максимального отрицательного значения.

После этого снова поднимаются через нуль до максимального значения и так далее. Когда говорится, что сила тока или напряжение имеет отрицательное значение, здесь имеется ввиду, что они движутся в обратном направлении. На самом деле, это только предисловие. Вернемся к реактивному и активному сопротивлению. Отличие активного сопротивления от реактивного в том, что в цепи с активным сопротивлением фаза тока совпадает с фазой напряжения. То есть, и значение силы тока, и значение напряжения достигают максимума в одном направлении одновременно.

В таком случае наша формула для расчета напряжения, сопротивления или силы тока не меняется. Это означает, что, когда сила тока достигнет максимального значения, напряжение будет равняться нулю и наоборот.

Информационно-познавательный сайт. Публикация материалов сайта возможна только после разрешения администратора и при указании полной активной ссылки на источник. Ру Электрика и электрооборудование, электротехника и электроника — информация! Важно при таких измерениях было подбирать проводники одного и того же диаметра.

Ом, замеряя проводимость серебра и золота, получил результаты, которые по современным данным не отличаются точностью.

Так, серебряный проводник у Ома проводил меньше электрического тока, чем золотой. Сам Ом объяснял это тем, что его проводник из серебра был покрыт маслом и из-за этого, по всей видимости, опыт не дал точных результатов.


Электрический ток, напряжение — поймет даже ребенок!

Розетка — это электротехническое оснащение, без которого невозможно сегодня представить ни жилое, ни рабочее помещение. Поскольку техника используется разная, характеристики электрофурнитуры для нее тоже будут отличаться. Ни для кого не секрет, что мощность современных бытовых приборов несколько выше, чем десятилетия назад. Именно поэтому были изменены и ГОСТы.

Электричество, ток, напряжение, сопротивление и мощность В формулах и расчетах сила тока обозначается буквой I. Ток в 1 Ампер.

Please turn JavaScript on and reload the page.

У вас уже есть абонемент? Вспомним, что несколько предыдущих уроков были посвящены изучению таких физических величин, как сила тока, напряжение и сопротивление. Мы рассмотрели природу возникновения электрического сопротивления, единицу его измерения и вкратце указали, от каких общих факторов оно зависит. Также мы знаем, что сила тока зависит от электрического поля, которое возникает в проводнике, а напряжение зависит от работы этого поля. Но электрический ток — это упорядоченное движение заряженных частиц, которое также характеризуется работой электрического тока. Следовательно, должна быть какая-нибудь связь между всеми этими понятиями: сила тока, напряжение, сопротивление. Впервые определил эту зависимость в году немецкий физик Георг Ом — рис. Он провел очень большое количество экспериментов, в которых, прежде всего, исследовал зависимость силы тока в цепи от напряжения.

Закон Ома. Для цепей и тока. Формулы и применение

Не первое десятилетие продолжаются споры, какой же вид тока опаснее — переменный или постоянный. Одни утверждают, что именно выправленное напряжение несет большую угрозу, другие искренне убеждены, что синусоида переменного тока, совпав по амплитуде с биением человеческого сердца, останавливает его. Но, как всегда бывает в жизни, сколько людей — столько и мнений. А потому, стоит взглянуть на этот вопрос чисто с научной точки зрения. Но сделать это стоит языком, понятным даже для чайников, так как не у каждого имеется электротехническое образование.

Добавил по просьбам, однако знайте, что объяснять законы доступно я не умею Первоисточник в комментариях. Дубликаты не найдены.

Что такое напряжение электрического тока простыми словами

Многие из нас, еще со школьной скамьи не могут понять того, какие аспекты, отличают силу тока от напряжения. Конечно, учителя постоянно утверждали то, что разница между двумя этими понятиями, является просто огромной. Тем не менее, только некоторые взрослые имеют возможность похвастаться наличием соответствующих знаний и если вы к числу таковых не принадлежите, то вам самое время обратить внимание на наш, сегодняшний обзор. Для того, чтобы говорить о том, что собой представляет сила тока и какие нюансы с ней могут быть связаны, считаем необходимым обратить ваше внимание на то, чем она является сам по себе. Ток — это процесс, во время которого, под непосредственным воздействие электрического поля, начинает происходить движение неких, заряженных частиц. В качестве последних, может выступать целый перечень всевозможных элементов, в этом плане, все зависит от конкретной ситуации.

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ИЗМЕРЕНИЯ

Ток — это движение электронов в определенном направлении. Оно нужно, чтобы в наших устройствах тоже двигались электроны. Откуда берется ток в розетке? Электростанция преобразует кинетическую энергию электронов в электрическую. То есть, гидроэлектростанция использует проточную воду для вращения турбины.

Две лампы мощностью 25 Вт и Вт включаем в электрическую цепь под напряжением В. Насколько отличается сила тока в этих лампах?».

Электричество, ток, напряжение, сопротивление и мощность

Тензор электромагнитного поля Тензор энергии-импульса 4-потенциал 4-ток. Единицей измерения в Международной системе единиц СИ является ватт русское обозначение: Вт , международное: W. Мгновенной мощностью называется произведение мгновенных значений напряжения и силы тока на каком-либо участке электрической цепи.

Дурацкий вопрос, скажете вы? Опыт показал, что не так уж и много людей могут на него ответить правильно. Чтобы разобраться во всем этом, для начала напомним строгие определения из учебника зазубривать их- очень полезное занятие! Все это наглядно можно представить себе, сравнив проводник с трубой, по которой течет вода. Чаще всего труба заканчивается открытым краном, так что давление на выходе равно атмосферному давлению, и его можно принять за нулевой уровень.

Регистрация Вход. Ответы Mail.

Электрический ток, как и любое другое физическое явление подчиняется определенным законам. Так, в году, Георг Ом вывел эмпирический закон, который способен объяснить зависимость силы тока, напряжения, а также особенностей проводника в электроцепи. В дальнейшем вносились определенные изменения, сам закон Ома для электрической цепи модифицировался, и на данный момент ученые его интерпретируют в четырех вариантах, которые мы и рассмотрим. В ходе практических исследований, на их базе, ученый смог определить зависимость силы тока и напряжения от специфики проводника, по которому протекает ток. Если быть точнее, то каждый материал имеет определенное сопротивление и на определенном участке цепи, сила тока вычисляется отношением напряжения и сопротивления. Фактически, этот закон аналогичен прохождению воды по трубам: чем больше диаметр трубы и напор, тем больше ее выльется в конечной точке.

В природе существует два основных вида материалов, проводящие ток и не проводящие диэлектрики. Отличаются эти материалы наличием условий для перемещения в них электрического тока электронов. Из токопроводящих материалов медь, алюминий, графит, и многие другие , делают электрические проводники, в них электроны не связаны и могут свободно перемещаться. В диэлектриках электроны привязаны к атомам намертво, поэтому ток в них течь не может.


ГЛАВА 1 Чем отличается ток от напряжения? . Занимательная электроника [3 издание]

Поэтому-то мне будет легче, facilius natans, взять тему по моему выбору, которая для этих трудных вопросов богословия явилась бы тем же, чем мораль является для метафизики и философии.

А. Дюма. Три мушкетера

Дурацкий вопрос, скажете вы? Отнюдь. Опыт показал, что не так уж и много людей могут на него ответить правильно. Известную путаницу вносит и язык: в выражении «имеется в продаже источник постоянного тока 12 В» смысл искажен. На самом деле в данном случае имеется в виду, конечно, источник напряжения, а не тока, поскольку ток в вольтах не измеряется, но так говорить не принято. Самое правильное будет сказать — «источник питания постоянного напряжения 12 вольт», а написать можно и «источник питания =12В», где символ «=» обозначает, что это именно постоянное напряжение, а не переменное. Впрочем, и в этой книге мы тоже иногда будем «ошибаться» — язык есть язык.

Чтобы разобраться во всем этом, для начала напомним строгие определения из учебника (зазубривать их — весьма полезное занятие!). Итак, ток, точнее, его величина, есть количество электрического заряда, протекающее через сечение проводника за единицу времени: I = Q/t. Единица тока называется «ампер», и ее размерность в системе СИ — кулоны в секунду. Знание сего факта пригодится нам позднее.

Куда более запутанно выглядит определение напряжения — величина напряжения есть разность электрических потенциалов между двумя точками пространства. Измеряется она в вольтах, и размерность этой единицы измерения — джоуль на кулон, т. е. U = E/Q. Почему это так, легко понять, вникнув в смысл строгого определения величины напряжения: 1 вольт есть такая разность потенциалов, при которой перемещение заряда в 1 кулон требует затраты энергии, равной 1 джоулю.

Все это наглядно можно представить себе, сравнив проводник с трубой, по которой течет вода (и это будет довольно точная аналогия). При таком сравнении величину тока можно себе представить, как количество (расход) протекающей воды за секунду, а напряжение — как разность давлений на входе и выходе трубы. Чаще всего труба заканчивается открытым краном, так что давление на выходе равно атмосферному давлению, и его можно принять за нулевой уровень. Точно так же в электрических схемах существует общий провод (или «общая шина» — в просторечии для краткости ее часто называют «землей», хотя это и не точно — мы, еще вернемся к этому вопросу позднее), потенциал которого принимается за ноль и относительно которого отсчитываются все напряжения в схеме. Обычно (но не всегда!) за общий провод принимают минусовой вывод основного источника питания схемы.

Итак, вернемся к вопросу, сформулированному в заголовке: так чем же отличается ток от напряжения? Правильный ответ будет звучать так: ток — это количество электричества, а напряжение — мера его потенциальной энергии. Неискушенный в физике собеседник, разумеется, начнет трясти головой, пытаясь вникнуть, и тогда можно дать такое пояснение. Представьте себе падающий камень. Если он маленький (количество электричества мало), но падает с большой высоты (велико напряжение), то он может наделать столько же несчастий, сколько и большой камень (много электричества), но падающий с малой высоты (напряжение невелико).

Связь тока и напряжения

На самом деле аналогия с камнем наглядна, но не точна — труба с текущей жидкостью подходит куда больше. Дело в том, что напряжение и ток обычно связаны между собой. (Слово «обычно» я употребил потому, что в некоторых случаях — в источниках напряжения или тока — от этой связи стараются избавиться, хотя полностью никогда и не удается.) В самом деле, если вернуться к нашей трубе, то легко представить, как с увеличением давления (напряжения) увеличивается количество протекающей жидкости (ток). Иначе зачем нужны были бы насосы? Сложнее представить себе наглядно обратную зависимость — как ток влияет на напряжение. Для этого нужно сначала понять, что такое сопротивление.

Вплоть до середины XIX века физики не знали, как выглядит зависимость тока от напряжения. Этому есть одна важная причина. Попробуйте сами экспериментально выяснить, как выглядит график этой зависимости. Схема эксперимента приведена на рис. 1.1, а примерные результаты — на рис. 1.2.

Рис. 1.1. Схема эксперимента по проверке закона Ома

Рис. 1.2. Примерные результаты проверки закона Ома

Показанные на графике результаты весьма приблизительны, т. к. реальный вид кривой сильно зависит от того, как именно выполнен подопытный проводник («П» на рис. 1.1) — плотно или редко он намотан, на толстый массивный каркас или на тонкий стакан из бумаги, а также от температуры в комнате, наличия сквозняка и еще от множества других причин.

Именно такое непостоянство и смущало физиков — не только сама кривая загибается (т. е. ток в общем случае непропорционален напряжению), но вид и форма этого загиба весьма непостоянны и меняются как при изменении условий внешней среды, так и для различных материалов.

Понадобился гений Георга Ома, чтобы за всеми этими деревьями увидеть настоящий лес — а именно понять, что зависимость тока от напряжения описывается элементарно простой формулой: I = U/R, а все несуразности, упомянутые ранее, проистекают от того, что величина сопротивления R зависит от материала проводника и от условий внешней среды, в первую очередь от температуры. Так, в нашем эксперименте загиб кривой вниз происходит потому, что при прохождении тока проводник нагревается, а сопротивление меди с повышением температуры увеличивается (примерно на 0,4 % с каждым градусом изменения температуры). А вот сама величина этого нагрева зависит от всего, чего угодно, — намотайте провод поплотнее и заверните его в асбест — он будет нагреваться сильнее, а размотайте его и поместите на сквозняк — нагрев резко уменьшится.

В знак признания заслуг Георга Ома (рис. 1.3) единица измерения сопротивления так и называется — ом (ohm по-английски). Согласно формуле, приведенной в предыдущем абзаце, 1 Ом есть сопротивление такого проводника, через который течет ток в 1А при напряжении на его концах, равном 1 В. Обратная сопротивлению величина называется проводимостью и измеряется в сименсах, названных так в честь другого немецкого ученого, электротехника и предпринимателя Вернера фон Сименса: 1 См = 1/Ом. В электронике почти всегда оперируют именно величиной сопротивления, так что сименсы мы оставим для физиков.

Рис. 1.3. Георг Симон Ом (1787–1854) — немецкий физик, член-корреспондент Берлинской АН. Окончил Эрландский университет. Преподавал математику, затем физику в различных гимназиях. С 1833 года — профессор Нюрнбергской высшей политехнической школы. В 1849–1852 годах — ректор Мюнхенского университета Член Лондонского королевского общества.

* * *

Заметки на полях

Обратите внимание, что название единицы измерения «ом» мы пишем со строчной буквы, а ее обозначение («Ом») — с прописной. Это общее правило — все обозначения единиц измерения, которые образованы от фамилий ученых, пишутся с прописной буквы: Дж (джоуль), Вт (ватт), В (вольт), А (ампер). В то же время обозначения единиц измерения, которые не образованы от имен собственных, а являются обычными словами, пишутся со строчной буквы: с (секунды), м (метры).

Сопротивление проводника зависит от его геометрических размеров — оно увеличивается пропорционально длине и уменьшается пропорционально площади сечения: R = ρ·L/S. Большое практическое значение имеет коэффициент пропорциональности ρ — так называемое удельное сопротивление материала проводника. При определенной температуре (обычно берется 20 °C) эта величина почти постоянна для каждого материала. «Почти» я тут написал потому, что на самом деле эта величина сильно зависит от химической чистоты и даже от способа изготовления материала проводника (например, формировался ли проводник штамповкой, протяжкой или электрохимическим напылением). Для проводников стараются употреблять очень чистые металлы, скажем, обычный медный провод изготавливают из меди с количеством примесей не более 0,1 % (как говорят, с чистотой в «три девятки»), это позволяет уменьшить сопротивление такого провода и избежать лишних потерь на его нагрев.

Удельное сопротивление проводника, по определению, есть сопротивление (Ом) проводника единичной площади (1 м2) и единичной длины (1 м), и если подставить эти величины в формулу, приведенную ранее, вы получите размерность для удельного сопротивления Ом·м2/м или просто Ом·м. Практически в таких единицах измерять удельное сопротивление страшно неудобно, т. к. для металлов величина получается крайне маленькой — представляете сопротивление куба меди с ребром в 1 м?! На практике часто употребляют единицу в 100 раз больше: Ом·см. Эта величина часто приводится в справочниках (см., например, [2]), но и она не слишком удобна для практических расчетов. Так как диаметр проводников измеряют обычно в миллиметрах (а сечение, соответственно, в квадратных миллиметрах), то на практике наиболее удобна старинная внесистемная единица Ом·мм2/м, которая равна сопротивлению проводника сечением в 1 квадратный миллиметр и длиной 1 метр.

Для того чтобы выразить официальный Омм в этих единицах, нужно умножить его величину на 106, а для Ом·см — на 104. Подглядев в справочнике величину удельного сопротивления меди (0,0175 Ом·мм2/м при 20 °C), мы легко можем вычислить, что сопротивление проводника с параметрами, приведенными на рис. 1.1, составляет около 45 Ом (проверьте!).

Надо сказать, что человечество весьма преуспело в изготовлении специальных материалов, имеющих коэффициент удельного сопротивления, мало зависящий от температуры. Это прежде всего специальные сплавы, константан и манганин, температурный коэффициент сопротивления (ТКС) которых в несколько сотен раз меньше, чем у чистых металлов. А для обычных стандартных углеродистых или металлопленочных резисторов ТКС составляет приблизительно 0,1 % на градус, т. е. примерно в 4 раза лучше, чем у меди. Есть и специальные прецизионные резисторы (среди отечественных это, например, С2-29В, проволочные С5-54В и др.), у которых этот коэффициент значительно меньше. Есть и другие материалы, у которых температурный коэффициент, наоборот, весьма велик (несколько процентов на градус, и при этом, в отличие от металлов, отрицателен) — из них делают так называемые термисторы, которые используют как чувствительные датчики температуры (подробнее о них см. главу 13). Однако для точного измерения температуры все же используют чистые металлы — чаще всего платину и медь. К этому вопросу мы еще вернемся.

Регулирование тока с помощью сопротивления

Познакомившись, таким образом, с понятием сопротивления и его особенностями, вспомним, для чего мы все это делали. Ах, да, мы же хотели понять, как практически представить зависимость напряжения от тока! Но ведь мы пока не умеем произвольно изменять ток в проводнике, так? Напряжение изменять просто — нужно взять регулируемый источник питания, как это изображено на рис. 1.1, или, на худой конец, набор батареек, при последовательном соединении которых (одной, двух, трех и т. д.) мы получим некий набор напряжений. А вот источников тока (именно тока, а не напряжения) мы еще не имеем. Как же быть?

Выход из этой ситуации показан на рис. 1.4 (заметьте, мы от схематического изображения проводника, как катушки из длинной проволоки, имеющей некое сопротивление, перешли к стандартному изображению резисторов, как это делается в настоящих электрических схемах). Здесь мы уже не используем регулируемый источник питания — он нам не нужен. Питается схема от батареи из трех гальванических элементов, например, типоразмера D, соединенных последовательно. Каждый такой элемент (если он еще не был в эксплуатации) дает напряжение примерно 1,62 В, так что суммарное напряжение будет почти 5 В, как и указано на схеме (под нагрузкой и по мере истощения элементов напряжение немного упадет, но ошибка в данном случае не играет большой роли).

Рис. 1.4. Схема для изучения свойств цепи с двумя резисторами

Как работает эта схема? Допустим, что движок переменного резистора (подробнее о них рассказано в главе 5) R1 выведен в крайнее правое (по схеме) положение. Проследим путь тока от плюсового вывода батареи: амперметр, вывод движка резистора R1, крайний правый вывод R1, резистор R2, минусовой вывод батареи. Получается, что резистор R1 в схеме как бы не участвует — ток от плюсового вывода батареи сразу попадает на R2 (амперметр, как мы узнаем из главы 2, можно не принимать во внимание), и схема становится фактически такой же, как на рис. 1.1. Что покажут наши измерительные приборы? Вольтметр покажет напряжение батареи — 5 В, а показания амперметра легко вычислить по закону Ома: ток в цепи составит 5 В/50 Ом = 0,1 А или 100 мА. На всякий случай еще раз напомним, что эти значения приблизительные — реальное напряжение батареи несколько меньше 5 В.

Теперь поставим движок R1 в среднее положение. Ток в цепи теперь пойдет от плюса батареи через амперметр, вывод движка R1, половину резистора R1, резистор R2 и далее, как и раньше, вернется к минусу батареи. Как изменятся показания приборов? Раньше резистор R1 в процессе не участвовал, а теперь участвует, хоть и половинкой. Соответственно, общее сопротивление цепи станет уже не 50 Ом (один резистор R2), а 50 (R2) + 50 (половинка R1), т. е. 100 Ом. Амперметр покажет уже не 100 мА, а 5 В/100 Ом = 0,05 А или 50 мА — в два раза меньше.

А вот что покажет вольтметр? Так сразу и не скажешь, не правда ли? Придется посчитать, и для этого рассмотрим отдельно участок цепи, состоящий из R2 с присоединенным к нему вольтметром. Очевидно, что току у нас деться некуда — все то количество заряда, которое вышло из плюсового вывода батареи, пройдет через амперметр, через половинку R1, через R2 и вернется в батарею[2]. Значит, и на этом отдельном участке, состоящем из одного R2, ток будет равен тому, что показывает амперметр — т. е. 50 мА. Получается, как будто резистор R2 подключен к источнику тока! И это действительно так — источник напряжения с последовательно включенным резистором (в данном случае половинка R1) представляет собой источник тока (хотя и плохой, как мы увидим в дальнейшем). Так каковы же будут показания вольтметра? Очень просто: из закона Ома следует, что U = I·R, где R — сопротивление нужного нам участка цепи, т. е. R2, и в данном случае вольтметр покажет 0,05·50 = 2,5 В. Эта величина называется падением напряжения, в данном случае — падением напряжения на резисторе R2. Легко догадаться, даже не подключая вольтметр, что падение напряжения на резисторе R1 будет равно[3] тоже 2,5 В, причем его можно вычислить двумя путями: как разницу между 5 В от батареи и падением на R2 (2,5 В), или по закону Ома, аналогично расчету для R2.

А что будет, если вывести движок переменного резистора R1 в крайнее левое положение? Я сразу приведу результат: амперметр покажет 33 мА, а вольтметр — 1,66 В. Пожалуйста, проверьте это самостоятельно! Если вы получите те же значения, то это будет означать, что вы усвоили закон Ома и теперь умеете отличать ток от напряжения. А более сложными схемами включения резисторов мы займемся в главе 5.

Прежде чем перейти к дальнейшему описанию, я хочу ответить на вопрос, который, несомненно, у вас уже возник: а как можно себе представить резистор в нашей аналогии с водопроводной трубой? Ток — расход воды, напряжение — давление, а сопротивление? Оказывается, это очень просто, мало того, соответствующая величина в гидравлике называется точно так же: сопротивление потоку. Аналогами резисторов будут всякие устройства, установленные на трубе: краны, задвижки, муфты или просто местные сужения. Определенным сопротивлением обладает и сама труба, причем чем она тоньше, тем ее сопротивление выше, в точности как и с проводником. И точно так же, как на включенном в электрическую цепь резисторе происходит падение напряжения, на этих гидравлических сопротивлениях происходит падение давления, которое пропорционально величине самого сопротивления. Прикрывая кран, мы увеличиваем сопротивление потоку, и расход воды уменьшается, т. е. здесь мы производим в точности то же действие, что и при экспериментах с переменным резистором в электрической цепи.

Источники напряжения и тока

В схеме на рис. 1.4 мы можем выделить, как показано пунктиром, ее часть, включив туда батарейку и переменный резистор R1. Тогда этот резистор (вместе с сопротивлением амперметра, конечно) можно рассматривать, как внутреннее сопротивление источника электрической энергии, каковым выделенная часть схемы станет для нагрузки, роль которой будет играть R2. Любой источник, как легко догадаться, имеет свое внутреннее сопротивление (электронщики часто употребляют выражение выходное сопротивление) — хотя бы потому, что у него внутри есть провода определенной толщины.

Но на самом деле не провода служат ограничивающим фактором. В главе 4 мы узнаем, что такое электрическая мощность в строгом значении этого понятия, а пока, опираясь на интуицию, читатель может сообразить сам: чем мощнее источник; тем у него меньше должно быть свое внутреннее сопротивление, иначе все напряжение «сядет» на этом внутреннем сопротивлении, и на долю нагрузки ничего не достанется. На практике так и происходит — если вы попытаетесь запустить от набора батареек типа АА какой-нибудь большой прибор, питающийся от источника с низким напряжением (вроде настольного сканера или ноутбука), то прибор, конечно, не заработает, хотя формально напряжения должно хватать, — напряжение «сядет» почти до нуля. А вот от автомобильного аккумулятора, который гораздо мощнее, все получится как надо.

Такой источник, у которого внутреннее сопротивление мало по отношению к нагрузке, называют еще идеальным источником напряжения. Физики предпочитают название идеальный источник э.д.с. (электродвижущей силы), но на практике это абстрактное понятие используется реже, чем менее строгое, но всем понятное «напряжение». К ним относятся в первую очередь все источники электрического питания: от батареек до промышленной сети. Кстати, для снижения внутреннего сопротивления вовсе не обязательно увеличивать мощность источника напряжения до бесконечности — к тому же эффекту приводят специальные меры по стабилизации напряжения, с которыми мы познакомимся в главе 9.

Наоборот, идеальный источник тока, как нетрудно догадаться, обязан обладать бесконечным внутренним сопротивлением — только тогда ток в цепи совсем не будет зависеть от нагрузки. Понять, как источник реального тока (не бесконечного малого) может обладать бесконечным выходным сопротивлением, довольно трудно, и в быту такие источники вы не встретите. Однако уже обычный резистор, включенный последовательно с источником напряжения (не тока!), как R1 на рис. 1.4, при условии, что сопротивление нагрузки мало (R2 << R1), может служить хорошей моделью источника тока. Еще ближе к желаемому будут транзисторы в определенном включении, и мы с этим разберемся позднее. А с помощью обратной связи и операционных усилителей можно добиться и результатов, близких к теоретическому идеалу — построить источник тока конечной величины с выходным сопротивлением, весьма близким к бесконечности.

Источники напряжения и тока обозначаются на схемах так, как показано на рис. 1.5, а и б. Не перепутайте — логики в этих обозначениях немного, но так уж принято. А так называемые эквивалентные схемы (их еще называют схемами замещения) реальных источников приведены на рис. 1.5, в и г, где Rв обозначает внутреннее сопротивление источника.

Рис. 1.5. Источники тока и напряжения.

а — обозначение идеального источника напряжения, б — обозначение идеального источника тока, в — эквивалентная схема реального источника напряжения, г — эквивалентная схема реального источника тока

Чем различаются ЭДС и напряжение источника питания

 

 

Чем отличается ЭДС (электродвижущая сила) от напряжения? Рассмотрим сразу на конкретном примере. Берем батарейку, на которой написано 1,5 вольт. Подключаем к ней вольтметр, как показано на рисунке 1, чтобы проверить, действительно ли батарейка исправна.

 

Рисунок 1

 

Вольтметр показывает 1,5 В. Значит, батарейка исправна. Подключаем ее к маленькой лампочке. Лампочка светится. Теперь параллельно лампочке подключаем вольтметр, чтобы проверить: действительно ли на лампочку приходится 1,5 В. Получается схема, показанная на рисунке 2.

 

Рисунок 2

 

И тут оказывается, что вольтметр показывает, например, 1 В. Куда потрачены 0,5 В (которые разность между 1,5 В и 1 В)?

Дело в том, что любой реальный источник питания имеет внутреннее сопротивление (обозначается буквой r). Оно во многих случаях снижает характеристики источников питания, но изготовить источник питания вообще без внутреннего сопротивления невозможно. Поэтому нашу батарейку можно представить как идеальный источник питания и резистор, сопротивление которого соответствует внутреннему сопротивлению батарейки (рисунок 3).

 

Рисунок 3

 

 

Так вот, ЭДС в данном примере – это 1,5 В, Напряжение источника питания – 1 В, а разница 0,5 В была рассеяна на внутреннем сопротивлении источника питания.

ЭДС – это максимальное количество вольт, которое источник питания может выдать в цепь. Это постоянная для исправного источника питания величина. А напряжение источника питания зависит от того, что к нему подключено. (Здесь мы говорим только о тех типах источников питания, которые изучаются в рамках школьной программы).

В нашем примере лампочка с сопротивлением R и резистор соединены последовательно, поэтому ток в цепи можно найти по формуле

 

 

И тогда напряжение на лампочке равно

 

 

Получается, чем больше сопротивление лампочки, тем больше вольт приходится на нее, и тем меньше вольт бесполезно теряется в батарейке. Это касается не только лампочки и батарейки, но и любой цепи, состоящей из источника питания и нагрузки. Чем больше сопротивление нагрузки, тем меньше разница между напряжением и ЭДС. Если сопротивление нагрузки очень большое, то напряжение практически равно ЭДС. Сопротивление вольтметра всегда очень большое, поэтому в схеме на рисунке 1 он показал значение 1,5 В.

Пониманию смысла ЭДС мешает то, что в быту мы этот термин практически не употребляем. Мы говорим в магазине: «Дайте мне батарейку с напряжением 1,5 вольта», хотя правильно говорить: «Дайте мне батарейку с ЭДС 1,5 вольта». Но так уж повелось…

Похожая статья: чем отличается напряжение от потенциала.

Понравилась статья? Размести ссылку на сайт в социальных сетях

Чем отличается переменный ток от постоянного?

На чтение 25 мин Просмотров 419 Опубликовано

Ток постоянный и переменный

Электроны в проводниках движутся от плюса к минусу. Движение равномерное, всё время с постоянной величиной. Если задаться вопросом, какие токи носят определение постоянных, сначала нужно хорошо представлять, куда течёт ток.

Внимание! Направлением тока считают то направление, куда движутся положительно заряженные частицы: от плюса к минусу. Хотя дорога свободных электронов лежит от минуса к плюсу.


Значит, постоянный ток – это направленное перемещение заряженных частиц, несущих в себе положительный заряд, которые не меняют свои величину и направление с течением времени. Все остальные токи – переменные. В этом их разница.

Alternative Current – AC, так обозначается переменный ток на приборах. Direct Current – DC, это понятное обозначение постоянного тока.

Ток постоянный и переменный

Первое, что следует понять — это разницу между постоянным и переменным током. Дело в том, что переменный ток не только проще получить, хотя это тоже немаловажно. Его характеристики позволяют передачу на любые расстояния по проводникам с наименьшими потерями, особенно при более высоком напряжении и меньшей его силе. Именно поэтому линии электропередач между городами являются высоковольтными. А уже в населенных пунктах ток трансформируется в более низкое напряжение.

А вот постоянный ток очень просто получить из переменного, для чего используют разнонаправленные диоды (т.н. диодный мост). Дело в том, что переменный ток (АС), вернее частота его колебаний, представляет собой синусоиду, которая, проходя через выпрямитель, теряет часть колебаний. Тем самым на выходе получается постоянное напряжение (АС), не имеющее частоты.

Имеет смысл конкретизировать, чем же, все-таки, они отличаются.

Графические изображения

Благодаря применению графического метода, можно получить наглядное представление динамических изменений различных величин. Ниже приведен график изменения напряжения с течением времени для гальванического элемента 3336Л (4,5 В).

Горизонтальная ось отображает время, вертикальная – напряжение

Как видим, график представляет собой прямую линию, то есть напряжение источника остается неизменным.

Теперь приведем график динамики изменения напряжения в течение одного цикла (полного оборота рамки) работы генератора,.

Горизонтальная ось отображает угол поворота в градусах, вертикальная — величину ЭДС (напряжение)

Для наглядности покажем начальное положение рамки в генераторе, соответствующее начальной точке отчета на графике (0°)

Начальное положение рамки

Обозначения:

  • 1 – полюса магнита S и N;
  • 2 – рамка;
  • 3 – направление вращения рамки;
  • 4 – магнитное поле.

Теперь посмотрим, как будет изменяться ЭДС в процессе одного цикла вращения рамки. В начальном положении ЭДС будет нулевым. В процессе вращения эта Вначнет плавно возрастать, достигнув максимума в момент, когда рамка будет под углом 90°. Дальнейшее вращение рамки приведет к снижению ЭДС, достигнув минимума в момент поворота на 180°.

Продолжая процесс, можно увидеть, как электродвижущая сила меняет направление. Характер изменений поменявшей направление ЭДС будет таким же. То есть она начнет плавно возрастать, достигнув пика в точке, соответствующей повороту на 270°, после чего будет снижаться, пока рамка не завершит полный цикл вращения (360°).

Если график продолжить на несколько циклов вращения, мы увидим характерную для переменного электротока синусоиду. Ее период будет соответствовать одному обороту рамки, а амплитуда – максимальной величине ЭДС (прямой и обратной).

Теперь перейдем к еще одной важной характеристике переменного электротока – частоте. Для ее обозначения принята латинская буква «f», а единица ее измерения – герц (Гц). Этот параметр отображает количество полных циклов (периодов) изменения ЭДС в течение одной секунды.

Определяется частота по формуле: . Параметр «Т» отображает время одного полного цикла (периода), измеряется в секундах. Соответственно, зная частоту, несложно определить время периода. Например, в быту используется электроток с частотой 50 Гц, следовательно, время его периода будет две сотых секунды (1/50=0,02).

Преобразователь постоянного тока в переменный


В данном случае процесс выглядит достаточно сложным. Инвертор – стандартный прием в бытовых условиях, представляет собой генератор напряжения периодического вида, получаемого из приближенного к синусоиде постоянного.

Высокие цены на подобное устройство обусловлены сложностью конструкции. Стоимость в значительной степени обусловлена максимальной мощностью тока на выходе.

Применяется в довольно редких ситуациях. Например, в случае необходимости подсоединить к электросети автомобиля какой-то инструмент или приборы.

Происхождение

Разница между AC и DC заключается в их происхождении. Постоянный ток можно получить из гальванических элементов, например, батареек и аккумуляторов.

Также его можно получить с помощью динамомашины – это устаревшее название генератора постоянного тока. Кстати с их помощью генерировалась энергия для первых электросетей. Мы об этом говорили в статье об открытиях Николы Тесла, в заметках о войне идей между Теслой и Эдисоном. Позже так называли небольшие генераторы для питания велосипедных фар.

Переменный ток добывают также с помощью генераторов, в наше время в основном трёхфазных.

Также и то и другое напряжение можно получить с помощью полупроводниковых преобразователей и выпрямителей. Так вы можете выпрямить переменный ток или получить его же, преобразовав постоянный.

Почему переменный ток используется чаще

Выше мы уже говорили о том, почему переменный ток в настоящее время используется чаще, чем постоянный. И все же, давайте рассмотрим этот вопрос подробнее.

Споры о том, какой же ток в использовании лучше идет со времен открытий в области электричества. Существует даже такое понятие, как «война токов» — противоборство Томаса Эдисона и Николы Теслы за использование одного из видов тока. Борьба между последователями этих великих ученых просуществовала вплоть до 2007 года, когда город Нью-Йорк перевели на переменный ток с постоянного.

Самая главная причина, по которой переменный ток используется чаще – это возможность передавать его на большие расстояния с минимальными потерями . Чем больше расстояние между источником тока и конечным потребителем, тем больше сопротивление проводов и тепловые потери на их нагрев.

Для того, чтобы получить максимальную мощность необходимо увеличивать либо толщину проводов (и уменьшать тем самым сопротивление), либо увеличивать напряжение.

В системах переменного тока можно увеличивать напряжение при минимальной толщине проводов тем самым сокращая стоимость электрических линий. Для систем с постоянным током доступных и эффективных способов увеличивать напряжение не существует и поэтому для таких сетей необходимо либо увеличивать толщину проводников, либо строить большое количество мелких электростанций. Оба этих способа являются дорогостоящими и существенно увеличивают стоимость электроэнергии в сравнении с сетями переменного тока.

При помощи электротрансформаторов напряжение переменного тока эффективно (с КПД до 99%) можно изменять в любую сторону от минимальных до максимальных значений, что тоже является одним из важных преимуществ сетей переменного тока. Применение трехфазной системы переменного тока еще больше увеличивает эффективность, а механизмы, например, двигатели, которые работают в электросетях переменного тока намного меньше, дешевле и проще в обслуживании, чем двигатели постоянного тока.

Исходя из всего вышесказанного можно сделать вывод о том, что использование переменного тока выгодно в больших сетях и при передаче электрической энергии на большие расстояния, а для точной и эффективной работы электронных приборов и для автономных устройств целесообразно использовать постоянный ток.

Отличие постоянного тока от переменного и их особенности

Не первое десятилетие продолжаются споры, какой же вид тока опаснее — переменный или постоянный. Одни утверждают, что именно выправленное напряжение несет большую угрозу, другие искренне убеждены, что синусоида переменного тока, совпав по амплитуде с биением человеческого сердца, останавливает его.

Но, как всегда бывает в жизни, сколько людей — столько и мнений. А потому, стоит взглянуть на этот вопрос чисто с научной точки зрения. Но сделать это стоит языком, понятным даже для чайников, т.к. не у каждого имеется электротехническое образование.

При этом, наверняка любому хочется узнать происхождение постоянного и переменного тока.

Обратите внимание

С чего же стоит начать? Да, наверное, с определений — что же такое электричество, почему его называют переменным либо постоянным, какой из этих видов опаснее и почему.

Большинству известно, что постоянный ток можно получить от различных блоков или элементов питания, а переменный поступает в квартиры и помещения посредством электросети и благодаря ему работают бытовые электроприборы и освещение. Но мало кто задумывался, почему одно напряжение позволяет получить другое и для чего это нужно.

Имеет смысл ответить на все возникшие вопросы.

Что такое электрический ток?

Электрическим током называют постоянную или переменную величину, которая возникает на основе направленного или упорядоченного движения, создаваемого заряженными частицами — в металлах это электроны, в электролите — ионы, а в газе — и те, и другие. Иными словами, говорят, что электрический ток «течет» по проводам.

Некоторые ошибочно полагают, что каждый заряженный электрон двигается по проводнику от источника до потребителя. Это не так. Он лишь передает заряд на соседние электроны, сам оставаясь на месте. Т.е. его движение хаотично, но микроскопично. Ну а уже сам заряд, двигаясь по проводнику, достигает потребителя.

Электрический ток имеет такие параметры измерения, как: напряжение, т.е. его величина, измеряющаяся в вольтах (В) и сила тока, которая измеряется в амперах (А). Что очень важно, при трансформации, т.е.

уменьшении или увеличении при помощи специальных устройств, одна величина воздействует на другую обратно пропорционально.

Это значит, что уменьшив напряжение посредством обычного трансформатора, добиваются увеличения силы тока и наоборот.

Ток постоянный и переменный

Первое, что следует понять — это разницу между постоянным и переменным током. Дело в том, что переменный ток не только проще получить, хотя это тоже немаловажно.

Его характеристики позволяют передачу на любые расстояния по проводникам с наименьшими потерями, особенно при более высоком напряжении и меньшей его силе. Именно поэтому линии электропередач между городами являются высоковольтными.

А уже в населенных пунктах ток трансформируется в более низкое напряжение.

А вот постоянный ток очень просто получить из переменного, для чего используют разнонаправленные диоды (т.н. диодный мост). Дело в том, что переменный ток (АС), вернее частота его колебаний, представляет собой синусоиду, которая, проходя через выпрямитель, теряет часть колебаний. Тем самым на выходе получается постоянное напряжение (АС), не имеющее частоты.

Имеет смысл конкретизировать, чем же, все-таки, они отличаются.

Различия токов

Конечно же, главным различием переменного и постоянного тока является возможность переправки DC на большое расстояние.

При этом, если таким же путем переправить постоянный ток, его просто не останется. По причине разности потенциалов он израсходуется.

Так же стоит отметить то, что преобразовать в переменный очень сложно, в то время как в обратном порядке подобное действие вполне легко выполнимо.

Важно

Намного экономичнее преобразование электричества в механическую энергию именно при помощи двигателей, работающих от АС, хотя и имеются области, в которых возможно применение механизмов только прямого тока.

Ну и последнее по очереди, но не по смыслу — все-таки переменный ток безопаснее для людей. Именно по этой причине все приборы, используемые в быту и работающие от DC, являются слаботочными. А вот совсем отказаться от применения более опасного в пользу другого никак не получится именно по указанным выше причинам.

Все изложенное приводит к обобщенному ответу на вопрос, чем отличается переменный ток от постоянного — это характеристики, которые и влияют на выбор того или иного источника питания в определенной сфере.

Передача тока на большие расстояния

У некоторых людей возникает вопрос, на который выше был дан поверхностный ответ: почему по линиям электропередач (ЛЭП) приходит очень высокое напряжение? Если не знать всех тонкостей электротехники, то можно согласиться с этим вопросом. Действительно, ведь если бы по ЛЭП приходило напряжение в 380 В, то не пришлось бы устанавливать дорогостоящие трансформаторные подстанции. Да и на их обслуживание тратиться не пришлось бы, разве не так? Оказывается, что нет.

Построение графика переменного тока

Дело в том, что сечение проводника, по которому протекает электричество, зависит только от силы тока и от его потребляемой мощности и совершенно в стороне от этого остается напряжение. А это значит, что при силе тока в 2 А и напряжении в 25 000 В можно использовать тот же провод, как и для 220 В с теми же 2 А. Так что же из этого следует?

Здесь необходимо вернуться к закону обратной пропорциональности — при трансформации тока, т.е. увеличении напряжения, уменьшается сила тока и наоборот. Таким образом, высоковольтный ток отправляется к трансформаторной подстанции по более тонким проводам, что обеспечивает и меньшие потери при передаче.

Особенности передачи

Как раз в потерях и состоит ответ на вопрос, почему невозможно передать постоянный ток на большие расстояния. Если рассмотреть DC под этим углом, то именно по этой причине через небольшой отрезок расстояния электроэнергии в проводнике не останется. Но главное здесь не энергопотери, а их непосредственная причина, которая заключается, опять же, в одной из характеристик AC и DC.

Дело в том, что частота переменного тока в электрических сетях общего пользования в России — 50 Гц (герц). Это означает амплитуду колебания заряда между положительным и отрицательным, равную 50 изменений в секунду. Говоря простым языком, каждую 1/50 с.

Заряд меняет свою полярность, в этом и заключается отличие постоянного тока — в нем колебания практически либо совершенно отсутствуют. Именно по этой причине DC расходуется сам по себе, протекая через длинный проводник.

Кстати, частота колебаний, к примеру, в США отличается от российской и составляет 60 Гц.

Генерирование

Очень интересен вопрос и о том, как же генерируется постоянный и переменный ток. Конечно, вырабатывать можно как один, так и другой, но здесь встает проблема размеров и затрат. Дело в том, что если для примера взять обычный автомобиль, ведь куда проще было бы поставить на него генератор постоянного тока, исключив из схемы диодный мост. Но тут появляется загвоздка.

Если убрать из автомобильного генератора выпрямитель, вроде бы должен уменьшиться и объем, но этого не произойдет. А причина тому — габариты генератора постоянного тока. К тому же и стоимость при этом существенно увеличится, потому и применяются переменные генераторы.

Вот и получается, что генерировать DC намного менее выгодно, чем АС, и тому есть конкретное доказательство.

Совет

Два великих изобретателя в свое время начали так называемую «войну токов», которая закончилась только лишь в 2007 году.

А противниками в ней были Никола Тесла совместно с Джорджем Вестингаузом, ярые сторонники переменного напряжения, и Томас Эдисон, который стоял за применение повсеместно постоянного тока.

Так вот, в 2007 году город Нью-Йорк полностью перешел на сторону Теслы, ознаменовав тем самым его победу. На этом стоит немного подробнее остановиться.

История

Компания Томаса Эдисона, которая называлась «Эдисон Электрик Лайт», была основана в конце 70-х годов XIX века. Тогда, во времена свечей, керосиновых ламп и газового освещения лампы накаливания, выпускаемые Эдисоном, могли работать непрерывно 12 часов.

И хотя сейчас этого может показаться до смешного мало — это был настоящий прорыв.

Но уже в 1880-е годы компания смогла не только запатентовать производство и передачу постоянного тока по трехпроводной системе (это были «ноль», «+110 В» и «-110 В»), но и представить лампу накаливания с ресурсом в 1200 часов.

Именно тогда и родилась фраза Томаса Эдисона, которая впоследствии стала известна всему миру, — «Мы сделаем электрическое освещение настолько дешевым, что только богачи будут жечь свечи».

Ну а уже к 1887-му в Соединенных Штатах успешно функционирует больше 100 электростанций, которые вырабатывают постоянный ток и где используется для передачи именно трехпроводная система, которая применяется в целях хотя бы небольшого снижения потерь электроэнергии.

А вот ученый в области физики и математики Джордж Вестингауз после ознакомления с патентом Эдисона нашел одну очень неприятную деталь — это была огромная потеря энергии при передаче.

В то время уже существовали генераторы переменного тока, которые не пользовались популярностью по причине оборудования, которое бы на подобной энергии работало.

В то время талантливый инженер Никола Тесла еще работал у Эдисона в компании, но однажды, когда ему было в очередной раз отказано в повышении зарплаты, Тесла не выдерживал и ушел работать к конкуренту, которым являлся Вестингауз. На новом месте Никола (в 1988 году) создает первый прибор учета электроэнергии.

Именно с этого момента и начинается та самая «война токов».

Формулы для расчета постоянного тока

Разницей между переменкой и постоянкой являются и формулы для расчетов процессов, происходящих в цепи. Так сопротивление рассчитываются по Закону Ома для участка цепи или для полной цепи:

E=I/R

E=I/(R+r)

Мощность также просто рассчитываются:

P=UI

Формулы для расчета переменного тока

В расчётах цепей переменного тока разница в формулах обусловлена отличием процессов, протекающих в емкостях и индуктивностях. Тогда формула закона Ома будет для активного сопротивления:

Здесь 1/wC и wL – емкостное и индуктивное реактивные сопротивления, а w – угловая частота, она равна 2пиF.

Для цепи с ёмкостью и индуктивностью:

wL-1/wC – это реактивное сопротивление, оно обозначается как Z.

Примеры использования переменного и постоянного тока

Приблизительно постоянным считается ток разряда автомобильного аккумулятора. Напряжение здесь постепенно падает, а потому даже при одинаковой нагрузке эффект разнится хронометрически. В целом, происходит это плавно. Ток течёт в одном направлении и проявляет приблизительно постоянную плотность. Аналогично работают:

  1. Аккумулятор сотового телефона.
  2. Батарейка любого типа.
  3. Аккумулятор питания ноутбуков.

В природе источников постоянного тока (генераторов), за исключением матушки-Земли, нет. Человеку гораздо удобнее создавать роторы, которые, вращаясь с конкретной частотой, создают условия для образования в катушках статора переменного электрического тока. Потом промышленная частота 50 Гц проходит по проводам и через подстанцию подаётся на потребителя.

Источником постоянного тока допустимо считать адаптеры. Это устройства, выполняющие преобразование переменного тока в постоянный. Допустим, у сотовых телефонов это +5 В, а для мобильных раций характерен большой разброс. Устройство постоянного тока может функционировать исключительно от номинала, для которого сконструировано. В противном случае либо работоспособность нарушается, либо – при больших отклонениях – возможен полный выход из строя.

Это касается и переменного, и постоянного тока. Теперь пришла пора сказать, что в промышленности преобразование постоянного тока в переменный и обратно не практикуется. Из соображений экономии двигатели работают от трёх фаз. Каждая считается переменным током частоты 50 Гц. Говорили выше, что у любой гармоники присутствует фаза. В рассматриваемом случае фаза равна 120 градусов. А круг образуется за счёт 360 градусов. Получается, что три фазы равно отстоят друг от друга. При подобном раскладе генераторам ГЭС легче производить энергию, поступающую в дома в неизменном виде. Но в квартиру заходит единственная фаза переменного тока.

Поэтому бытовые приборы по внутреннему устройству сильно отличаются от промышленных. Важными признаются параметры переменного тока. В любом государстве они стандартизированы и чётко выдерживаются. К параметрам переменного тока относят:

  1. Действующее значение напряжения – вызывающее в обычном проводнике постоянное идентичного номинала. Действующее значение ниже амплитуды в корень из двух раз либо близко к указанному. Требования для РФ составляют 220-230 В плюс-минус 10% от номинала.
  2. К частоте переменного тока предъявляются повышенные строгие требования. Предел отклонений от 50 Гц измеряется десятыми долями процента. Потому стабилизации движения вала на ГЭС уделяется столько внимания. От скорости его вращения зависит параметр.
  3. Нелинейные искажения считаются отдельной темой. Требований множество, определиться непросто. Особенно строго нормируются гармоники основной частоты, к примеру: 100, 150, 200, 250 Гц.

Подобные требования предъявляются и к параметрам постоянного тока. Допустим, известные автомобильные аккумуляторы в действительности включают в арсенал не 12, а 14 В. По мере разряда вольтаж падает. Если на аккумуляторе зарегистрировано напряжение 11,9 В, банка считается вышедшей из строя. Предлагаем внимательно читать инструкции. Дополним: в отдельных ноутбуках присутствует заряд бережного расхода энергии аккумулятора. В этом случае уровень поддерживается в рамках двух третей от полного. Считается, что тогда батарея прослужит дольше.

Итак, требования направлены на поддержание долгого и правильного функционирования оборудования. Параметры постоянного и переменного тока считаются фактором, определяющим надёжность и работоспособность системы.

Чем отличаются и где используются постоянный и переменный ток

В современном мире каждый человек с детства сталкивается с электричеством. Первые упоминания об этом природном явлении относятся к временам философов Аристотеля и Фалеса, которые были заинтригованы удивительными и загадочными свойствами электрического тока. Но лишь в 17 веке великие ученые умы начали череду открытий, касающихся электрической энергии, продолжающихся по сей день.

Открытие электрического тока и создание Майклом Фарадеем в 1831 г. первого в мире генератора кардинально изменило жизнь человека. Мы привыкли, что нашу жизнь облегчают приборы, работающие с использованием электрической энергии, но до сих пор у большинства людей нет понимания этого важного явления. Для начала, чтобы понять основные принципы электричества, необходимо изучить два основных определения: электрический ток и напряжение.

Когда использовать переменный или постоянный ток?

Одним из преимуществ, благодаря которым переменный ток доминирует при передаче энергии от генерирующих станций к дому всех людей, является именно его эффективность преодоления больших расстояний. С переменным током можно увеличивать напряжение, а не постоянный ток.

Для передачи электрической энергии на расстояние 1 км с помощью постоянного тока потребуется в 10 раз больше энергии, чтобы получить тот же результат, что и для переменного тока.

Постоянный ток необходим для электронного оборудования, так как отрицательный и положительный заряды находятся на разных проводах, а в электронном оборудовании есть несколько компонентов, которые нуждаются в специальном питании с положительным или отрицательным зарядом.

То есть в переменном токе положительный и отрицательный в основном вместе в потоке, в то время как в постоянном токе положительный и отрицательный заряд разделены в разных проводниках.

Почему в сети переменное напряжение, а не постоянное?

Переменный ток имеет много преимуществ перед постоянным током. Низкие потери при передаче переменного тока в линиях электропередач (ЛЭП) по сравнению с постоянным током. Генераторы переменного тока простые и дешевые. При передаче на большие расстояния по ЛЭП высокое напряжение достигает 330 тысяч вольт с минимальным током.

Чем меньше ток в ЛЭП, тем меньше потерь. Передача постоянного тока на большие расстояния понесет немалые потери. Также высоковольтные генераторы переменного тока значительно проще и дешевле. Из переменного напряжения легко получить более низкое напряжение через простые трансформаторы.

Также, значительно дешевле получить постоянное напряжение из переменного, чем наоборот, использовать дорогие преобразователи постоянного напряжения в переменное. Такие преобразователи имеют низкий КПД и большие потери. По пути передачи переменного тока используют двойное преобразование.

Сначала с генератора получает 220 – 330 Кв, и передают на большие расстояния до трансформаторов, которые понижают высокое напряжение до 10 Кв и далее идут подстанции которые понижают высокое напряжение до 380 В. С этих подстанций электроэнергия расходится по потребителям и поступает в дома и на электрощиты многоквартирного дома.

Три фазы трехфазного тока сдвинутые на 120 градусов

Для однофазного напряжения характерна одна синусоида, а для трехфазного три синусоиды, смещенные на 120 градусов относительно друг друга. Трехфазная сеть также имеет свои преимущества перед однофазными сетями. Это меньше габариты трансформаторов, электродвигатели также конструктивно меньших размеров.

Имеется возможность изменить направление вращения ротора асинхронного электродвигателя. В трехфазной сети можно получить 2 напряжения – это 380 В и 220 В, которые используются для изменения мощности двигателя и регулировки температуры нагревательных элементов. Используя трехфазное напряжение в освещении можно устранить мерцание люминесцентных ламп, для чего их подключают к разным фазам.

Постоянный ток используется в электронике и во всех бытовых приборах, так как он легко преобразуется из переменного за счёт его деления на трансформаторе до нужной величины и дальнейшего выправления. Источником постоянного тока являются аккумуляторы, батареи, генераторы постоянного тока, светодиодные панели. Как видно различие в переменном и постоянном токе немалое. Теперь мы узнали – Почему в нашей розетки течет переменный ток, а не постоянный?

Разница в переменном и постоянном токе

Электрический ток — это смещение электрического заряда проводником упорядоченным образом, как от гнезда для провода электрооборудования.

Когда мы говорим о постоянном или постоянном токе, мы должны представить, что этот электрический заряд или электроны движутся в одном направлении, всегда начиная с генератора, который является началом линии, и до конца линии, которая является электрическим оборудованием.

Переменный ток немного отличается, вместо того, чтобы заряд, движущийся в одном направлении, продвигается и убирается, не останавливая, электроны изменяют направление примерно на 120 в секунду в переменном токе.

Методы измерения напряжения и тока

Чтобы измерить показатели напряжения и тока применяются следующие способы:

  1. Наиболее простой метод — подключение к розетке электрического прибора соответствующего напряжения. Если в розетке есть ток, электроприбор будет функционировать.
  2. Индикатор напряжения. Это приспособление может быть однополюсным и представлять собой специальную отвертку. Также выпускаются двухполюсные индикаторы с парой контакторов. Однополюсное устройство определяет фазу в розеточном контакте, но не обнаруживает наличие или отсутствие нуля. Двухполюсный же индикатор показывает ток между фазами, а также между нулем и фазой.
  3. Мультиметр (мультитестер). С помощью специального тестера проводятся измерения любого типа тока, присутствующего в розетке — как переменного, так и постоянного. Также мультиметром проверяют уровень напряжения.
  4. Контрольная лампа. С помощью лампы определяют наличие электричества в розетке при условии, что лампочка в контрольном приборе соответствует напряжению в тестируемой розетке.

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.

Шрифт конвертера безопасности

Обычно электронное оборудование, такое как сотовые телефоны или ноутбуки, имеет свои собственные источники, но другому оборудованию, такому как электронные защитные устройства, нужны запасные источники, которые преобразуют переменный ток из розетки в постоянный ток.

Чтобы решить эту проблему, Security представила преобразователь Бастион , который выходит за рамки преобразования переменного тока в постоянный ток. Думая о проблеме потери эффективности переменного тока, источник преобразователя преобразует переменный ток в постоянный 24 вольт, который может перемещаться на большее расстояние, а затем уменьшается через редуктор мощности до 12 вольт, который является правильным напряжением для питания самого большого часть электронного охранного оборудования.

Обобщенные определения

Физический процесс, при котором заряженные частицы движутся упорядоченно (направленно), называется электротоком. Его принято разделять на переменный и постоянный. У первого направление и величина остаются неизменными, а у второго эти характеристики меняются по определенной закономерности.

Приведенные определения сильно упрощены, хотя и объясняют разницу между постоянным и переменным электротоком. Для лучшего понимания, в чем заключается это различие, необходимо привести графическое изображение каждого из них, а также объяснить, как образуется переменная электродвижущая сила в источнике. Для этого обратимся к электротехнике, точнее ее теоретическим основам.

Графические изображения

Благодаря применению графического метода, можно получить наглядное представление динамических изменений различных величин. Ниже приведен график изменения напряжения с течением времени для гальванического элемента 3336Л (4,5 В).

Горизонтальная ось отображает время, вертикальная – напряжение

Как видим, график представляет собой прямую линию, то есть напряжение источника остается неизменным.

Теперь приведем график динамики изменения напряжения в течение одного цикла (полного оборота рамки) работы генератора,.


Горизонтальная ось отображает угол поворота в градусах, вертикальная — величину ЭДС (напряжение)

Для наглядности покажем начальное положение рамки в генераторе, соответствующее начальной точке отчета на графике (0°)

Начальное положение рамки

Обозначения:

  • 1 – полюса магнита S и N;
  • 2 – рамка;
  • 3 – направление вращения рамки;
  • 4 – магнитное поле.

Теперь посмотрим, как будет изменяться ЭДС в процессе одного цикла вращения рамки. В начальном положении ЭДС будет нулевым. В процессе вращения эта величина начнет плавно возрастать, достигнув максимума в момент, когда рамка будет под углом 90°. Дальнейшее вращение рамки приведет к снижению ЭДС, достигнув минимума в момент поворота на 180°.

Продолжая процесс, можно увидеть, как электродвижущая сила меняет направление. Характер изменений поменявшей направление ЭДС будет таким же. То есть она начнет плавно возрастать, достигнув пика в точке, соответствующей повороту на 270°, после чего будет снижаться, пока рамка не завершит полный цикл вращения (360°).

Если график продолжить на несколько циклов вращения, мы увидим характерную для переменного электротока синусоиду. Ее период будет соответствовать одному обороту рамки, а амплитуда – максимальной величине ЭДС (прямой и обратной).

Теперь перейдем к еще одной важной характеристике переменного электротока – частоте. Для ее обозначения принята латинская буква «f», а единица ее измерения – герц (Гц). Этот параметр отображает количество полных циклов (периодов) изменения ЭДС в течение одной секунды.

Определяется частота по формуле: . Параметр «Т» отображает время одного полного цикла (периода), измеряется в секундах. Соответственно, зная частоту, несложно определить время периода. Например, в быту используется электроток с частотой 50 Гц, следовательно, время его периода будет две сотых секунды (1/50=0,02).

Война токов

Активное использование постоянного тока началось в конце 19 века. Тогда Эдисон довел до ума лампочку (1890) и основал первые в Нью-Йорке электростанции, которые производили постоянный ток напряжением 110 Вольт.

Использование постоянного тока было связано с существенными потерями при его передаче на большие расстояния. Переменный ток нельзя было использовать из-за того, что не было соответствующих счетчиков и моторов, работавших на переменном токе. Так же был затруднен процесс преобразования постоянного тока в переменный. При этом переменный ток можно было без потерь передавать на большие расстояния.

В то время в Америку из Сербии приехал Никола Тесла, который устроился на работу в компанию к Эдисону. Тесла изобрел электродвигатель переменного тока, понял все выгоды и предложил Эдисону его использование.

Тесла и Эдисон

Эдисон не послушал Теслу и к тому же не выплатил ему зарплату. Так и началось знаменитое противостояние изобретателей – война токов.

Она длилась более ста лет и закончилась в 2007 году. Тогда Нью-Йорк полностью перешел на электроснабжение переменным током.

Источники

  • https://kurs-ufa.ru/raznoe/otlichie-postoyannogo-toka-ot-peremennogo-toka.html
  • https://chipstock.ru/remont/otlichie-postoyannogo-toka-ot-peremennogo.html
  • https://iddc.ru/raznoe/chem-otlichaetsja-peremennyj-tok-ot-postojannogo-objasnenie-prostymi-slovami.html
  • https://oxotnadzor.ru/otlichiye-postoyannogo-toka-ot-peremennogo-dostupnym-yazykom/
  • https://security59.ru/a237751-chem-raznitsa-mezhdu.html
  • https://electricavdome.ru/peremennyj-tok-i-postoyannyj-tok-otlichie.html
  • https://elektro-m-spb.ru/raznoe/postoyannyj-i-peremennyj-tok-raznitsa.html
  • https://phonepress.ru/v-chem-otlichiye-peremennogo-toka-ot-postoyannogo-kratko/
  • https://elektro-m-spb.ru/raznoe/chem-otlichaetsya-peremennyj-tok-ot-postoyannogo.html

Подробно и просто о том, что такое вольты, амперы

Вольты, амперы… что-то из школьного курса физики, перекочевавшее во взрослую жизнь. Определение давно стерлось из памяти, а вот буковки V и А не дают о себе забыть. Так что же такое вольты и амперы? Давайте поговорим об этом простым языком.

 

Начнем с вольтов (V)

Что такое вольты? Это понятие нам знакомо. Мы помним, что в розетке 220V. 

Вольты — это электрическое напряжение. Это не мера тока или что-то подобное, а скорее напор, с которым ток «продавливается» через кабель. В розетке ток переменный — 210/220/230V. Автомобильный аккумулятор выдает всего 12V, а вот батарейка AA и того меньше — 1,5 или 1,2V. Повторю еще раз, что вольт — это напряжение. Это ни о чем большем нам не говорит, ни о производительности, ни о длительности.

И тут в игру вступают амперы (A). 

Что такое амперы?

Амперы — это сила тока или количество тока. Если грубо представить, то можно объяснить это так: вольты «проталкивают» амперы через кабель. Много об амперах нам знать и не нужно, только лишь то, что называется миллиампер час (mAh). Это значение указано на всех аккумуляторах (телефонов, планшетов, mp3 плееров, powerbank’oв и тд). 

Что это означает?

Миллиампер/час показывает ёмкость или объем батареи. Другими словами, представьте литровую банку с водой и десятилитровое ведро. Напиться мы сможем из одного и другого, но воды в ведре нам хватит на дольше. Чем больше количество mAh, тем дольше он будет работать при одинаковом напряжении.

Поэтому, если вы планируете долго оставаться вдали от розетки, то вам необходим powerbank с бОльшим количеством mAh, например, один из этих.

А если вопрос только в том, чтобы пару раз подзарядиться в течении дня, то лучше купить power bank менее ёмкий, при это еще и сэкономить. Плюс этого еще и в том, что батарея меньшего объема заряжается быстрее. Хороший вариант — один из этих powerbank от 2500 до 10000mAh.

 

Как понять сколько вольт и ампер поступает в ваш гаджет при зарядке? На нашем сайте вы найдете очень простое в использовании утройство — USB тестер. С его помощью вы сможете получить исчерпывающую информацию о заряжаемой батарее. А еще сможете проверить насколько соответствует заявляемое продавцом количество mAh реальному их количеству.

Не забывайте заряжать свои гаджеты и держите online мир открытым!

Получать похожие полезные статьи!

Разница между напряжением и силой тока? Лисбург Вирджиния Электрики

Разница между силой тока и напряжением?

Когда вы разрабатываете план электропроводки, вам необходимо учитывать напряжения, силы тока, мощности и многое другое. Что означают все эти термины? Это просто разные слова для одного и того же?

В этом посте мы рассмотрим две системы измерения, с которыми вам следует познакомиться. Напряжение и сила тока являются мерами электричества, но они измеряют разные вещи.

Что такое напряжение?

Напряжение относится к величине давления, создаваемого вашим электрическим током. Электрики используют символ V или термин вольт для описания разницы потенциалов между двумя точками проводника. Если постоянный ток равен 1 ампер, энергия, которую он выделяет, равна одному ватту.

Проще говоря, напряжение похоже на давление воды . Это мера того, как быстро ток проходит через провод или проводник.

Почему это важно знать? Многие люди с осторожностью относятся к приборам высокой мощности, и всегда разумно быть осторожным с электричеством.Однако на самом деле именно напряжение может повредить вам во время электроаварии. Электричество, движущееся под высоким давлением и высоким напряжением, более опасно, чем электричество, движущееся медленно или при низком давлении.

Что такое сила тока?

Сила тока относится к количеству тока, проходящего через ток. Электрики используют термин «ампер» для измерения объема, а не скорости мощности в проводнике. Каждый прибор или светильник рассчитан на определенное количество ампер.Чтобы привести конкретные примеры, предположим, что средний верхний комнатный светильник потребляет 4 ампера, вентилятор печи — 9 ампер, а комнатный кондиционер — 13 ампер.

Как они работают вместе?

Ампер обеспечивают необходимое количество тока для каждого светильника, электроприбора, электронного устройства и телевизора в вашем доме. Напряжение, проходящее через ваши провода, выталкивает эти усилители в нужное время для каждого из этих устройств, приспособлений или приборов. Вольт пропускают усилители по цепям и доставляют усилители туда, где они необходимы.

Вы получите ватты, если умножите напряжение на силу тока. Он измеряет количество энергии, которое конкретное устройство будет потреблять от тока. Электрики используют другой термин, называемый вольт-амперами, для оценки мощности, которую потребляет конкретный элемент.

Как это связано с электробезопасностью?

При измерении уровня электричества важно знать силу тока в розетке или проводнике. Сила тока определяет, сколько электричества будет поглощать ваше тело.

Символ мА относится к миллиамперу или одной тысячной ампера.Типичная бытовая цепь имеет ток от 15 до 20 ампер или от 15 000 до 20 000 мА.

К чему могут привести разные уровни усиления? Вот несколько примеров.

  • Один мА : Вы почувствуете легкое покалывание.
  • 5 мА : Вы почувствуете более резкое покалывание. Вы можете чувствовать боль, но вы сможете отпустить провод.
  • 6–30 мА : На этом уровне разряд будет болезненным. Вы также можете испытывать так называемые «замораживающие токи», что означает, что вы не можете отпустить провода.Диапазон от 6 до 16 мА иногда называют диапазоном «отпускания».
  • 50–150 мА : Вы почувствуете сильную боль и мышечные сокращения. Ледяные токи не дадут вам уронить провода.
  • От 200 до 2000 мА : На этом уровне вы столкнетесь с остановкой сердца, тяжелыми ожогами и вероятной смертью.
  • 2000 и выше : На этом уровне смерть почти неизбежна.

Будьте в курсе событий с помощью SESCOS

В SESCOS мы стремимся держать вас в курсе последних инноваций в области электротехники .Мы также стремимся обеспечить вашу безопасность. Если у вас есть вопросы о вашей электрической системе, свяжитесь с нами сегодня.

Разница между напряжением и током

В теории электрических цепей есть две ключевые величины цепи. Ток и напряжение. Эти величины цепи очень важны для изучения в электрических цепях.

Ниже приведены различия между напряжением и током:

Определения

Электричество — это поток электронов в проводнике от одного атома к другому атому в том же общем направлении.Этот поток электронов называется током. Ток, который постоянно течет в одном и том же направлении, называется постоянным током (DC). Ток, который периодически меняет направление, называется переменным током (AC).

Сила, заставляющая ток течь по проводнику, называется разностью потенциалов, электродвижущей силой (ЭДС) или напряжением. Напряжение может генерироваться различными способами. Батарея использует электрохимический процесс. Генератор переменного тока автомобиля и генератор электростанции используют процесс магнитной индукции.Все источники напряжения имеют общую характеристику избытка электронов на одном выводе и недостатка на другом выводе. Это приводит к разнице потенциалов между двумя клеммами.

Для источника постоянного напряжения полярность клемм не меняется, поэтому результирующий ток постоянно течет в одном направлении. Клеммы источника переменного напряжения периодически меняют полярность, вызывая изменение направления тока при каждом переключении полярности.

Причины

Ток вызван движением электронов.Напряжение возникает из-за разности потенциалов между двумя точками.

Единицы

Сила тока измеряется в амперах, что часто сокращается до «ампер». Буква «I» — это обозначение ампер. 1 ампер — это 6,241×10¹⁸ электронов в секунду.

Единицей измерения напряжения является «вольт», который также обозначается буквой «В».

Формулы

При увеличении напряжения ток увеличивается. Напряжение и ток пропорциональны, а сопротивление остается постоянным.

В = I х R

Если напряжение постоянно, ток уменьшается по мере увеличения сопротивления.

И = В / Р

Отношения

Текущий эффект. Ток не может течь без напряжения. Ток является мерой скорости потока электрического заряда через цепь. Большое течение означает более высокую скорость потока. Ток можно изменить, увеличивая или уменьшая напряжение цепи.

Ученые

Единица измерения «вольт» названа в честь итальянского физика Алессандро Вольта, который изобрел то, что считается первой химической батареей.Символ I был использован Андре-Мари Ампером, в честь которого названа единица электрического тока, при формулировании закона силы Ампера.

Единицы СИ

Единицей измерения напряжения в системе СИ является «вольт», а единицей измерения силы тока в системе СИ является «ампер».

Символы

Ток обозначается символом «I». Напряжение обозначается буквой «Е» или буквой «В».

Измерительные инструменты

Ток можно измерить с помощью амперметра, а напряжение можно измерить с помощью вольтметра.Амперметр должен быть включен последовательно с цепью для измерения тока. Вольтметр должен быть подключен параллельно компоненту цепи для измерения напряжения. При использовании вольтметра для измерения разности потенциалов один электрический провод вольтметра должен быть присоединен к первой точке, другой — ко второй точке.

Последовательное соединение   

Уравнение для полного сопротивления в последовательной цепи позволяет упростить цепь. Используя закон Ома, можно рассчитать силу тока.Ток одинаков везде, где он измеряется в последовательной цепи. Напряжение распределяется по компонентам, соединенным последовательно.

Параллельное соединение

Когда резисторы подключены параллельно к источнику напряжения, напряжение на каждом резисторе одинаково. Ток распределяется по компонентам, соединенным параллельно.

Поле создано  

Электрический ток всегда создает магнитное поле. Чем сильнее ток, тем интенсивнее магнитное поле.Напряжение создает электростатическое поле. По мере увеличения напряжения между двумя точками электростатическое поле становится более интенсивным.

Если вы хотите узнать больше об электротехнике, вы можете проверить и купить эту замечательную книгу:

Продолжить чтение

Объяснение разницы между усилителем напряжения и усилителем тока

Основное различие между усилителем напряжения и усилителем тока заключается в том, что усилитель напряжения усиливает напряжение, тогда как усилитель тока усиливает ток.Другими словами, мы можем сказать, что усилитель напряжения обеспечивает более высокий коэффициент усиления по напряжению, тогда как усилитель тока обеспечивает более высокий коэффициент усиления по току.

Давайте узнаем больше о различиях между усилителем тока и усилителем напряжения в подробном объяснении.

Вы сможете лучше понять разницу, если у вас есть четкое представление об усилении усилителя. Усиление — это в основном соотношение выхода и входа. Таким образом, коэффициент усиления по напряжению представляет собой отношение выходного напряжения к входному напряжению. Точно так же коэффициент усиления по току представляет собой отношение выходного тока к входному току.

Таким образом, в усилителе тока высокий коэффициент усиления по току означает, что небольшое изменение входного тока вызовет большое изменение выходного тока. Кроме того, в выходной цепи будет протекать большой ток, когда во входной цепи будет протекать небольшой ток.

Аналогично, в усилителе напряжения высокий коэффициент усиления по напряжению означает, что небольшое изменение входного напряжения вызовет большое изменение выходного напряжения. Кроме того, на выходе будет создаваться большое напряжение, когда на вход подается небольшое напряжение.Усилители напряжения в основном состоят из полупроводниковых устройств с управлением напряжением, таких как полевые транзисторы или полевые транзисторы, тогда как усилители тока в основном состоят из полупроводниковых устройств с управлением по току, таких как биполярные переходные транзисторы или биполярные транзисторы.

Читайте также:  

Другие ключевые отличия:

1. Усилители напряжения имеют очень высокий импеданс, поэтому они пропускают малый ток. Как правило, усилители напряжения обеспечивают высокий коэффициент усиления по напряжению и единичный коэффициент усиления по току.С другой стороны, усилители тока имеют низкий импеданс, поэтому они пропускают большой ток. Таким образом, усилители тока обеспечивают высокий коэффициент усиления по току и единичный коэффициент усиления по напряжению.

См. также:  

2. Усилители напряжения имеют низкие потери мощности из-за их высокого импеданса и малого тока, с другой стороны, усилители тока имеют большие потери мощности из-за большого тока.

3. Усилители напряжения лучше всего подходят для усиления аудиосигнала и управления громкоговорителями, тогда как усилители тока лучше всего подходят для обработки сигналов, предварительного усиления, увеличения мощности преобразователя и т. д.

4. Как правило, выходное и входное напряжение усилителя тока почти равны, но входной и выходной ток различаются. С другой стороны, входной и выходной ток усилителя напряжения почти равны, но входное и выходное напряжение различаются.

5. Из-за высокого импеданса в усилителях напряжения возникает емкостной эффект или эффект Миллера, а в усилителях тока емкостного эффекта больше не наблюдается.

6. Усилители тока очень чувствительны к изменениям входного тока, тогда как усилители напряжения очень чувствительны к изменениям напряжения.

7. Ток утечки в основном возникает в цепях усилителя напряжения из-за емкостного эффекта, но в усилителе тока ток утечки возникает в очень меньшей степени, чем нормальный ток.

8. Когда усилители напряжения используются с очень высокочастотными сигналами, возникают шумы или нежелательные сигналы, но в случае усилителя тока это происходит в очень меньшей степени.

Читайте также:  

Благодарим за посещение сайта. продолжайте посещать для получения дополнительных обновлений.

A. Исследование разности фаз между напряжением и током в последовательной RC- и LR-цепи B. Исследование резонансной частоты в параллельной LC-цепи — A-Level Science

Выдержки из этого документа…

Название:        A. Исследование разности фаз между напряжением и током в последовательной RC- и LR-цепи                

B. Исследование резонансной частоты в параллельной LC-цепи

Часть A:

Цель:

1. Отобразить волну и токи в последовательных цепях RC и LR с помощью CRO.

2. Для определения разности фаз между напряжением и током в цепях.

Устройство:

1

CRO (двойной трассировки)

1

Низковольтный блок питания

1

1100-Поворот индуктивности COIL

1

Коробка подстанции сопротивления

40216

9000 9000

двойной C-катушку с клипсом

1

9021

Соединительные провода.c. источник питания и установка его на 2 В и 50 Гц, трассы, показанные на CRO, были просмотрены и зарисованы.

Емкость = 1 мкФ, Сопротивление = 2,2 кОм:

Это ясно показало наличие разности фаз между напряжением и током. Ток опережает напряжение примерно на π/4 рад — π/2 рад.

                Затем шаги были повторены с другим резистором другого сопротивления (R).

Емкость = 1 мкФ, сопротивление = 100 Ом:

→ Разность фаз между напряжением и током составляла около π/2 рад.

Емкость = 1 мкФ, сопротивление = 100 кОм:

→ Разность фаз между напряжением и током составляла около 0 рад. (в фазе)

  1. Цепь RL
…читать дальше. разность фаз между напряжением и током составляла около π/2 рад.

Напряжение опережает ток на π/2 рад.

1100-витковая катушка с сопротивлением 100 кОм:

→ Разность фаз между напряжением и током составляла около 0 рад. (в фазе)

Обсуждение:

  1. Канал 1 CRO должен подключаться как к конденсатору, так и к резистору, но не только к конденсатору.Потому что, если канал 1 CRO подключен только через конденсатор, он просто показывает кривую VC, но не приложенное напряжение, и кривая не изменится при изменении сопротивления резистора.
  1. Канал 2 CRO может передавать ток через конденсатор, поскольку ток через резистор находится в фазе с напряжением. Измерив напряжение на резисторе, можно определить ток через конденсатор.

  1. Разность фаз между напряжением и током как для RC, так и для LR цепей на шагах 5 и 11 не была равна 90°.Это произошло потому, что приложенное напряжение V было суммой VR и VC, и всегда существует разность фаз δ между приложенным напряжением V и током I. Но поскольку тангенс δ= VC/VR,
…читать дальше.

Аналогичным образом, обратитесь к уравнению (1), когда емкость остается постоянной, что означает, что чем меньше индуктивность, тем выше резонансная частота. Из экспериментальных результатов на шаге 10, поскольку индуктивность будет уменьшаться при удалении сердечника, было обнаружено, что данные соответствуют уравнению и показали ожидаемые результаты.

Источники ошибок и улучшений:

  1. Приборы недостаточно точны и точны. Например, конденсаторы могут иметь не такую ​​емкость, как показано. Таким образом, это сделало тренд не точным. Таким образом, емкость конденсаторов должна быть проверена в первую очередь, если она доступна. Кроме того, если бы можно было построить графики для наблюдения за отношениями, уравнение можно было бы доказать более ясным.
  1. Поскольку блок замены емкости и катушка индуктивности не были чистыми и могли иметь некоторое сопротивление, часть напряжения могла рассеиваться ими.И это заставило напряжения меняться в разное время. Поэтому следует использовать более чистые конденсаторы и катушки индуктивности.

Заключение:

Резонансная частота была найдена по результатам с различной емкостью и индуктивностью и установлено, что индуктивность и емкость являются факторами, влияющими на частоту колебаний в параллельном LC-контуре.

S.7 Physics TAS Experiment             Chan Man Lok 7C (16)              P.

…подробнее.

Эта письменная работа студента является одной из многих, которые можно найти в разделе «Электрофизика и теплофизика» уровня AS и A.

В чем разница между трансформатором тока и трансформатором напряжения?

Счетчики взаимной индуктивности и высоковольтные счетчики трехфазных счетчиков по возможности подключаются к трансформаторам тока или трансформаторам напряжения. В этой главе подробно объясняется, что такое трансформаторы напряжения и трансформаторы тока, а также различия между ними.

Трансформатор

  1. Трансформатор напряжения

Между трансформаторами напряжения и трансформаторами есть сходство.Характеристики трансформатора напряжения: (1) объем не очень большой, как у трансформатора небольшого объема; (2) Нагрузка вторичной стороны относительно стабильна, а характеристическое сопротивление электромагнитной катушки напряжения подключенного точного прибора обнаружения и реле очень велико. Большой, поэтому, когда он работает нормально, трансформатор напряжения близок к нулевой нагрузке. Отношение номинального напряжения и тока первичной и вторичной электромагнитных катушек трансформатора напряжения называется отношением номинального напряжения и тока трансформатора напряжения.То есть: kn=U1n/U2n, в котором номинальное напряжение и ток первичной электромагнитной катушки U1n являются номинальным напряжением и током электрической сети, и они стандартизированы (например, 10, 35, 110, 220, 330, 500 кВ и т. д.), а вторичное напряжение U2n будет равно 100 (или 57,7) вольт, поэтому kn также будет стандартизировано.

  1. Трансформатор тока

Трансформатор тока представляет собой разновидность механического оборудования для преобразования электрического тока. Он преобразует большие токи высокого и низкого напряжения в малые токи с меньшими требованиями к рабочему напряжению и подает их на щитки приборов и устройства релейной защиты, машины и оборудование, а также отделяет их от цепи питания высокого напряжения.Вторичный ток трансформатора тока составляет 5 А или 1 А, что сделает применение точных приборов обнаружения и устройств релейной защиты более безопасным и удобным, а также может сделать его стандартизированным в производстве и производстве.

Вторичная цепь трансформатора тока не может указывать направление. В процессе работы трансформатора тока его вторичная цепь замкнута от начала до конца. Однако характеристический импеданс сопротивления обмотки между точным прибором обнаружения и защитным механическим устройством очень мал.Рабочее состояние близко к короткому замыканию. Большая часть намагничивающей силы, образованной первичным током, заполняется вторичным током. Суммарная плотность магнитного потока не очень велика, и разность потенциалов вторичной обмотки не очень велика. Когда трансформатор тока указывает направление на размыкание цепи, волновое сопротивление вторичной цепи очень велико, ток равен нулю, а первичный ток полностью становится током регулятора возбуждения, вызывая большую разность потенциалов в цепи. вторичная обмотка, опасная для жизни Безопасность, приводящая к разрушению панели приборов, защиты механического оборудования и рукава вторичной изоляции трансформатора.Вторичная цепь трансформатора тока должна быть максимально заземлена, чтобы предотвратить проникновение в первичную изоляцию втулки и натяжку вторичной обмотки высокого напряжения, угрожающего безопасности жизни и повреждения механического оборудования.

Различие между трансформатором тока и трансформатором напряжения

  1. Различие в конструкции:

Первичная обмотка трансформатора тока намотана каркасом из толстой проволоки, обычно всего в один или несколько витков, и соединена с нагрузка измеряемого тока; трансформатор напряжения представляет собой понижающий трансформатор, который имеет большое количество витков одновременно.Он подключается к тестируемой сети высокого напряжения; катушка вторичной обмотки имеет небольшое число витков и соединена с электромагнитной катушкой магнита напряжения амперметра или измерителя коэффициента мощности.

  1. Другой принцип работы:

Когда оба устройства работают в обычном режиме, их условия работы сильно различаются. Основные проявления:

1) Трансформатор тока можно замкнуть накоротко во второй раз, но направление открыть нельзя; трансформатор напряжения можно разомкнуть во второй раз, но нельзя замкнуть накоротко.

2) Для нагрузки на вторичной стороне первичный внутренний импеданс трансформатора напряжения относительно мал, и им можно даже пренебречь. Трансформатор напряжения можно рассматривать как источник напряжения; в то время как первичное внутреннее сопротивление трансформатора тока очень велико, что можно рассматривать как внутреннее сопротивление. Источник тока с большим сопротивлением.

3) При нормальной работе трансформатора напряжения плотность магнитного потока близка к значению состояния насыщения.При возникновении неисправности плотность магнитного потока уменьшается; плотность магнитного потока трансформатора тока очень низка во всех нормальных условиях, и общие проблемы короткого замыкания могут быть из-за короткого замыкания на первичной стороне, величина тока становится все больше и больше, и плотность магнитного потока также сильно возрастет, иногда даже намного превышая значение состояния насыщения.

  1. Различие в функциях:

Эффективность трансформаторов тока Чтобы лучше обеспечить экономическую ситуацию системы оптимизации проекта энергоустановки, максимально проводить контроль и точное измерение рабочего состояния электрическое оборудование.Однако машины и оборудование для измерения и обслуживания общей точности не могут быть немедленно подключены к первичному высоковольтному промышленному оборудованию. Необходимо максимально преобразовать большой текущий объем основного системного программного обеспечения в небольшой текущий объем, чтобы обеспечить точные инструменты обнаружения и приложения для технического обслуживания механического оборудования.

Основной функцией трансформатора напряжения является преобразование высокого напряжения в 100 В или более низкие стандартные требования в соответствии с пропорциональным соотношением, а также обеспечение технического обслуживания, проверки измерений и применения механического оборудования приборной панели во вторичном напряжении.

Разница между ними в том, что один измеряет ток, а другой измеряет напряжение. Трансформаторы тока соединены друг с другом в силовой цепи. Первичная обмотка имеет меньше витков, чем вторичная, и вторичная не может указывать направление; трансформаторы напряжения соединены друг с другом в цепи питания, причем первичная обмотка лучше вторичной. Катушка обмотки имеет большое количество витков, поэтому короткого замыкания во второй раз быть не может.

Принципиальная разница между CT (трансформатор тока) и PT (трансформатор напряжения)

CT (трансформатор тока)

Основное различие между трансформатором тока и трансформатором напряжения заключается в следующем: при всех нормальных условиях эксплуатации потери на первичная и вторичная обмотки не очень велики, что эквивалентно трансформатору в состоянии короткого замыкания. Поэтому в индукторе магнитный поток Ф тоже очень мал. В это время магнитный потенциал F (F=IW) первичной и вторичной обмоток имеет одинаковые характеристики, но направления противоположны.То есть отношение величины тока между первичной и вторичной обмоткой трансформатора тока не пропорционально количеству витков первичной и вторичной обмотки.

ПТ (трансформатор напряжения)

Первичная обмотка (обмотка высокого напряжения) и вторичная обмотка (обмотка низкого напряжения) намотаны на одном индукторе. Магнитный поток в индукторе Ф, представляющий собой промышленное устройство, используемое для преобразования напряжения на трассе. Он в основном используется для подачи питания на точные приборы обнаружения и устройства релейной защиты, оборудование и оборудование, используется для точного измерения рабочего напряжения, выходной мощности и электромагнитной энергии маршрута или используется для обслуживания маршрута, когда есть трудности ошибки на маршруте.Поэтому объем трансформатора напряжения невелик, очень мал, обычно всего несколько вольт-ампер или десятков вольт-ампер, а максимально не превышает 1000.

В чем разница между напряжением и током?

Напряжение и ток — это две разные меры, используемые в электричестве. Они оба присутствуют в каждой электрической цепи от фонарика до холодильника. Но вопрос в чем разница? Чтобы проиллюстрировать разницу между напряжением и током, мы рассмотрим старое сравнение электричества с водой.

Current Flow

Current немного проще проиллюстрировать. Мы можем сравнить это с водой в садовом шланге. Представьте, что у вас есть простое водяное колесо. Чтобы заставить это водяное колесо вращаться, вам нужно полить его водой. Допустим, у нас есть два водяных шланга разного размера. Один 3/4″, другой 1″. Теперь давайте нальем воду на водяное колесо с помощью меньшего шланга и посмотрим, что произойдет. Водяное колесо вращается. Теперь большой шланг. Что происходит? Водяное колесо вращается быстрее.

Это происходит из-за того, что в больший водяной шланг поступает больше воды.Больше воды = быстрее водяное колесо. Довольно просто. Мы должны убедиться, что когда мы думаем о течении так же, как о воде в шланге, мы всегда думаем о шланге как о полном. Таким образом, когда вы включаете шланг, вы сразу же получаете поток воды.

В первые дни электричества было широко распространено мнение, что электричество было жидкостью. Эта жидкость состояла из мельчайших частиц, которые попадали в различные материалы.

Напряжение, движущая сила

Опять сравним напряжение с водопроводной системой.Во-первых, помните, что напряжение — это движущая или электродвижущая сила, являющаяся частью электрических цепей. Как это перевести на воду? Думайте о напряжении как о давлении в системе водоснабжения.


С двумя шлангами из приведенного выше примера, как мы можем заставить меньший шланг двигать водяное колесо быстрее? Разумеется, при большем давлении. Таким образом, при большем давлении меньший шланг может заставить водяное колесо вращаться быстрее. Как это связано с напряжением?

Пример

Посмотрите на линии распределения над головой в следующий раз, когда будете в пути.По проводам этих линий проходят тысячи вольт.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.