Что такое электрический ток. Какие бывают виды тока. Чем отличается постоянный ток от переменного. Какие существуют разновидности импульсного тока. Как измеряется сила тока.
Что такое электрический ток и как он возникает
Электрический ток представляет собой направленное движение заряженных частиц. Чаще всего это электроны, перемещающиеся по проводнику. Ток возникает под действием электрического поля, создаваемого источником напряжения.
Основные характеристики электрического тока:
- Сила тока — количество заряда, проходящего через поперечное сечение проводника за единицу времени. Измеряется в амперах (А).
- Плотность тока — сила тока, приходящаяся на единицу площади поперечного сечения проводника. Измеряется в А/м².
- Направление тока — условно принято направление движения положительных зарядов от «+» к «-«.
Основные виды электрического тока
В зависимости от характера изменения во времени выделяют следующие основные виды электрического тока:
Постоянный ток
Постоянный ток не меняет своего направления и силы с течением времени. Его основные свойства:
- Неизменное направление движения зарядов
- Постоянная сила тока
- Источники: гальванические элементы, аккумуляторы
- Применяется в электронных устройствах, электротранспорте
Переменный ток
Переменный ток периодически меняет направление и величину. Его особенности:
- Периодическое изменение направления тока
- Синусоидальная форма кривой тока
- Частота 50-60 Гц в бытовых электросетях
- Источники: электрогенераторы переменного тока
- Широко используется для передачи электроэнергии
Импульсный ток
Импульсный ток представляет собой кратковременные импульсы, разделенные паузами. Основные разновидности:
- Прямоугольные импульсы
- Треугольные импульсы
- Пилообразные импульсы
Импульсный ток применяется в электронике, электротехнике, медицине.
Сравнение постоянного и переменного тока
Основные различия между постоянным и переменным током:
| Параметр | Постоянный ток | Переменный ток |
|---|---|---|
| Направление | Неизменное | Периодически меняется |
| Величина | Постоянная | Синусоидально меняется |
| Частота | 0 Гц | 50-60 Гц (промышленная) |
| Передача энергии | На небольшие расстояния | На большие расстояния |
Измерение силы тока
Для измерения силы тока используются специальные приборы — амперметры. Они включаются в цепь последовательно с нагрузкой. Основные методы измерения тока:
- Прямое измерение с помощью амперметра
- Косвенное измерение по падению напряжения на известном сопротивлении
- Измерение с помощью токовых клещей (бесконтактный метод)
При измерении необходимо учитывать диапазон прибора и соблюдать правила техники безопасности.
Применение различных видов тока
Разные виды электрического тока находят широкое применение:
Постоянный ток
- Электронные устройства (смартфоны, ноутбуки)
- Электротранспорт (электромобили, электропоезда)
- Гальванические процессы
- Системы аварийного питания
Переменный ток
- Бытовая электросеть
- Промышленное оборудование
- Линии электропередачи
- Электродвигатели переменного тока
Импульсный ток
- Импульсные источники питания
- Радиотехника и электроника
- Медицинское оборудование
- Системы управления
Трансформация видов тока
Для преобразования одного вида тока в другой используются различные устройства:
- Выпрямители — преобразуют переменный ток в постоянный
- Инверторы — преобразуют постоянный ток в переменный
- Преобразователи частоты — изменяют частоту переменного тока
- Трансформаторы — изменяют напряжение переменного тока
Это позволяет адаптировать параметры электроэнергии под конкретные нужды потребителей.
Влияние различных видов тока на организм человека
Воздействие электрического тока на человека зависит от его вида и параметров:
- Постоянный ток менее опасен, чем переменный той же величины
- Переменный ток частотой 50-60 Гц наиболее опасен
- Импульсный ток может вызывать сильное раздражающее действие
Основные факторы, определяющие тяжесть поражения:
- Сила тока
- Путь протекания через тело
- Длительность воздействия
- Частота переменного тока
Для защиты от поражения электрическим током используются различные средства электробезопасности.
Заключение
Электрический ток является основой современной энергетики и техники. Понимание свойств различных видов тока позволяет эффективно и безопасно использовать электроэнергию в промышленности и быту. Развитие технологий ведет к появлению новых форм электрического тока и способов его применения.
1. Электрический ток. Его виды.
Электрическим током называется направленное движение заряженных частиц. За направление тока принимается движение положительных зарядов.
1. Сила тока — это скалярная физическая величина, равная отношению заряда, протекающего через поперечное сечение проводника, ко времени его протекания.
I = q/t
[ I ] = 1A
2. Плотность тока – величина, равная отношению силы тока к площади поперечного сечения проводника.
j = I/S
[ j ] = 1 A/м²Постоянным называется ток, сила и направление которого с течением времени не изменяется.
I
t
Переменным
называется ток, величина и направление
которого изменяется с течением времени
(например, это может быть периодический
ток — здесь заряд , сила тока и напряжение
изменяются по периодическим законам .
Различают ток проводимости– он обусловлен перемещением электронов металла относительно ионов решетки. При перемене полюсов заряды создают колебательное движение.
Различают также ток смещения– он обусловлен смещением электрических зарядов на границе проводник- диэлектрик.
По форме кривой зависимости Iотtразличают:
I
t
t
t
t
t
Для практических целей чаще применяется синусоидальный ток.
Переменный ток характеризуется действующими (эффективными) значениями силы тока и напряжения.
Iдейств. = Imax / 2
Uдейств. =Umax / 2
Действующее значение силы переменного тока равно значению силы постоянного тока, эквивалентного данному переменному по своему тепловому действию.
Первичное
действие переменного тока заключается
в смещении ионов в растворах электролитов
и их перераспределении, а также в
изменении поляризации диэлектрика.
Т.к. подвижность ионов различна, то
происходит изменение их концентрации
по обе стороны клеточной мембраны. Это
вызывает изменение функционального
состояния клетки.
Наиболее сильное раздражающее действие оказывает импульсный ток.
Виды импульсных токов:
1.прямоугольный
2.треугольный
3.пилообразный.
I
t
t
t
Где t– длительность импульса,
to– длительность паузы,
х- амплитуда (максимальное значение тока).
Раздражающее действие зависит от длительности импульса, его формы, частоты, амплитуды. Оно проявляется для возбудимых тканей – нервной, мышечной, железистой.
В зависимости от условийток оказывает лечебное или поражающее действие. К лечебным действиям относятся:
Вопрос № 2.
Особенности
импеданса живых тканей.
Импеданс – суммарное сопротивление цепи переменному току.
R C L
R – активное сопротивление
Xc реактивное
X сопротивление
Xc- емкостное сопротивление
Xc=1/wc=1/2πνс
X — индуктивное сопротивление
X =wL=2πνL
Z=R²+(Xc-X) ² — импеданс (суммарное сопротивление).
При пропускании переменного тока живую ткань можно рассматривать, как электрическую цепь, состоящую из определенных элементов. Экспериментально установлено, что эта цепь обладает активным и емкостным сопротивлениями. Аналогов индуктивности в живых тканях не обнаружено.
Т.о. живая ткань, как цепь переменного тока , является неполной цепью.
R C
Z=R²+Xc²
С
увеличением частоты тока емкостное
сопротивление, а, следовательно, и
импеданс, снижаются.
Воздействие электрического тока на человека
Перейти к списку
Все статьи /
tesli тесли электрический ток воздействие электрического тока защита от поражения эксперт
Когда человек вступает в контакт с источником напряжения, происходит поражение электрическим током. Касаясь проводника, находящегося под напряжением, человек становится частью электросети, по которому протекает электрический ток.
Как известно, человеческий организм состоит из множества жидкостей и минералов, что является хорошим проводником электричества. Это говорит о том, что действие электрического тока на организм человека оказывает летальный исход.
Существует много факторов, влияющих на результат действия электрического тока на организм человека:
- пути протекания — самую большую опасность представляет ток, протекающий через головной и спинной мозг;
- продолжительность воздействия — чем больше время действия тока на человека, тем тяжелее последствия;
- от величины и рода протекания — переменный ток является наиболее опасным, чем постоянный;
- от физического и психологического состояния человека — человек обладает неким сопротивлением, это сопротивление варьируется в зависимости от состояния человека.
Минимум, который способен прочувствовать человек составляет 1 мА. Если действие электрического тока более 25 мА, то это приводит параличу мышц органов дыхания.
Электрический ток проходя через организм человека может оказывать на него 3 вида воздействий:
- термическое — подразумевает появление ожогов, а так же перегревание кровеносных сосудов;
- электролическое — проявляется в расщеплении крови, вызывает существенные изменения физико-химического состава;
- биологическое — нарушение нормальной работы мышечной системы, вызывает судорожные сокращения мышц.
Существует множество повреждений, которые возникают в результате действия электрического тока: металлизация кожи, электрические знаки, электроофтальмия, механические повреждения. Наиболее опасным являются электрические удары. Электрический удар сопровождается возбуждением живых тканей организма током, который через него проходит.
В зависимости от того, какие последствия возникают после электрического удара, их разделяют на 4 степени воздействия:
I — судорожные сокращения мышц, человек в сознании;
II — судорожные сокращения мышц, человек без сознания, дыхание и работа сердца присутствуют;
III – отсутствие дыхания с нарушением работы сердца;
IV – клиническая смерть, отсутствие дыхания, остановка сердца.
Соблюдайте правила безопасности и берегите себя! Для защиты работы с электрическим током Вы можете посмотреть в нашем каталоге.
Другие статьи
Новый уровень модульного оборудования – ARMAT IEK
Самая долгожданная новинка последнего года – новая линейка модульного оборудования ARMAT IEK.
IEK ARMAT
Все статьи /
Электроустановочные изделия в интерьере: как подобрать ЭУИ под дизайн помещения
Розетки и выключатели в квартире вполне способны не только гармонично вписаться в любой стиль, но и стать неотъемлемой частью интерьера.
дизайн интерьеров эуи электроустановочные изделия розетки и выключатели в дизайне выбрать розетки и выключатели для квартиры
Все статьи /
Электрощит для квартиры и частного дома: основные отличия
Электрический щит – это в первую очередь защита жизни и здоровья человека от поражения электрическом током, а во вторую защита имущества в виде не только электроприборов, но и дома, жилья в целом.
электрощит сборка электрощита купить электрощит подключение электрощита электрощит для дома электрощит в квартире
Все статьи /
Купить розетки и выключатели в квартиру. Какие выбрать?
Электроустановочные изделия уже давно стали элементом интерьера.
эксперт тесли электрика tesli розетки и выключатели в квартире какие розетки и выключатели купить
Все статьи /
Уличные светильники: организация освещения в частном доме и на придомовой территории.
Правильно организованная подсветка загородного дома уличными светильниками должна быть не только функциональной, но и отвечать всем нормам безопасности.
светильники tesli эксперт тесли дизайн уличное освещение
Все статьи /
Разводка электрики в деревянном доме
При монтаже проводки в деревянном доме своими руками очень важно соблюсти все меры безопасности и позаботиться о качественных элементах электрооборудования.
ретро-проводка Tesli эксперт Тесли разводка электрика
Все статьи /
Типы тока – значение, типы измерителей тока и часто задаваемые вопросы
Например, в природе ток может возникать из солнечной энергии в виде отрицательно заряженных частиц; они перемещаются на землю через нашу атмосферу; и в наших телах они могут вызывать живые ощущения в некоторых нервных клетках. Токами можно управлять и действием других зарядов, а также свойствами самого объекта. Из-за этих свойств ток протекает либо естественным образом, либо с помощью управляемых электрических средств. Электрический ток имеет множество применений в повседневной жизни.
Он используется для производства электричества, генерирования напряжения, перемещения зарядов и обнаружения объектов.
Применение тока
Многие применения тока, такие как электричество, имеют свои особенности. У тока много целей и применений. Например, многие электрические явления в человеческом теле связаны с течением тока. Электричество используется во многих других областях, от питания наших домов до создания всемирной паутины. Ток также служит средством обнаружения нашим телом. Например, мы знаем, когда объект, такой как наш палец, касается проводящей поверхности.
Электрический ток
Электрический ток — это поток электронов в электрической цепи. Полную цепь можно рассматривать как замкнутый контур. Электроны, которые движутся по замкнутому контуру (или «пути») электрической цепи, находятся в «токе». Ток можно рассматривать как тип заряда, подобно тому, как поток воды является типом потока воды, но намного меньше и быстрее.
Весь ток, который движется в замкнутом контуре цепи, считается полным «током».
Направление тока
Ток течет от отрицательного объекта к его положительному. Важно запомнить это правило, потому что оно делает измерение тока относительно простым. Его можно измерить с помощью амперметров или резисторов.
Значение тока
Ток — это мера количества зарядов, проходящих через заданный промежуток времени. В общем, чем больше ток, тем больший заряд проходит через заданный промежуток времени. Он часто выражается в амперах (сокращенно амперы). 1 ампер (или 1 А) равен одному амперу. Например, через 10-амперный предохранитель или лампочку протекает ток 1 А.
Измерение тока
Ток можно измерить одним из двух способов. Его можно измерить непосредственно, измерив поток заряда через объект, или его можно рассчитать, измерив выходную мощность объекта или используя переменный резистор.
Постоянная может использоваться для измерения потока тока.
Измеритель, такой как измерительная линейка или вольтметр, является одним из способов измерения тока. Вольтомметр — это вольтметр, который измеряет ток в дополнение к другим измерениям. Вольтметр можно рассматривать как более универсальный вольтметр. Иногда его называют амперметром, потому что он также измеряет силу тока (амперы).
Если измеренный ток является постоянным и имеет определенный уровень, постоянное измерение можно использовать для определения тока. Для этого умножьте константу на уровень тока. Если постоянная 1 ампер, а ток 10 ампер, то ток 100 ампер. Чтобы рассчитать ток, используйте ток в приведенной ниже формуле.
Сила тока (ампер) = ток (ампер) / постоянная (ампер)
Расчет тока
Также можно рассчитать ток. Чтобы рассчитать ток, добавьте ток к константе. В следующем примере ток равен 1 ампер, а постоянная равна 10 ампер, поэтому ток равен 10 ампер.
-
10 ампер = 1 ампер
-
10 ампер = 1 А
Ток обычно измеряется путем умножения силы тока на постоянную (1 ампер на 10 ампер).
Если константа равна нулю (например, в случае вольтметра), член в скобках (ток или амперы) будет равен нулю. Результатом будет число, которое можно выразить в виде отношения. Хороший способ выразить силу тока в виде соотношения:
-
10 ампер = 10/1·
-
A = 10 ампер
Ток может быть выражен в соотношениях, формуле особого типа, которая представляет часть общего тока, знаменатель дроби представляет собой весь ток в общем расчете. Когда знаменатель равен нулю (как для напряжения, силы тока или сопротивления измерителя), член в скобках (ток или сила тока) будет равен нулю. Такая дробь представляет ток как часть общего тока. В следующем примере ток равен 1 ампер, а знаменатель равен 1 ампер, поэтому ток, деленный на 1 ампер, равен 100 %. В следующем примере знаменатель равен 10 ампер, а числитель равен 1 ампер, поэтому сила тока, равная 1 ампер, делится на 10 ампер и составляет 10 %.
Чтобы преобразовать коэффициент текущей ликвидности в дробь, умножьте константу на числитель и разделите константу на знаменатель.
Движение электронов производит электричество. Отрицательно заряженные электроны в атомах самопроизвольно перемещаются во всех веществах. Произведение электронов, движущихся в определенном направлении внутри материала или от одного объекта к другому, представляет собой электричество. Движение электронов можно использовать для выработки электричества. Когда два предмета трутся друг о друга, электроны перемещаются от одного предмета к другому, что приводит к возникновению статического электричества. Электричество называется электрическим током, поскольку электроны текут в токе, например, по проводнику или медному проводу.
В основном существует два различных типа тока: постоянный ток и переменный ток.
Постоянный ток — или постоянный ток, это ток, который течет с постоянной скоростью в одном направлении. Оба электрона в замкнутой петле проходят в одном и том же направлении по петле.
Это тип тока, который производит большинство цепей, подключенных к батарее. Это связано с тем, что батареи предназначены для того, чтобы позволить электронам течь только в одном направлении от их анода (отрицательная клемма) к их катоду (положительная клемма) через проводящий провод (в отличие от протекания через саму батарею, в противоположном направлении). направление).
Постоянный ток: Постоянный ток (также известный как постоянный ток, независимый от времени ток или постоянный ток) — это тип постоянного тока (DC), интенсивность которого не меняется со временем.
Переменный ток- AC обозначает переменный ток, который колеблется и меняет направление с фиксированной частотой. Количество колебаний в секунду рассчитывается в герцах (Гц), где 1 Гц равен 1 секунде-1.
В этой статье подробно рассматриваются различные типы тока, типы океанских течений и типы трансформаторов тока.
Типы океанских течений
Океаническая циркуляция получает энергию из двух источников на поверхности моря, что приводит к возникновению двух типов океанских течений
Термохалинная циркуляция, вызываемая изменениями плотности воды на поверхности моря в результате взаимодействия тепла океана и воды с атмосферой, приводит к обмену плавучестью.
Поскольку скорость ветра влияет на плавучесть морского воздуха и обмен импульсами, эти две формы циркуляции не полностью разделены. Циркуляция, управляемая ветром, является более мощной из двух, создавая круговороты, которые доминируют над океаном.
Различные типы трансформаторов тока
Трансформатор тока (C.T.) — это тип «приборного трансформатора», который вырабатывает переменный ток во вторичной обмотке, пропорциональный току, измеренному в его первичной обмотке. Трансформаторы тока минимизируют токи высокого напряжения до приемлемой величины, позволяя обычному амперметру безопасно отслеживать реальный электрический ток, протекающий в линии передачи переменного тока. Простой трансформатор тока работает по несколько иному принципу, чем обычный трансформатор напряжения.
Существует три типа трансформаторов тока: обмоточные, тороидальные и стержневые.
-
Трансформатор тока обмотки.
Первичная обмотка трансформатора физически соединена последовательно с проводником, по которому измеряется ток цепи. Величина вторичного тока определяется коэффициентом трансформации трансформатора. -
Тороидальный трансформатор тока. В тороидальном трансформаторе тока отсутствует первичная обмотка. Вместо этого ток, протекающий по сети, передается по линии, продетой через окно или отверстие в тороидальном трансформаторе. Некоторые трансформаторы тока имеют «раздвоенное сердце», которое позволяет их открывать, собирать и закрывать без разрыва цепи, к которой они подключены.
-
Трансформатор тока стержневого типа. Первичная обмотка трансформатора тока этого типа представляет собой фактический кабель или шину главной цепи, что эквивалентно одиночному выключателю. Обычно они крепятся болтами к токоведущему блоку и полностью экранированы от высокого рабочего напряжения системы.
Типы вертушек
Роторные вертушки представляют собой механические вертушки, работа которых зависит от подсчета оборотов гребного винта. Текучемер Экмана, который бросает шарики в банку для подсчета оборотов, является изобретением середины двадцатого века. Радиотехнометр Roberts представляет собой систему, которая устанавливается на заякоренном буе и передает свои данные на обслуживающее судно по радиоканалу. Чтобы уменьшить погрешность, вносимую вертикальным движением, вертушки Савониуса вращаются вокруг вертикальной оси.
Доплеровский и акустический амперметры Travel Time являются двумя наиболее распространенными моделями. В обоих методах используется керамический преобразователь для излучения звука в воду. Использование допплеровских инструментов более популярно. Акустический доплеровский профилировщик течений (ADCP) является одним из таких инструментов, который использует эффект Доплера звуковых волн, рассеянных обратно от частиц в толще воды, для определения скорости течения воды в диапазоне глубин.
По крайней мере, два акустических сигнала, один вверх по течению и один вниз по течению, используются приборами времени прохождения для расчета скорости воды. Среднюю скорость воды между двумя точками можно измерить, точно рассчитав время, необходимое для прохождения от излучателя к приемнику в обоих направлениях. Скорость воды можно рассчитать в трех измерениях, используя разные пути.
Наклонные вертушки работают по принципу наклона и наклона и, в зависимости от типа, могут плавать или тонуть. Подводный плавучий корпус обычно крепится к морскому дну с помощью гибкого троса или троса в плавучем наклонном измерителе течений. Спадающий наклонный ток эквивалентен нарастающему наклонному току, за исключением того, что счетчик подвешен к точке подключения.
Знаете ли вы?
Инверторы и трансформаторы могут даже использоваться для преобразования определенного входного напряжения постоянного тока в совершенно другое выходное напряжение переменного тока (более высокое или более низкое), но выходная мощность всегда должна быть меньше входной мощности: сохранение энергии диктует, что инвертор и трансформатор не может отдавать больше энергии, чем потребляет, и часть энергии неизбежно теряется в виде тепла при протекании электричества.
В действительности КПД инвертора часто превышает 90%, в то время как фундаментальная физика сообщает нам, что некоторая часть энергии, пусть даже небольшая, все же где-то тратится впустую.
Типы электрического тока | Наука
••• Stockbyte/Stockbyte/Getty Images
Обновлено 10 апреля 2018 г.
Автор: Эндрю Геллерт
Электрический ток бывает двух видов: переменный ток и постоянный ток, сокращенно AC и DC. Оба типа имеют свои особенности использования с точки зрения производства и использования электроэнергии, хотя переменный ток является более распространенным типом электрического тока в домашних условиях. Разница в том, что постоянный ток течет только в одном направлении, а переменный ток быстро меняет направление.
Электричество — это поток электронов
Электричество — это результат движения электронов. Во всех веществах отрицательно заряженные электроны в атомах движутся хаотично. Когда электроны начинают течь в определенном направлении внутри вещества или от одного объекта к другому, результатом является электричество.
Движение электронов можно использовать для получения энергии. Движение электронов происходит, когда два объекта трутся друг о друга, и электроны передаются от одного к другому, что является статическим электричеством. Когда электроны текут в токе, например, через проводник, такой как медная проволока, электричество называется электрическим током.
Как на самом деле течет ток?
Электрический ток представляет собой поток электронов, но электроны не перескакивают напрямую из точки происхождения тока в точку назначения. Вместо этого каждый электрон перемещается на короткое расстояние к следующему атому, передавая свою энергию электрону в этом новом атоме, который перескакивает на другой атом, и так далее. Отдельные электроны не движутся быстро, но сам ток движется со скоростью света. Поток тока нагревает проводник. Эта механика производит свет в лампочках и тепло в электрических плитах.
Постоянный ток и переменный ток
Постоянный ток — это электрический ток, который течет только в одном направлении.
Обычное место, где можно найти постоянный ток, — это батареи. Аккумулятор сначала заряжается постоянным током, который затем преобразуется в химическую энергию. Когда батарея используется, она превращает химическую энергию обратно в электричество в виде постоянного тока. Аккумуляторам нужен постоянный ток для зарядки, и они будут производить только постоянный ток.
Вам нужен индуктивный генератор переменного тока. Английский физик Майкл Фарадей открыл электромагнитную индукцию, а Никола Тесла совместно с компанией Westinghouse разработал большие индукционные генераторы, которые сегодня питают цивилизацию. Поскольку асинхронный генератор имеет вращающийся ротор, вырабатываемое им электричество меняет направление один раз и обратно с каждым циклом вращения ротора. В Соединенных Штатах период этого цикла стандартизирован и составляет 60 герц.
Переменный ток побеждает
Когда электричество производится в больших масштабах, например, на электростанции, оно имеет опасно высокое напряжение, которое необходимо снизить на стороне пользователя.
Это проще сделать с переменным током, чем с постоянным током. Однако это не главная причина того, что переменный ток является предпочтительным для бытового потребления. В конце 19 века борьба между промышленными производителями Westinghouse и General Electric, которая продвигала электричество постоянного тока, закончилась в пользу Westinghouse, когда она успешно привела в действие 189 электростанций.3 Всемирная выставка в Чикаго с использованием переменного тока. С тех пор переменный ток питает дома и все, что потребляет ток в линиях электропередач.
Статьи по теме
Ссылки
- Служба общественного вещания: текущие войны
- Массачусетский технологический институт: в чем разница между переменным и постоянным током?
Об авторе
Эндрю Геллерт — аспирант, который в течение четырех лет писал статьи по науке, бизнесу, финансам и экономике. Он также был редактором собственного раздела газеты своего колледжа «The Cowl» и публиковался в информационном бюллетене своего бакалавриата экономического факультета.
