Что такое переменный ток

Чем отличается постоянный ток от переменного

что такое переменный ток

Постоянный и переменный ток

В предыдущей статье, что такое электрический ток ты узнал, как происходит упорядоченное движение электронов в замкнутой цепи. Теперь, я расскажу тебе, каким бывает электрический ток. Электрический ток бывает постоянный и переменный.

                                                                                                                                   Чем отличается переменный ток от постоянного?                                                       Характеристики постоянного тока.

Постоянный ток

Direct Current или DC так по-английски обозначают электрический ток который на протяжении  любого отрезка времени не меняет направление движения и всегда движется от плюса к минусу. На схеме обозначается как плюс (+) и минус (-), на корпусе прибора, работающего от постоянного тока наносят обозначение в виде одной (-) или (=) полос.

                                                                                                                        Важная особенность постоянного электрического тока — это возможность его аккумулирования, т.е. накопления в аккумуляторах или получения его за счет химической реакции в батарейках.

                                                                                        Множество современных переносных электрических устройств, работают, используя накопленный электрический заряд постоянного тока, который находится в аккумуляторах или батарейках этих самых устройств. 

Переменный ток

 (Alternating Current) или АС английская аббревиатура  обозначающая ток, который меняет на временном отрезке свое направление и величину. На электрических схемах и корпусах электрических  аппаратов, работающих от переменного тока, символ переменного тока обозначают как отрезок синусоиды «~».

                              Если говорить о переменном токе простыми словами, то можно сказать что в случае подключения электрической лампочки к сети переменного тока плюс и минус на ее контактах будут меняться местами с определенной частотой или иначе, ток будет менять свое направление с прямого на обратное.

                                                                         На рисунке обратное направление – это область графика ниже нуля.

 Теперь давай разберемся, что такое частота.  Частота это — период времени, в течение которого ток выполняет одно полное колебание, число полных колебаний за 1 с называется частотой тока и обозначается буквой f. Частота измеряется в герцах (Гц) . В промышленности и быту большинства стран используют переменный ток с частотой 50 Гц.

                                                                                                                                      Эта ве6личина показывает количество изменений направления тока за одну секунду на противоположное и возвращение в исходное состояние.

       Иными словами в электрической розетке, которая есть в каждом доме и куда мы включаем утюги и пылесосы, плюс с минусом на правой и левой клеммах розетки будет меняться местами с частотой 50 раз в секунду — это и есть, частота переменного тока.

 Для чего нужен такой “переменчивый “ переменный ток, почему не использовать только постоянный?  Это сделано для того, чтобы получить возможность без особых потерь получать нужное напряжение в любом количестве способом применения трансформаторов.                                                                                                                    Использование переменного тока позволяет передавать электроэнергию в промышленных масштабах на значительные расстояния с минимальными потерями.

Напряжение, которое подается мощными генераторами электростанций, составляет порядка 330 000-220 000 Вольт. Такое напряжение нельзя подавать в дома и квартиры, это очень опасно и сложно с технической стороны. Поэтому переменный электрический ток с электростанций подается на электрические подстанции, где происходит трансформация с высокого напряжения на более низкое, которое мы используем.            

 Преобразование переменного тока в постоянный

Из переменного тока, можно получить постоянный ток, для этого достаточно  подключить сети переменного тока диодный мост или как его еще называют “выпрямитель”.  Из названия “выпрямитель” как нельзя лучше понятно, что делает диодный мост, он выпрямляет синусоиду переменного тока в прямую линию тем самым заставляя двигаться электроны в одном направлении.

   что такое диод  и как работает диодный мост , ты можешь узнать в моих следующих статьях.

Источник: http://slojno.net/peremennyy-i-postoyannyy-tok/

Индивидуальные конструктивные особенности жилых домов массовой застройки

что такое переменный ток

Жилыми зданиями «массовых» серий, в основном, застраивались окраинные «спальные» районы столицы. Большую часть из них – около 90% (согласно информации АО «Киевпроект») – составляют сборные панельные дома. Данную публикацию мы посвятим именно таким зданиям.

Составные части и сборку панельных домов производили конвейерным способом домостроительные комбинаты. Широкое применение практика этого строительства имела в середине шестидесятых – конце семидесятых годов. Квартиры в таких домах классифицируются как жилье обычного качества, которое имеет неудобную планировку (как правило, совмещенные комнаты) и недостаточно высокий уровень комфортности. Строительство типовых домов с квартирами повышенной комфортности началось лишь в начале восьмидесятых.

Конструктивные слабости

Выбирая квартиру, в первую очередь нужно изучить конструктивные особенности дома. От качества выполнения проекта и материалов, использованных при строительстве, непосредственно зависит долговечность здания.

Сроки эксплуатации панельных домов во многом определяются устройством фундамента, качеством обработки швов на стыках панелей, армированием железобетонных конструкций, подготовкой перекрытий под настил и т. д. Эти работы относятся к категории «скрытых», поэтому проверка качества их выполнения производится специальной приемной комиссией поэтапно в ходе строительства здания.

Покупатель квартиры может заметить лишь грубые нарушения строительных норм и технологий (при детальном визуальном осмотре дома), да и то далеко не все. Например, если на этапе выполнения инженерно-геологических работ и расчетов по установке фундамента была допущена ошибка, это приведет к проседанию грунта и появлению трещин на стенах и фундаменте.

Последствия плохо обработанных швов на стыках панелей – это неровности на внутренних стенах, а также повышенная влажность в помещениях в прохладную погоду. (Только в последнее время строители используют специальную конструкцию стыков с нахлестами панелей, что обеспечивает водонепроницаемость стен. Сами стыки заделываются пенополиуретаном, что улучшает воздухо- и теплозащиту.От качества поэтажных перекрытий также не в последнюю очередь зависит долговечность дома.

Применение некачественных материалов и технологий приводит к проседанию и образованию трещин в потолке. В серийных жилых крупнопанельных зданиях установлены железобетонные перекрытия. В домах серий «96», «Т», «КТ», «151-96к» перекрытия делают из сплошных плит толщиной 16 см, в домах серий «КП», «КС» – из круглопустотных плит толщиной 22 см. Понятно, что при стандартной высоте этажей (2,8 м) в домах с более тонкими перекрытиями высота внутренних помещений выше.

Однако, как считают специалисты, лучшим вариантом для поэтажных перекрытий считаются круглопустотные плиты – это достаточно жесткие и в то же время относительно легкие конструкции, которые очень редко проседают и трескаются.

В большинстве случаев строители нарушали технологию укладки линолеума – он укладывался непосредственно на бетон. Подобная «технология» делает пол холодным и значительно ухудшает уровень звуко- и теплоизоляции. Согласно строительным нормам линолеум должен укладываться на настил из древесностружечных плит, которые кладутся на перекрытия. Проверить это достаточно легко – пол из линолеума, уложенного по правилам, слегка пружинит под ногами.

Особое внимание покупателям следует уделить качеству материалов, из которых изготовлены панели стен. От них во многом зависит уровень комфортности в жилище. Например, панели в домах серии «КТ» выполнены из железобетона с утеплителем. Недостатки таких стен заметны в экстремальных погодных условиях: летом в квартирах жарко, а зимой – холодно (бетон имеет плохие теплоизоляционные свойства).

Нередко при низкой температуре на внутренних поверхностях этих стен конденсируется влага.

Стены в домах серий «Т» и «151-96к» изготовлены из керамзитобетона, который получают введением в бетон керамических шариков, – они лучше «дышат» по сравнению с железобетонными и в то же время у них хорошие теплоизоляционные характеристики.В домах серии «КП» применяются керамические панели. Они имеют преимущества кирпича (хорошо сохраняют тепло) и недостатки панелей (могут разрушаться по стыкам).

В последних модификациях домов серии «КТ» строители стали применять панели наружных стен с улучшенными теплотехническими свойствами. В них обычные внутренние жесткие ребра заменены гибкими металлическими пластинами.

«Мелочи» планировок

Разработчики проектной документации первых серий «массового» жилья в первую очередь исходили из соображений понижения стоимости, простоты и скорости возведения зданий, а также размещения в них максимально возможного количества квартир. Поэтому квартиры в таких домах имеют небольшую площадь (от 30,1 кв.

м – для однокомнатной квартиры в серии «151-96к») и довольно неудобную планировку (совмещенный санузел, «проходные» комнаты, узкие коридоры, и т. д.). Со временем на основе базовых проектов каждой серии домов были разработаны различные их модификации, которые отличаются более высоким уровнем комфортности.

Серия «96» – одна из первых типовых проектов, пришедших на смену «хрущевкам». Домам серии «96» характерна плохая планировка квартир: узкий коридор, маленькая ванная и туалет, кухня меньше 8 кв. м. Практически аналогичные параметры квартир в домах серий «КП» и «КС».

(Правда, последние пользуются большей популярностью ввиду более высокого качества материала стен – керамических панелей.)Потенциальным покупателям имеет смысл обратить внимание на серию «ЕС» с квартирами улучшенной планировки, которая разработана на базе серии «96». Повышение уровня комфортности было достигнуто за счет увеличения площади вспомогательных и подсобных помещений.

Заметно увеличились площади кухонь (9,53 кв. м и 11,19 кв. м.), в квартирах появились удобные холлы (10 кв. м).

Несколько лучше, чем в «96-й» серии, планировка в квартирах домов серии «Т». Несмотря на то, что модификации домов серии «Т» очень незначительно отличаются друг от друга, все же более комфортным считается жилье, построенное по проекту «Т-4», благодаря тому, что в квартирах предусмотрен выход из кухни в лоджию – это очень нравится жильцам.

В домах серии «Т» также более удобная планировка двухкомнатных квартир и предусмотрен холл в трехкомнатных квартирах (чем не могут похвастаться жильцы домов серии «КТ»). Общим в планировочных решениях домов серий «Т» и «КТ» является наличие достаточно больших кладовых, а также антресолей в квартирах.

Несмотря на преимущества и недостатки, цены на квартиры в домах всех приведенных серий сопоставимы. В усовершенствованном проекте серии «КТ» – «КТУ» проектировщиками были заложены очень большие возможности для многовариантности планировки. За счет увеличения расстояния между стенами удалось увеличить жилую площадь и площадь кухни, которая стала равной 12,21 кв. м.

Также в квартирах домов этой серии предусмотрены квадратные холлы (9,54 кв. м) и лоджии.

На базе распространенной серии «134», в домах которой квартиры имели «проходные» комнаты, была разработана серия «АППС-134». При сравнительно небольшой площади комнат и кухни (8,1 кв. м) квартиры этой серии удобно спланированы. Например, в двухкомнатных квартирах предусмотрены коридоры – 4,9 и 3,37 кв. м, а трехкомнатных квартирах – большие холлы и дополнительный санузел.

Домами усовершенствованных серий, как правило, застраиваются новые жилищные массивы в Харьковском и Ватутинском районах столицы. А в последнее время в области градостроительства наметилась тенденция перехода от возведения типового жилья к реализации индивидуальных проектов.

Но все же на «переходном» этапе строители считают, что дешевле совершенствовать уже существующие «массовые» серии, нежели продвигать на рынок новые варианты.

Возможность перепланирования

Далеко не всех устраивает уровень комфортности жилья в домах типовой застройки. Как правило, жильцы пытаются исправить это путем перепланировки внутренних помещений. В то же время далеко не всегда конструктивные особенности домов позволяют осуществить перепланировку. Главным препятствием для реконструкции является невозможность сноса несущих конструкций в доме. Ими могут быть как наружные, так и внутренние стены.

В большинстве крупнопанельных домах полностью сносить внутренние стены категорически запрещается. А проделывание новых проемов в несущих стенах требует установки дополнительных стальных перемычек. Это обстоятельство должны учитывать те, кто намерен перекраивать планировку в купленной квартире «под себя».

Покупая квартиру, сначала стоит узнать, по какому проекту был построен дом – сведения содержатся в техническом паспорте на квартиру. Если проект удовлетворяет запросам, следует идти далее – анализировать техническое состояние дома.

В принципе, информация об этом хранится в БТИ, но обновляется она довольно редко. Поэтому нужно самостоятельно провести детальный осмотр водопроводных труб, поискать следы «замаскированных» трещин в стенах и т. п.

И только убедившись в отсутствии серьезных дефектов, принимать решение о покупке.

Источник: https://lessonradio.ru/2010/11/chto-takoe-peremennyjj-tok-i-peremennoe/

Конструктивная деятельность – созидательное творчество дошкольников

что такое переменный ток

Конструктивная деятельность дошкольников относится к продуктивным, так как приводит к видимым результатам действий. Это важный факт, поскольку ребенок одновременно реализует свои представления о предмете и получает наглядный объект, сделанный своими руками. В конструировании за короткий временной отрезок осуществляется весь путь от задумки до цели, что является мотивирующим условием в деятельности детей. 

Особенности развития конструктивной деятельности дошкольников

Дети, как и взрослые, прежде чем приступить к созданию конструкции, формулируют для себя (а в младшем дошкольном возрасте и для окружающих) свою задумку. Как только у ребенка появляется замысел, он уже осматривается, какие подручные средства или детали помогут его осуществить.

Не всегда изначальный замысел удерживается в фокусе внимания «конструктора». Может иссякнуть интерес или могут измениться планы: « Пусть это будет не машина, а ракета», «Не хочу строить, буду рисовать!».

Это одна из особенностей конструктивной деятельности дошкольника – не каждый замысел находит свое воплощение. Построение требует усилий, и малыш нуждается в подбадривании и поддержке, чтобы довести дело до конца.

Развитие конструктивной деятельности в дошкольном возрасте происходит по двум направлениям:

  • сооружение построек для игры
  • создание моделей-изображений

Во втором случае имеет место конструктивно модельная деятельность. Примером такого конструирования является сборка макетов из готовых наборов деревянных или пластмассовых деталей.

Постройки для игры – дело ответственное. Дети конструируют их, чтобы они выполняли нужные функции. Если это мост, то он должен быть устойчив, чтобы по нему можно было катать машинки. Если «автобус», то в нем должно хватить места для всех игроков и нужно отдельно обустроить кабину для водителя.

Виды конструктивной деятельности дошкольников    

В конструировании можно выделить два вида, доступных в дошкольном возрасте:

  • техническое
  • художественное

Техническое конструирование опирается на реальные характеристики объектов, учитывает форму, структуру. Ребенок строит домик из кубиков и кирпичиков и при этом обязательно выделяет дверной проем, обозначает окно.

К техническому виду относится сборка различных моделей, где детали скрепляются с помощью пазов или болтиков. В данном виде применяется творческий подход, но с учетом реальных соотношений.

Что касается художественного конструирования, то автору важнее передать не соотношение величин или структурное содержание объекта, а его характер, эмоциональную наполненность. Например, мальчики решили создать образ змея-горыныча, приспособив детский столик в качестве туловища, выложив хвост из кубиков, а вместо голов поставив торшеры. В данном случае сконструированный образ призван отражать суть пугающего сказочного персонажа.

Формы конструирования в дошкольном возрасте

В зависимости от того, какую степень точности или самостоятельности требуется проявить дошкольнику в изготовлении своей модели, в возрастной психологии различают четыре формы конструктивной деятельности:

  • по образцу
  • по замыслу
  • по условиям
  • каркасное конструирование

С образца малыши начинают первые шаги в данном виде деятельности. Родители, играя с ребенком, сооружают то башенки, то домики, и побуждают: «А теперь ты сделай такую башню». Малыш наблюдает, как взрослый собирает конструкцию, видит завершенный объект и стремится повторить те же действия.

В младшем дошкольном возрасте такие модели простейшие. Но конструирование по образцу постепенно набирает сложность. Более того, в некоторых случаях может быть самой сложной формой создания конструкции.

Например, предоставив старшему дошкольнику собранную модель самолета и набор деталей, можно поставить задачу собрать такую же игрушку. Ребенку предстоит непростая работа.

Нужно разобраться, какие детали используются в модели, как они скрепляются друг с другом, и в каком порядке проводить сборку, а потом приступить к тщательному выполнению задания.

Приступаем к реализации замысла

Различным уровнем сложности отличается и конструирование по замыслу. То есть, ребенку нет необходимости соблюдать точность образца, можно творить все по своему усмотрению. С одной стороны, это упрощает задачу, а с другой – усложняет. Все нужно придумать самому, начиная от идеи и подбора материалов, из чего строить, до конечного облика постройки.

У старших дошкольников замыслы бывают настолько глобальны, что без предварительного схематического планирования не обойтись. Замечали, как один ребенок вычерчивает на песке и поясняет другому, где и что расположить в будущей модели?

Конструирование по условиям можно сравнить с замыслом, но чужим. Когда взрослый ставит условия дошкольнику построить дом для кукол из деталей «Лего», но так, чтобы у каждой куклы была своя комната и общий для всех зал, — это замысел взрослого. Ребенку предстоит внимательно отнестись к условиям и придумать, как эту задачу выполнить.

Условия, поставленные ребенку, часто облегчают ему начало конструирования. Многие дети теряются на этапе поиска идеи, что построить или какую модель создать.

Каркасное конструирование – особенный подход в выполнении задачи, направляющий мыслительную деятельность ребенка. Данная форма деятельности ориентирует на выявление основных элементов будущей модели и сборки каркаса. После того как основа будет готова, можно приступать к наполнению более мелкими деталями.

Использование каркаса в конструировании – практически взрослый подход к созданию модели, требующий аналитико-синтетической мыслительной активности и развивающий пространственное мышление.

Этапы конструктивной деятельности

Какой бы объект ни задумал построить дошкольник, нужны определенные знания и навыки. Даже при строительстве самой обычной башни из кубиков и цилиндров, нужно заботиться о ее устойчивости. А для этого в основании важно расположить самую объемную деталь. Поэтому конструктивная деятельность протекает в несколько этапов:

  1. Обследование возможного структурного материала: форма, размеры, характерные особенности, какие функции может выполнять (кубик – устойчив, все стороны равны, может служить основой; конус – годится для завершения постройки, можно использовать как деталь забора и пр.)
  2. Определение основных составляющих объекта, обозначение формы и пространственных размеров (Создаем машину для игры: в кабине будет сидеть только водитель, а в кузове по два человека у бортика справа и слева).
  3. Конструктивные действия: последовательное сооружение модели (выкладывание ряда кубиков в качестве контура кузова, сборка стенки из деталей LEGO, соединение пластин для моста и т.д.)
  4. Целостное восприятие полученного результата и соотнесение с начальным замыслом.
  5. Исправления и дополнения конструкции, если обнаружено несоответствие с задумкой.
ЭТО ИНТЕРЕСНО:  Pen проводник что это

Перечисленные этапы наблюдаются и в создании простейших построек малышами, и в конструировании сложных моделей старшими дошкольниками. Уже в 4 года ребенок, удивляя родителей, способен провести первичный анализ, что мостик состоит из кирпичика, еще кирпичика и пластины.

Пятилетние дети внимательны к форме и размерам деталей. Они приобретают навыки анализа и не только расскажут, что за конструкция, из каких деталей состоит, но и могут предложить усовершенствовать постройку.

В 6-7 лет дети довольно полно анализируют структуру модели, выделяют основные и вспомогательные части, учитывают особенные качества деталей (устойчивость, длину, гибкость и пр.), планируют последовательность создания конструкции.

Конструирование как средство развития творческих способностей

Очевидно, что конструктивная деятельность способствует развитию мыслительных операций, заставляя дошкольника анализировать, сравнивать, синтезировать разрозненные части в целое. Не менее полезен этот вид деятельности для развития творческих способностей ребенка.

Для того чтобы создать модель, прежде всего, необходимо ее представить в воображении. Сначала это будет довольно  схематичный образ. По мере воплощения он будет дополняться деталями.

Чем старше дошкольник, тем больше новшеств появляется в конструкции. Уже недостаточно соорудить просто мост. Старшие дети обязательно уточнят его назначение – автомобильный, железнодорожный, разводной При этом добавят какие-то опознавательные символические знаки.

Выбор элементов для конструкции, усовершенствование составляющих, нахождение новых способов построения, открытие новых свойств применяемых ранее материалов, создание новых комбинаций — широкое поле для творческой деятельности  и развития творческих способностей дошкольника.

Источник: http://www.sxemotehnika.ru/ponyatie-o-peremennom-toke.html

Постоянный и переменный ток

В 21-веке электроника стала очень популярной. Многие люди хотят узнать больше о радиотехнике и начинают читать специальные книги, хотя многое в книгах не понятно. И поэтому начинают путаться, задавать много вопросов. Не могут найти подходящие и понятные сайты о электронике, где можно вкратце и просто понять что к чему. Но что-то мы далеко ушли, ладно давайте приступим к делу. Задача — рассказать всё подробнее и понятнее о постоянном и переменном токе.

Переменный и постоянный ток: в чем разница, история развития, применение

Детей учат, что пальцы в розетку совать нельзя! А почему? Потому что будет плохо. С более подробным объяснением часто бывают проблемы: какое-то там напряжение, ток, что-то куда-то течет. Чтобы вы в будущем могли сами объяснить своим детям, что к чему, мы сейчас объясним вам. Эта статья про переменный и постоянный токи, их отличия, применение и историю электричества вообще. Науку нужно делать интересной, и мы скромно пытаемся этим заниматься по мере сил.

Например: какой ток у нас в розетках?  Переменный, конечно! Напряжением 220 Вольт и частотой 50 Герц. А сеть, по которой передается ток — трехфазная. Кстати, если при словах «фаза» и «ноль» вы впадаете в ступор, почитайте что это такое, и день будет прожит вдвойне не зря! Но не будем забегать вперед. Обо всем по порядку.

Ежедневная рассылка с полезной информацией для студентов всех направлений – на нашем телеграм-канале.

Краткая история электричества

Кто изобрел электричество? А никто! Люди постепенно понимали, что это такое и как им пользоваться.

Все началось в 7 веке до нашей эры, в один солнечный (а может и дождливый, кто знает) день. Тогда греческий философ Фалес заметил, что, если потереть янтарь о шерсть, он будет притягивать легкие предметы.

Потом были Александр Македонский, войны, христианство, падение Римской империи, войны, падение Византии, войны, средневековье, крестовые походы, эпидемии, инквизиция и снова войны. Как вы поняли, людям было не до какого-то там электричества и натертых шерстью эбонитовых палочек.

В каком году изобрели слово «электричество»? 1600 году английский естествоиспытатель Уильям Гилберт решил написать труд «О магните, магнитных телах и о большом магните — Земле». Именно тогда и появился термин «электричество».

Через сто пятьдесят лет, в 1747 году Бенджамин Франклин, которого мы все очень любим, создал первую теорию электричества. Он рассматривал это явление как флюид или нематериальную жидкость.

Именно Франклин ввел понятие положительного и отрицательного зарядов (до этого разделяли стеклянное и смоляное электричество), изобрел молниеотвод и доказал, что молния имеет электрическую природу.

Бенджамина любят все, ведь его портрет есть на каждой стодолларовой купюре. Помимо работы в точных науках, он был видным политическим деятелем. Но вопреки распространенному заблуждению, Франклин не был президентом США.

Дальше пойдет перечисление важных для истории электричества открытий.

1785 год – Кулон выясняет, с какой силой противоположные заряды притягиваются, а одноименные отталкиваются.

1791 год – Луиджи Гальвани случайно заметил, что лапки мертвой лягушки сокращаются под действием электричества.

Принцип работы батарейки основан на гальванических элементах. Но кто создал первый гальванический элемент? Основываясь на открытии Гальвани, другой итальянский физик Алессандро Вольта в 1800 году создает столб Вольта – прототип современной батарейки.

На раскопках рядом с Багдадом нашли батарейку возрастом больше двух тысяч лет. Какой древний айфон с ее помощью подзаряжали — остается загадкой. Зато известно точно, что батарейка уже «села».

Этот случай как бы говорит: может быть, люди знали об электричестве намного раньше, но потом что-то пошло не так.

Уже в 19 веке Эрстед, Ампер, Ом, Томсон и Максвелл совершили настоящую революцию.

Был открыт электромагнетизм, ЭДС индукции, электрические и магнитные явления связали в единую систему и описали фундаментальными уравнениями.

Кстати! Если у вас нет времени, чтобы самостоятельно разбираться со всем этим, для наших читателей сейчас действует скидка 10% на любой вид работы

20 век принес квантовую электродинамику и теорию слабых взаимодействий, а также электромобили и повсеместные линии электропередач. Кстати, знаменитый электромобиль Тесла работает на постоянном токе.

 

Конечно, это очень краткая история электричества, и мы не упомянули очень много имен, которые повлияли на прогресс в этой области. Иначе пришлось бы написать целый многотомный справочник.

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.

Почему переменный ток опаснее постоянного

В войне токов, чтобы не потерпеть убытки и финансовый крах от внедрения и использования идей Теслы, Эдисон публично демонстрировал, как переменный ток убивает животных. Случай, когда какой-то американский гражданин погиб от удара переменным током, был очень подробно и широко освещен в прессе.

 

Для человека переменный ток в общем случае действительно опаснее постоянного. Хотя всегда нужно учитывать величину тока, его частоту, напряжение, сопротивление человека, которого бьет током. Рассмотрим эти нюансы:

  1. Переменный ток частотой 50 Герц в три-четыре раза опаснее для жизни, чем постоянный ток. Если частота тока более 1000 Герц, то он считается менее опасным.
  2. При напряжениях около 400-600 Вольт переменный и постоянный токи считаются одинаково опасными. При напряжении более 600 Вольт более опасен постоянный ток.
  3. Переменный ток в силу своей природы и частоты сильнее возбуждает нервы, стимулируя мышцы и сердце. Именно поэтому он несет большую опасность для жизни.

С каким бы током вы не работали, соблюдайте осторожность и будьте бдительны! Берегите себя и свои нервы, а также помните: сделать это эффективно поможет профессиональный студенческий сервис с лучшими экспертами.

Источник: https://Zaochnik-com.ru/blog/peremennyj-i-postoyannyj-tok-v-chem-raznica-istoriya-razvitiya-primenenie/

Переменный электрический ток

Подробности Категория: Электричество и магнетизм 20.03.2015 09:56 8773

Электрический ток, меняющий свою величину и направление с течением времени, называется переменным током.

Переменный ток, как и постоянный, также является упорядоченным движением заряженных частиц. Но постоянный ток всегда имеет одно направление, от «+» к «-».

А переменный ток своё направление постоянно меняет, то есть течёт то в одну, то в другую сторону. Поэтому одно из его направлений условно принимают за положительное, а направление, противоположное ему, считают отрицательным.

В зависимости от этого в конкретный момент времени алгебраическая величина тока будет иметь знак «плюс» или знак «минус».

Чтобы ток был переменным, он должен быть подключен к источнику переменной ЭДС. Такими источниками являются генераторы переменного тока – электрические машины, которые преобразуют механическую энергию в электрическую энергию тока.

Периодический переменный ток

Основные параметры переменного тока – период, частота и амплитуда.

Представим, что за какое-то время Т переменный ток пройдёт цикл изменений и вернётся к своему первоначальному значению. Следующий такой же цикл он также пройдёт за такое же время Т. Такой ток называется периодическим переменным током, а величина Тпериодом тока. Это наименьший промежуток времени, через который изменения силы тока и напряжения повторяются. Измеряется период в секундах.

Величина, обратная периоду, называется частотой тока (f). Она отображает количество периодов (полных колебаний), которые ток проходит в единицу времени. Измеряется в герцах (Гц).

f = 1/T

Переменный ток изменяется с частотой в 1 Гц, если его период равен 1 с.

В России, как и в большинстве стран мира, стандартная частота переменного тока в электротехнике 50 Гц. В США и Канаде – 60 Гц. В Японии же используются оба варианта. В западной части применяется частота 60 Гц, а в восточной – 50 Гц. Так случилось, потому что в 1895 г.

для Токио были закуплены генераторы немецкой компании AEG, а немного позже для Осаки — американские генераторы General Electric.

Так как приведение этих сетей к единому стандарту оказалось весьма дорогостоящим делом, то всё было оставлено как есть, а между сетями установили четыре преобразователя частоты.

Величину тока в данный момент времени называют мгновенным значением переменного тока. Его максимальное значение называется амплитудой и обозначается Im.

Синусоидальный ток

Наиболее распространён в электротехнике синусоидальный ток. Это периодический переменный ток, изменяющий по закону синуса:

i = Im· sin(ωt + ψ),

где i – значение тока в любой момент времени t;

Im – мгновенное значение синусоидального тока;

ω = 2πf = 2πf/T, где ω – угловая частота; ψ – начальная фаза переменного синусоидального тока (фаза в момент времени t = 0).

Наибольшее положительное или отрицательное значение переменного тока называют амплитудой.

График переменного синусоидального тока представляет собой синусоиду.

Два синусоидальный тока совпадают по фазе, если они одновременно достигают максимальных и нулевых значений. Если же их фазы различны, то говорят, что токи сдвинуты по фазе.

Наиболее широко в электротехнике применяется трёхфазный ток. Трёхфазная система состоит из трёх однофазных электрических цепей. Электродвижущие силы, действующие в каждой из них, имеют одинаковую частоту, но сдвинуты по фазе относительно друг друга на 1200.

В электротехнике однофазную электрическую цепь, входящую в состав многофазовой цепи называют фазой. Если все фазы электрически соединены между собой, то такую систему называют электрически связанной. Фазы в трёхфазной системе могут соединяться «треугольником», «звездой с нейтральным проводом» и «звездой без нейтрального провода».

Если мы сложим все мгновенные значения (положительные и отрицательные) переменного синусоидального тока за период, то получим алгебраическую сумму, равную нулю. Но в таком случае и среднее значение тока также равно нулю. Следовательно, это значение нельзя использовать для измерения синусоидального тока.

Как же определить величину переменного синусоидального тока?

Переменный синусоидальный ток, как и постоянный, обладает тепловым действием. Сравнив его тепловое действие с тепловым действием постоянного тока, можно судить о его величине.

Согласно закону Джоуля-Ленца количество теплоты Q, выделяемое на участке электрической цепи за время t при прохождении тока, определяется следующей формулой:

Q = I2Rt,

где I – величина тока; R – электрическое сопротивление.

Если два тока, постоянный и переменный, протекая через одинаковые по величине сопротивления, за одинаковое время выделяют одинаковое количество тепла, то они считаются эквивалентными по тепловому действию.

Величина постоянного тока, который произвёл такое же количество теплоты, что и переменный ток за такое же время, называется действующим значением переменного синусоидального тока.

Величина действующего значения синусоидального тока связана с его амплитудой соотношением:

Передача переменного тока

Промышленный переменный ток вырабатывается электростанциями. К потребителям он поступает по линиям электропередач (ЛЭП). Поскольку ЛЭП имеют большую протяжённость, то потери энергии при нагревании проводов довольно велики. Чтобы уменьшить тепловые потери, уменьшают силу тока.

Для этого с помощью трансформатора повышают электрическое напряжение в сети до нескольких сот тысяч вольт. К примеру, самая высоковольтная в мире ЛЭП Экибастуз-Кокшетау рассчитана на напряжение 1150 кВ (1 миллион 450 тысяч вольт). Работает под напряжением 500 кВ.

В конечной точке ЛЭП напряжение понижается до нужного потребителю значения.

«Война токов»

Томас Алва Эдисон

Никола Тесла

Какой ток лучше, постоянный или переменный? Споры на эту тему начались в 80-х годах XIX века и превратились в «войну токов», начало которой было положено двумя великими людьми – американским изобретателем Томасом Эдисоном и сербом по происхождению, инженером и физиком Никола Тесла.

Основанная Эдисоном в 1878 г. компания «Edison Electric Light» занималась строительством электростанций постоянного тока. На постоянном токе в то время работали лампочки накаливания, электродвигатели и счётчики электроэнергии.

Других приборов, нуждавшихся в токе, на тот момент не существовало. Для передачи электроэнергии использовалась разработанная Эдисоном «технология трёх проводов». В 1887 г. в США по системе Эдисона работало более 100 электростанций постоянного тока.

Но расстояние, на которое удавалось передавать электричество, не превышало 1,5 км.

Основным противником Эдисона в «войне токов» в то время был Джордж Вестингауз, изобретатель и промышленник, хорошо разбиравшийся в физике и считающий переменный ток более перспективным. В 1885 г. он приобрёл несколько трансформаторов, созданных в 1881 г. французом Люсьеном Голаром и англичанином Джоном Гиббсом, и генератор переменного тока фирмы «Siemens & Halske». И в 1886 г. в штате Массачусетс начала работу первая гидроэлектростанция переменного тока.

В 1882 г. Тесла изобрёл многофазный электродвигатель, а в 1888 г.  — счётчик переменного тока, отсутствие которого ранее было одним из препятствий в развитии технологий переменного тока.  В том же году Вестингауз приглашает его к себе на работу. Изобретённые Тесла трансформаторы давали возможность получать любое напряжение. А это позволяло передавать переменный ток на большие расстояния.

Казалось бы, ничто уже не могло помешать созданию сетей переменного тока. Но Эдисон прибегнул к чёрному пиару, спонсировав разработку электрического стула для казни и предложив использовать переменный ток для этой цели. Журналисты красочно описали мучения, которые испытывал осуждённый в момент казни. Общество получило отрицательный сигнал, и переменный ток некоторое время не использовали.

И всё-таки Тесла оказался победителем. Компания Вестингауза выиграла тендер на строительство первой в США гидроэлектростанции переменного тока на Ниагаре.

До 1928 г. обе технологии существовали параллельно. Но постоянный ток постепенно уступал свои позиции переменному. В Европе это произошло быстрее. Последними перешли на переменный ток в 40-60-х годах XX века потребители скандинавских стран. В США окончательный перевод электрических сетей с постоянного тока на переменный произошёл в конце 2007 г. Так закончилась длившаяся более 100 лет «война токов».

Но это совершенно не означает, что в настоящее время постоянный ток не используется в электроэнергетике. Конечно, подавляющее большинство ЛЭП транспортируют переменный ток. Но наряду с линиями электропередач переменного тока существуют высоковольтные ЛЭП постоянного тока, спообные передавать ток на большие расстояния, например, ЛЭП Экибастуз — Центр, Южная Корея (материк) — остров Чеджудо и др.

Источник: http://ency.info/materiya-i-dvigenie/elektrichestvo-i-magnetizm/413-peremennyj-elektricheskij-tok

Чем отличается переменный ток от постоянного

Сам по себе электрический ток представляет собой ничто иное, как происходящее в упорядоченном виде движение всех заряженных частиц в газах, электролитах и металлических объектах. К данным элементам, несущим определенный заряд, относятся ионы и электроны. Сегодня мы постараемся прояснить, чем отличается переменный ток от постоянного, ведь на практике приходится часто сталкиваться с обоими видами.

Характеристики постоянного тока

Direct Current или DC так по-английски обозначают подобную разновидность, для которой присуще свойство на протяжении любого отрезка времени не менять свои параметры. Маленькая горизонтальная черточка или две параллельные со штриховым исполнением одной из них – графическое изображение постоянного тока.

Область применения – большинство моделей бытовых электроприборов и электронных устройств, включая компьютерную технику, телевизоры и гаджеты, использование в домашних сетях и автомобилях. Для преобразования переменного тока в постоянный в зоне розетки применяются трансформаторы напряжения с наличием выпрямителей или специализированные блоки питания.

В качестве широко распространенного примера потребления постоянного тока можно привести практически все электроинструменты, которые эксплуатируются с батареями. Аккумуляторное устройство остается в любом случае источником питания постоянного типа. Преобразование в переменный достигается в случае необходимости при помощи инверторов – специальных элементов.

В чем заключается принцип работы переменного тока

Английская аббревиатура АС (Alternating Current) обозначает ток, меняющий на временных отрезках свое направление и величину. Отрезок синусоиды «~» – его условная маркировка на приборах. Применяется также нанесение после этого значка и других характеристик.

Ниже приведен рисунок с главными характеристиками данного вида тока – номинальными показателями частоты и действующего напряжения.

Следует отметить особенности изменения на левом графике, выполненном для однофазного тока, величины и направления напряжения с осуществлением перехода на ноль за определенный промежуток времени Т. На одну треть периода выполняется смещение трех синусоид при трехфазном токе на другом графике.

Отметками «а» и «б» обозначены фазы. Любой из нас имеет представление о наличии в обычной розетке 220В. Но для многих будет открытием, что максимальное или именуемое по-другому амплитудным значение больше действующего на величину равную корню из двух и составляет 311 Вольт.

Очевидно, что в случае с током постоянного вида параметры направления и напряжения остаются неизменными, а вот для переменного наблюдается трансформация данных величин. На рисунке обратное направление – это область графика ниже нуля.

Переходим к частоте. Под этим понятием подразумевают отношение периодов (полных циклов) к условной единице временного отрезка меняющегося тока. Данный показатель измеряется в Герцах. Стандартная европейская частота – 50, в США применяемый норматив – 60Г.

Эта ве6личина показывает количество изменений направления тока за одну секунду на противоположное и возвращение в исходное состояние.

Переменный ток присутствует при прямом подключении приборов потребления к электрощитам и в розетках. По какой причине здесь отсутствует постоянный ток? Это сделано для того, чтобы получить возможность без особых потерь получать нужное напряжение в любом количестве способом применения трансформаторов. Эта методика остается лучшим способом передавать электроэнергию в промышленных масштабах на значительные расстояния с минимальными потерями.

Номинальное напряжение, которое подается мощными генераторами электростанций, на выходе составляет порядка 330 000-220 000 Вольт.

На подстанции, расположенной в зоне потребления, происходит трансформация данной величины до показателей 10 000В с переходом в трехфазный вариант 380 Вольт. Выполняется подача в отдельный дом и на вашу квартиру попадает напряжение однофазного типа.

Напряжение между нулем и фазой составит 220 В, а в щите между разными фазами подобный показатель равняется 380 Вольт.

Двигатели асинхронной конструкции, работающие с переменным током, значительно надежнее и отличаются более простой конструкцией, чем аналоги постоянного тока.

Преобразование переменного тока в постоянный

Для варианта подобной трансформации оптимальный способ – использование выпрямителей:

  • Подключение диодного моста – первый шаг в этой процедуре. Конструкция из 4 диодов с необходимой мощностью способствует процессу своеобразного срезания верхних границ уже знакомых нам синусоид переменного вида. Таким образом достигается получение однонаправленного тока.
  • Далее выполняется параллельное подключение на выход исправляющего провалы между пиковыми точками синусоиды сглаживающего фильтра или с диодного моста конденсатора. Выделенная зеленым маркером синусоида получилась после прохождения диодного мостика.
ЭТО ИНТЕРЕСНО:  Что такое силовое оборудование

Изменения в результате снижения пульсации отображены в синем цвете.

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.

Источник: https://uelektrika.ru/osnovy-yelektrotekhniki/chem-otlichaetsya-peremennyy-tok-ot-post/

Переменный ток: определение, чем он лучше постоянного, зачем его используют в электрических сетях

Большинство современных бытовых и промышленных устройств работают от сети переменного тока. К ним можно отнести также все приборы на основе постоянного тока или питающиеся от аккумуляторов, поскольку они используют ту или иную форму DC, полученную из AC как с помощью преобразования сетевого напряжения, так и путём зарядки батарей. Но так было не всегда. Потребовалось немало времени, чтобы подобная система энергоснабжения зарекомендовала себя с лучшей стороны.

Эдисон и Тесла

Ипполит Пикси сумел создать первый генератор переменного тока в 1835 году. Это было устройство на постоянных магнитах, работающее при вращении рукоятки. Предприниматели того времени были заинтересованы в генерации DC и не совсем понимали, где может применяться изобретение и зачем нужно получать AC.

Настоящая конкуренция за стандарты электричества в линиях передач развернулась к концу 1880-х. годов, когда началась борьба между основными энергетическими компаниями за доминирование на рынке собственных запатентованных энергетических систем. Это было соперничество концепций электрификации двух великих изобретателей: Николы Теслы и Томаса Эдисона.

Эдисон изобрёл и усовершенствовал немало устройств, необходимых для первых систем генерации и транспортировки постоянного тока. В течение короткого времени его компания смогла открыть более 200 станций в Северной Америке.

Предприятие росло, и изобретатель для выполнения работ по усовершенствованию оборудования нанял Николу Теслу — молодого инженера из Европы. Новый сотрудник предложил вниманию Эдисона революционные для того времени работы, основанные на технологиях переменного значения.

Идеи Тесла были отвергнуты и пути изобретателей разошлись.

Джордж Вестингауз, наоборот, отнёсся к открытиям сербского инженера с большим интересом и выкупил все патенты Тесла. После предприятия Вестингауза пережило немало потрясений, в том числе и связанных с мощными пропагандистскими компаниями Эдисона.

Финалом борьбы стал момент, когда система Теслы была выбрана для освещения выставки в Чикаго. Это событие познакомило мир с преимуществами многофазной генерации AC и его транспортировки. С тех пор большинство электрических устройств и сетей заказывались уже под новый стандарт.

Основными датами войны токов были:

  • 1870 г. — создание Эдисоном первого генератора DC;
  • 1878 г. — основание Edison Electric Light Co в Нью-Йорке;
  • 1882 г. — открытие Эдисоном генерирующей станции Pearl Street на 5 тыс. огней;
  • 1883 г. — изобретение Теслой трансформатора;
  • 1884 г. — изобретение Теслой генератора AC;
  • 1888 г. — демонстрация Теслой многофазной электрической системы, Вестингауз выкупает его патенты;
  • 1888 г. — казнь с помощью электрического стула, изобретённого Эдисоном как средство для пропагандистской компании, демонстрирующей опасность технологий Теслы.
  • 1893 г. — триумф Westinghouse Electric Company на Чикагской ярмарке.

Определение и свойства

Гальваническая батарея выдаёт стабильную разницу потенциалов на полюсах в течение длительного времени до момента завершения в ней химической реакции. Ток от подобного источника называют постоянным. Простое определение переменного тока, понятное для чайников и приемлемое для специалистов, можно построить от обратного: AC есть поток зарядов в проводнике, периодически меняющий свою величину и направление. В сетях энергоснабжения он регулярно изменяет амплитуду и полярность.

Эти изменения представляют собой бесконечные повторения последовательности идентичных циклов, формирующих на экране осциллографа синусоиду, в отличие от DC, который визуализируется как прямая.

Графическая иллюстрация важна для понимания того, какой ток называют переменным синусоидальным.

Поскольку из определения переменного тока следует, что изменения параметров являются регулярными, переменное электричество обладает рядом свойств, связанных с качеством и формой его отражения на графике. Эти основные свойства можно представить следующим списком:

  • Частота. Одно из наиболее важных свойств любого регулярного сигнала. Определяет количество полных циклов за конкретный период. Измеряется в герцах (циклах в секунду). В Европе для сетей электроснабжения составляет 50 Гц, в США и Канаде — 60 Гц.
  • Период. Иногда важно знать количество времени, необходимое для завершения одного цикла электрического сигнала, а не числа циклов в секунду времени. Период — понятие логически обратное частоте, означающее длительность одного цикла в секунду.
  • Длина волны. Характеристика, похожая на период, но может быть измерена из любой части одного цикла к эквивалентной точке в следующем.
  • Амплитуда. В контексте электрического тока — это наибольшее значения АС относительно нейтрального. Математически амплитуда синусоиды есть значение этой синусоиды на пике. Однако если речь идёт о системах питания, то лучше обращаться к понятию эффективного тока. В качестве эквивалента используется количество работы, которую способен сделать постоянный ток при напряжении, равном амплитуде исследуемого переменного тока. Для синусоидальной волны эффективное напряжение составляет 0,707 от амплитуды.

В случае с АС наиболее важные свойства — частота и амплитуда, так как все виды оборудования разрабатываются с учётом соответствия этим параметрам в линии электропередачи. Период требует внимания при проектировании электронных источников питания.

А длина волны, как параметр, становится важен, когда речь идёт о токах со значительно более высокой частотой, чем в сетях энергоснабжения.

Сравнение AC и DC

Направление потока электрической энергии определяет постоянный и переменный ток. Разница в том, что в первом случае заряды перемещаются в одном направлении и непрерывно, а во втором — направление потока меняется через равные интервалы. Последнее сопровождается чередованием уровня напряжения и сменой полюсов на источнике с положительного на отрицательный и наоборот, что делает процессы в нагрузках более сложными, чем в случае с постоянным напряжением.

Ключевым преимуществом DC состоят в том, что его можно легко аккумулировать или создавать в портативных химических источниках. Но использование AC позволяет осуществлять передачу электрической энергии на большие расстояния намного экономичнее. Дело в том, что мощность W=I*V, передаваемая от станции, не в полном объёме доставляется до точки назначения. Часть её расходуется на нагрев линий электропередачи в размере W= I2*R.

Очевидный способ сокращения потерь — уменьшение сопротивления за счёт наращивания толщины проводов. Но для его реализации существует экономический предел: толстые проводники стоят дороже. Кроме того, массивные провода требуют дорогих несущих конструкций.

Задача имеет блестящее решение, если изменить напряжение и силу тока при сохранении мощности. Например, при увеличении V в тысячу раз и соответствующем уменьшении I, значение мощности сохраняется прежним, но потери уменьшаются в миллионы раз, поскольку они находятся в квадратичной зависимости от силы тока. Остаётся проблема преобразования напряжения до безопасных значений при распределении его к потребителям.

Это невозможно в случае с DC, но переменный ток позволяет изменять значения I и V при сохранении мощности с помощью трансформаторов. Энергетические компании используют это свойство для транспортировки электричества. Способность к трансформации и определяет главное, практически применимое отличие переменного тока от постоянного.

Другим важным преимуществом является необычайная простота его производства и возможность реализации в несложных конструкциях электродвигателей. Электрические приводы — наиболее значимый способом применения AC.

Генерация и трансформация

Принцип генерации электричества прост. Если магнитное поле вращается вдоль стационарного набора катушек из витков проводника или, наоборот, катушка вращается вокруг стационарного магнитного поля, то благодаря явлению электромагнитной индукции на концах обмоток возникает разность потенциалов. С каждым изменением угла поворота в результате описанного кругового движения выходное напряжение также будет меняться как по величине, так и по направлению.

Описанный условный генератор при постоянной угловой скорости вращения вала производит синусоидальный AC с формой волны, ничем не отличающейся от поставляемого в бытовой сети. Реальные генераторы устроены значительно сложнее, но работают на том же принципах электромагнитной индукции.

Эти же законы помогают не только в производстве AC, но и в его передаче и распределении. Преобразования напряжения энергетическим компаниями невозможно осуществить без электрических машин, называемых трансформаторами. Вот почему это изобретение Теслы было так важно для революции в транспортировке электричества.

Вам это будет интересно  Единица измерения киловатт и что измеряется в кВт

Любой трансформатор состоит из следующих элементов:

  • первичной и вторичных обмоток;
  • сердечника.

Слово «первичная» применяется для обмотки, на которую подаётся электрическое напряжение, нуждающееся в трансформации. Индуцированное напряжение на вторичной катушке всегда равно приложенному на первичной, умноженному на соотношение витков вторичной к первичной. Трансформатор позволяет пошагово изменять напряжение.

Разность потенциалов, которая получается на выходе, есть расчётная величина, зависящая от соотношения витков обмоток.

Используемые виды

В большинстве случаев под тем, какой ток называется переменным, подразумевают электричество из бытовой сети. Для многих далёких от электрики и электроники людей было бы неожиданностью узнать, что под АС подразумевается значительно более широкое понятие, чем электричество из розетки.

Краткий перечень переменных токов, используемых в сетях питания:

  • Однофазный. Простой вид, переменный по направлению. Коммерческий его тип имеет синусоидальный вид на графике и передаётся по двум проводникам.
  • Трёхфазный. Электричество для промышленных нужд обычно поставляется в виде трёх отдельных синусоид с пиками амплитуды в трети цикла друг от друга. Для передачи энергии таким способом требуется три (иногда четыре) проводника.
  • Двухполупериодный выпрямленный однофазный. Полученный из переменного с помощью выпрямителя таким образом, чтобы обратная половина цикла сменила полярность. Его можно рассматривать как пульсирующий постоянный ток без интервала между импульсами.
  • Полностью выпрямленное трёхфазное напряжение. Однополярный ток с небольшой пульсацией. Это свойство выгодно отличает его от DC.
  • Полуволновой выпрямленный. Получается после выпрямления AC простейшим образом с обрезанием части с обратной полярностью. В результате получается пульсирующее напряжение с интервалами без разности потенциалов на клеммах.
  • Импульсное напряжение. Широко применяется в современной цифровой технике и электронике. Во многих случаях волна не синусоидальной, а прямоугольной формы.

В современных приборах используются самые разнообразные формы тока и нередко одновременно. Даже освещение в XXI веке изменилось неузнаваемо со времён Эдисона. Традиционная лампа накаливания работала непосредственно от сети AC, а её светодиодный аналог предварительно выпрямляет синусоидальное напряжение, преобразуя затем его до нужных параметров без помощи дополнительных устройств.

Однако война токов может иметь своё продолжение в совсем недалёком будущем. Растущее количество источников DC, таких как солнечные батареи и ветряки, стало стимулом для разработки технологий транспортировки постоянного тока на большие расстояния при потерях, сопоставимыми с передачей AC. В мире уже построено несколько таких действующих объектов и, вполне возможно, через некоторое время они продемонстрируют на практике свои преимущества перед классическими энергосистемами.

Источник: https://rusenergetics.ru/novichku/primenenie-peremennogo-toka

Переменный ток

Переменный ток – род тока, направление протекания которого непрерывно меняется. Становится возможным, благодаря наличию разницы потенциалов, подчиняющейся закону. В повседневном понимании форма переменного тока напоминает синусоиду. Постоянный способен изменяться по амплитуде, направление прежнее. В противном случае получаем переменный ток. Трактовка радиотехников противоположна школьной. Ученикам говорят – постоянный ток одной амплитуды.

Создание переменного тока

Как образуется переменный ток

Начало переменному току положил Майкл Фарадей, читатели подробнее узнают ниже по тексту. Показано: электрическое и магнитное поля связаны. Ток становится следствием взаимодействия. Современные генераторы работают за счет изменения величины магнитного потока через площадь, охватываемую контуром медной проволоки. Проводник может быть любым. Медь выбрана из критериев максимальной пригодности при минимальной стоимости.

Статический заряд преимущественно образуется трением (не единственный путь), переменный ток возникает в результате незаметных глазу процессов. Величина пропорциональна скорости изменения магнитного потока через площадь, охваченную контуром.

История открытия переменного тока

Впервые переменным токам стали уделять внимание ввиду коммерческой ценности после появления на свет изобретений, созданных Николой Тесла. Материальный конфликт с Эдисоном отметил сильным отпечатком судьбы обоих.

Когда американский предприниматель забрал назад обещания перед Николой Тесла, потерял немалую выгоду. Выдающемуся ученому не понравилось вольное обращение, серб выдумал двигатель переменного тока промышленного типа (изобретение сделал намного раньше).

Предприятия пользовались исключительно постоянным. Эдисон продвигал указанный вид.

Тесла впервые показал: переменным напряжением можно достичь гораздо больших результатов. В особенности, когда энергию приходится передавать на большие расстояния. Использование трансформаторов без труда позволяет повысить напряжение, резко снижая потери на активном сопротивлении. Приемная сторона параметры вновь возвращает к исходным. Неплохо сэкономите на толщине проводов.

Сегодня показано: передача постоянного тока экономически выгоднее. Тесла изменил ход истории. Придумай ученый преобразователи постоянного тока, мир выглядел бы иначе.

Начало активному использованию переменного тока положил Никола Тесла, создав двухфазный двигатель. Опыты передачи энергии на значительные расстояния расставили факты по своим местам: неудобно переносить производство в район Ниагарского водопада, гораздо проще проложить линию до места назначения.

Школьный вариант трактовки переменного и постоянного тока

Переменный ток демонстрирует ряд свойств, отличающих явление от постоянного. Вначале обратимся к истории открытия явления. Родоначальником переменного тока в обиходе человечества считают Отто фон Герике. Первым заметил: заряды природные двух знаков. Ток способен протекать в разном направлении. Касательно Тесла, инженер больше интересовался практической частью, авторские лекции упоминают двух экспериментаторов британского происхождения:

  1. Вильям Споттисвуд лишен странички русскоязычной Википедии, национальная часть – замалчивает работы с переменным током. Подобно Георгу Ому, ученый – талантливый математик, остается сожалеть, что с трудом можно узнать, чем именно занимался муж науки.
  2. Джеймс Эдвард Генри Гордон намного ближе практической части вопроса применения электричества. Много экспериментировал с генераторами, разработал прибор собственной конструкции мощностью 350 кВт. Много внимания уделял освещению, снабжению энергией заводов, фабрик.

Считается, первые генераторы переменного тока созданы в 30-е годы XIX века. Майкл Фарадей экспериментально исследовал магнитные поля. Опыты вызывали ревность сэра Хемфри Дэви, критиковавшего ученика за плагиат. Сложно потомкам выяснить правоту, факт остается фактом: переменный ток полвека просуществовал невостребованным. В первой половине XIX-го века выдуман электрический двигатель (авторство Майкла Фарадея). Работал, питаемый постоянным током.

Никола Тесла впервые догадался реализовать теорию Араго о вращающемся магнитном поле. Понадобились две фазы переменного тока (сдвиг 90 градусов). Попутно Тесла отметил: возможны более сложные конфигурации (текст патента). Позднее изобретатель трехфазного двигателя, Доливо-Добровольский, тщетно силился запатентовать детище плодотворного ума.

Продолжительное время переменный ток оставался невостребованным. Эдисон противился внедрению явления в обиход. Промышленник боялся крупных финансовых потерь.

Никола Тесла изучал электрические машины

Почему переменный ток используется чаще постоянного

Ученые доказали недавно: передавать постоянный ток выгоднее. Снижаются потери излучения линии. Никола Тесла перевернул ход развития истории, правда восторжествовала.

Никола Тесла: вопросы безопасности и эффективности

Никола Тесла посетил конкурирующую с эдисоновской компанию, продвигая новое явление. Увлекся, часто ставил эксперименты на себе. В противовес сэру Хемфри Дэви, который укоротил жизнь, вдыхая различные газы, Тесла добился немалого успеха: покорил рубеж 86 лет. Ученый обнаружил: изменение направления течения тока со скоростью выше 700 раз в секунду делает процесс безопасным для человека.

Во время лекций Тесла брал руками лампочку с платиновой нитью накала, демонстрировал свечение прибора, пропуская через собственное тело токи высокой частоты. Утверждал: явление безвредно, даже приносит пользу здоровью. Ток, протекая по поверхности кожи, одновременно очищает. Тесла говорил, экспериментаторы прежних дней (смотрите выше) пропускали удивительные явления по указанным причинам:

  • Несовершенные генераторы механического типа. Вращающееся поле использовалось в прямом смысле: при помощи двигателя раскручивался ротор. Подобный принцип бессилен выдать токи высокой частоты. Сегодня проблематично, невзирая на нынешний уровень развития технологии.
  • В простейшем случае применялись ручные размыкатели. Вовсе нечего говорить о высоких частотах.

Сам Тесла использовал явление заряда и разряда конденсатора. Подразумеваем RC-цепочку. Будучи заряжен до определённого уровня, конденсатор начинает разряжаться через сопротивление.

Параметров элементов определяют скорость процесса, протекающего согласно экспоненциальному закону. Тесла лишен возможности использовать методы управления контуров полупроводниковыми ключами. Термионные диоды были известны.

Рискнем предположить, Тесла мог использовать изделия, имитируя стабилитроны, оперируя с обратимым пробоем.

Однако вопросы безопасности лишены почетного первого места. Частоту 60 Гц (общепринятая США) предложил Никола Тесла, как оптимальную для функционирования двигателей собственной конструкции. Сильно отличается от безопасного диапазона. Проще сконструировать генератор. Переменный ток в обоих смыслах выигрывает у постоянного.

Через эфир

Поныне безуспешно ведутся споры, касаемо первооткрывателя радио. Прохождение волны через эфир обнаружил Герц, описав законы движения, показав, сродство оптическим. Сегодня известно: переменное поле бороздит пространстве. Явление Попов (1895 год) использовал, передавая первое Земное сообщение «Генрих Герц».

Видим, ученые мужи дружны между собой. Сколько уважения демонстрирует первое сообщение. Дата остается спорной, каждое государство первенство хочет присвоить безраздельно. Переменный ток создает поле, распространяющееся через эфир.

Сегодня общеизвестны диапазоны вещания, окна, стены атмосферы, различных сред (вода, газы). Важное место отводится частоте. Установлено, каждый сигнал можно представить суммой элементарных колебаний-синусоид (согласно теоремам Фурье). Спектральный анализ оперирует простейшими гармониками. Суммарный эффект рассматривается, как равнодействующая элементарных составляющих. Произвольный сигнал раскладывается преобразованием Фурье.

Окна атмосферы определяются аналогичным образом. Увидим частоты, проходящие сквозь толщу хорошо и плохо. Не всегда последнее оказывается негативным эффектом. Микроволновые печи используют частоты 2,4 ГГц, ударно поглощаемые парами воды. Для связи волны бесполезны, зато хороши кулинарными способностями!

Новичков тревожит вопрос распространения волны через эфир. Обсудим подробнее неразрешенную поныне учеными загадку.

Диполь антенна Герца

Вибратор Герца, эфир, электромагнитная волна

Взаимосвязь электрического, магнитного полей впервые продемонстрировал в 1821 году Майкл Фарадей. Чуть позднее показали: конденсатор пригоден для создания колебаний. Нельзя сказать, чтобы связь двух событий немедленно осознали. Феликс Савари разряжал лейденскую банку через дроссель, сердечником которому служила стальная игла.

Неизвестно доподлинно, чего добивался астроном, результат оказался любопытным. Иногда игла оказывалась намагниченной в одном направлении, иногда – противоположном. Ток генератора одного знака. Ученый правильно сделал вывод: затухающий колебательный процесс. Толком не зная индуктивных, емкостных реактивных сопротивлений.

Теорию процесс подвели позже. Опыты повторены Джозефом Генри, Вильямом Томпсоном, определившим резонансную частоту: где процесс продолжался максимальный период времени. Явление позволило количественно описать зависимости характеристик цепи от элементов составляющих (индуктивность и емкость). В 1861 году Максвелл вывел знаменитые уравнения, одно следствие особенно важно: «Переменное электрическое поле порождает магнитное и наоборот».

Возникает волна, векторы индукции взаимно перпендикулярны. Пространственно повторяют форму породившего процесса. Волна бороздит эфир. Явление использовал Генрих Герц, развернув обкладки конденсатора в пространстве, плоскости стали излучателями. Попов догадался закладывать информацию в электромагнитную волну (модулировать), что используется сегодня повсеместно. Причем в эфире и внутри полупроводниковой техники.

Где используется переменный ток

Переменный ток лежит в основе принципа действия большинства известных сегодня приборов. Проще сказать, где применяется постоянный, читатели сделают выводы:

  1. Постоянный ток применяется в аккумуляторах. Переменный порождает движение – не может храниться современными устройствами. Потом в приборе электричество преобразуется в нужную форму.
  2. КПД коллекторных двигателей постоянного тока выше. По этой причине выгодно применять указанные разновидности.
  3. При помощи постоянного тока действуют магниты. К примеру, домофонов.
  4. Постоянное напряжение применяется электроникой. Потребляемый ток варьируется в некоторых пределах. В промышленности носит название постоянного.
  5. Постоянное напряжение применяется кинескопами для создания потенциала, увеличения эмиссии катода. Случаи назовем аналогами блоков питания полупроводниковой техники, хотя иногда различие значительно.

В остальных случаях переменный ток выказывает весомое преимущество. Трансформаторы – неотъемлемая составляющая техники. Даже в сварке далеко не всегда господствует постоянный ток, но в любом современном оборудовании этого типа имеется инвертор. Так гораздо проще и удобнее получить достойные технические характеристики.

Хотя исторически первыми получены были статические заряды. Вспомним шерсть и янтарь, с которыми работал Фалес Милетский.

Источник: https://VashTehnik.ru/enciklopediya/peremennyj-tok.html

Что такое переменный ток

Переменный ток — это направленное движение заряженных частиц, направление движения которых меняется на противоположное через равные промежутки времени. Если постоянный ток течет в одном направлении и не меняется по величине, то переменный ток может быть в данный момент положительным, а через определенный промежуток времени отрицательным.

Получение переменного тока

ЭТО ИНТЕРЕСНО:  Как обозначается удельное сопротивление

Вырабатывают переменный ток генераторы переменного напряжения, которые преобразуют механическую энергию в электрическую. Форма переменного тока может быть различной и зависит от его назначения. Форма переменного тока промышленного назначения и для бытовых нужд населения носит синусоидальный характер.

Он имеет такие характеристики как амплитуда, частота и период. Периодом синусоидального тока является его полный цикл колебания и измеряется временем совершения одного цикла колебания. Такие циклы повторяются и поэтому переменный ток еще называют циклическим.

Период обозначается буквой Т и выражается в секундах. Другим параметром синусоидального тока является частота, которая обратно пропорциональна периоду т. е. F = 1/Т. Если период переменного тока равен 1 секунде, то частота его будет равна 1 Гц.

Период, частота и амплитуда переменного тока

Существует два стандарта переменного тока — это 50 Гц и 60 Гц. В России используется частота сети 50 Гц, а в Канаде и США 60 Гц. Такой параметр как амплитуда, определяется его наибольшей величиной в определенный промежуток времени, она может иметь отрицательное или положительное значение.

Что такое трехфазный переменный ток

Если два синусоидальных сигнала одновременно достигают наибольшей амплитуды и нуля, то можно говорить что эти сигналы имеют одинаковую фазу, т. е. совпадают по фазе. Если эти сигналы имеют разные значения максимума и нуля, то они сдвинуты по фазе.

Электрическая схема соединений треугольник

В трехфазном переменном токе имеется три сигнала однофазного синусоидального тока сдвинутых относительно друг друга на 120°. Из многофазных электрических сетей в основном выбрана трехфазная сеть, как наиболее оптимальная. Трехфазная сеть состоит из 3-х однофазных сетей.

Такую однофазную сеть в трехфазной сети называют фазой. Возможны два вида соединения фаз в трехфазной сети — это соединение «треугольником» и «звездой». При соединении «звездой» одни концы генератора соединяются вместе и образуют нулевую точку, а другие провода обмоток идущие к нагрузкам называются линейными.

Напряжение между линейными проводами и нулевыми проводами называются фазным напряжением. А напряжение между линейными проводами называют линейным напряжением. Нулевой провод используется в случаях неравномерной нагрузки, позволяя выравнивать напряжение фаз.

Нейтральный провод применяется в схеме освещения, где создать равномерную нагрузку нелегко, так как не все лампы включаются одновременно и равномерно по фазам. Между фазными и линейными напряжениями имеется зависимость: Uл = √3*Uф ≈ 1,73*Uф. В трехфазных сетях по схеме «звезда» Uл — 380 В, а Uф = 220 В.

Фазное и линейное напряжение в трехфазных цепях схемы звезда

Если нагрузка в электрической цепи по схеме «звезда» в трех фазах одинакова, т. е. симметрична, то в нейтральном проводе тока нет, или он минимальной величины. А если ток нейтрали незначителен, то и сечение нулевого провода значительно меньше, чем сечение линейного провода. Когда нагрузка одинакова, ток в нейтрали будет равен нулю.

Нейтраль в этом случае не нужна. Тогда используют схему соединения трехфазной сети «треугольник», где все концы соединяются с началами обмоток генератора и образуют схему «треугольник» без нейтрали. В схеме «треугольник» фазные и линейные напряжения равны Uл = Uф, а токи определяются по формуле — IЛ = √3*IФ, где линейный ток в 1,73 раза больше фазного.

Соединение по схеме «треугольник» иногда используется в освещении, но в основном такую схему применяют в трехфазных сетях с небольшим перекосом фаз. Также тяжёлый запуск асинхронных электродвигателей осуществляется по схеме «звезда», чтобы снизить большой пусковой ток электродвигателя, а достигнув рабочего режима, переходят на схему «треугольник».

Источник: https://electricavdome.ru/chto-takoe-peremennyj-tok.html

Постоянный и переменный ток: преимущества и недостатки ⋆ diodov.net

Какой электрический ток лучше: постоянный или переменный ток? Чтобы дать ответ на данный вопрос нужно оценить их преимущества и недостатки по следующим основным направлениям: выработка, передача, распределение и потребление электроэнергии. Проще говоря, нужно ответить на следующие вопросы. Какой род тока проще и дешевле получить, затем передать его на большое расстояние, после чего распределить электроэнергию между потребителями. Потребители какого рода энергии более эффективны?

Сегодня преимущественное большинство электрической энергии, добываемой или генерируемой в мире, выпадет на переменный ток. И в первую очередь это связано с тем, что переменный ток проще преобразовывать из более низкого напряжения в более высокое и наоборот, то есть он проще в трансформации.

Место производство электрической энергии большой мощности, к сожалению пока что невозможно базировать в тех местах, где хотелось бы, то есть непосредственно рядом с потребителями. Например, мощную гидроэлектростанцию можно соорудить только на полноводной реке и то не в каждом месте. А конечный потребитель может находиться на расстоянии сотни и тысячи километров от электростанции.

Поэтому очень важно обеспечить такие условия, чтобы минимизировать потери мощности в проводах линии электропередачи ЛЭП. В этом случае потери электроэнергии снижаются с ростом напряжения. Давайте остановимся на этом более подробно.

Предположим, имеется некая электростанция, а точнее ее генератор, выдающий мощность 1000 кВт и нам необходимо передать эту мощность потребителю, который находится на расстоянии, например на 100 км от генератора.

Для сравнения электрическую энергию будем передавать напряжением 10 кВ и 100 кВ. При заданных мощности и напряжениях определим величины токов, протекающих в проводах.

I1 = P/U1 = 1000 кВт/10 кВ = 100 А.

I2 = P/U2 = 1000 кВт/100 кВ = 10 А.

Как мы видим, при увеличении напряжения в 10 раз, ток снижается тоже в 10 раз.

Потери электроэнергии в проводах ЛЭП и не только в них определяются квадратом тока, протекающего в них и сопротивлением самого провода. Для простоты расчет примем сопротивление проводов, равным 10 Ом. Подсчитаем потери мощности для обоих случаев.

Pпот1 = I12∙R = 1002∙10 = 100000 Вт = 100 кВт.

Pпот2 = I22∙R = 102∙10 = 1000 Вт = 1 кВт.

Теперь, как мы видим, с ростом напряжения в 10 раз потери электроэнергии снижаются в 100 раз! При более низком напряжении доля потерь в проводах составляет 10 % от мощности, выдаваемой генератором. А при более высоком напряжении эта доля составляет всего 0,1 %. Поэтому очень важным параметров сравнения родов тока является возможность повышать напряжение, а затем его снижать в конечных пунктах.

Можно было бы и не повышать напряжение, а для снижения потерь применять более толстые провода, но такой подход экономически не оправдан, поскольку медные провода стоят денег.

Также можно было бы и не повышать напряжение генератора, а создать такой генератор, который сразу бы выдавал высокое напряжения. Но здесь возникают сложности при изготовлении таких генераторов. Сложности связаны в основном с изоляцией высоковольтных элементов генератора. Короче говоря, изготовить трансформатор на высокое напряжение гораздо проще и дешевле, нежели генератор.

Преимущества переменного тока

Вопрос повышения и снижения переменного напряжения при нынешнем уровне технического развития решается гораздо проще, чем постоянного электрического тока.

Такие преобразования довольно просто выполняются с помощью относительно простого устройства – трансформатора. Трансформатор обладает высоким коэффициентом полезного действия, который достигает 99 %. Это значит, что не более одного процента мощности теряется при повышении или снижении напряжения. К тому же трансформатор позволяет развязать высокое напряжение с более низким, что для большинства электроустановок является очень весомым аргументом.

Применение трехфазной системы переменного тока позволяет еще больше повысить эффективность системы электроснабжения. Для передачи электричества аналогичной мощности потребуется меньше проводов, чем при однофазном переменном токе. К тому же трехфазный трансформатор меньше габаритов однофазного трансформатора равной мощности.

Электрические машины переменного тока, в частности асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором имеют гораздо проще конструкцию, чем двигатели постоянного тока.

Главным преимуществом трехфазных асинхронных двигателей является отсутствие коллекторно-щеточного узла. Благодаря чему снижаются расходы на изготовление и эксплуатацию таких электрических машин.

Кроме того за счет отсутствия коллекторно-щеточного узла асинхронные двигатели имеют в разы большую мощность по сравнению с двигателями постоянного тока.

Недостатки постоянного тока

Из выше изложенного следуют такие недостатки.

  1. Сложность повышения и снижения напряжения, то есть преобразования электроэнергии постоянного тока. В первую очередь это вызвано сложность конструкций преобразователей. Поскольку необходимы мощные полупроводниковые ключи, рассчитанные на высокое напряжение. Отсутствие которых приводит к большому числу последовательно и параллельно соединенных полупроводниковых приборов. В результате снижается надежность всего преобразователя, увеличивается стоимость и возрастают потери мощности.
  2. Электрические машины имеют более сложную конструкцию, поэтому менее надежны и более затратные, как в производстве, так и в эксплуатации.
  3. Сложности в развязке высокого и низкого напряжений.

Недостатки переменного тока

  1. Важнейшим недостатком переменного тока является наличие реактивной мощности. Как известно, конденсатор и катушка индуктивности проявляют свои реактивные свойства только в цепях переменного тока. Проще говоря, катушка и конденсатор создают реактивное сопротивление переменному току, но не потребляю его.

    В результате этого из полной мощности, отдаваемой генератором переменного тока, часть мощности не затрачивается на выполнение полезной работы, а лишь бесполезно циркулирует межу генератором и нагрузкой. Такая мощность называется реактивной и является вредной. Поэтому ее стараются минимизировать.

Однако большинство нагрузок – двигатели, трансформаторы и сами провода являются индуктивными элементами.

А чем больше индуктивность, тем большую долю составляет реактивная мощность от полной и с этим нужно бороться.

  1. Второй главный недостаток переменного тока заключается в том, что он протекает не по всему сечению проводника, а вытесняется ближе к его поверхности. В результате снижается площадь, по которой протекает электрический ток, что в свою очередь приводит к увеличению сопротивления проводника и к росту потерь мощности в нем.

Чем выше частота, тем сильнее вытесняется ток к поверхности проводника и в конечном счете, тем выше потери мощности.

Преимущества постоянного тока

  1. Главное преимущество электрической энергии постоянного тока – это отсутствие реактивной мощности. А это значит, что вся мощность, выработанная генератором, потребляется нагрузкой за вычетом потерь в проводах.
  2. Постоянный ток в отличие от переменного протекает по всему сечению проводника.

Указанные два пункта приводят к тому, что если передавать одну и ту же мощность при равных напряжениях постоянным и переменным токами, то потери мощности электроэнергии постоянным током были бы почти в два раза меньше, чем при переменном токе.

К тому же, если рассматривать такие бытовые электронные устройства как ноутбуки, компьютеры, телевизоры и т. п., то все они имеют блоки питания, преобразующие переменное напряжение 220 В (230 В) в постоянное напряжение более низкой величины. А такие преобразования связаны с частичной потерей мощности.

Кроме того, как было сказано ранее, трехфазный асинхронный двигатель (АД) можно подключить напрямую к сети 380 В, что вполне оправдано в том случае, когда не требуется изменять режим работы двигателя.

Но если необходимо изменять частоту вращения его вала, то нужно на обмотки статора подавать напряжение, частота и амплитуда которого должны изменяться пропорционально, согласно закону Костенка. Для этого применяют трехфазные автономные инверторы (АИ), чаще всего инверторы напряжения.

Такие инверторы должны получать питание от источника постоянного напряжения.

Также следует заметить, что последним временем начали очень широко применяться солнечные батареи, которые вырабатывают постоянный ток. К тому же, значительно возросла мощность аккумуляторных батарей и повысилась емкость суперконденсаторов, которые также относятся к источникам постоянного тока и с каждым днем находят все большее практическое применение.

Выводы: постоянный или переменный ток

Несмотря на все преимущества постоянного тока, значительная сложность, вызванная преобразованием больших мощностей, главным образом сказывается сложность повышения и понижения постоянного напряжения, сводит на нет указанные выше преимущества.

Поэтому, до тех пор, пока не будут разработаны полупроводниковые ключи огромной мощности и соответствующие преобразователи на их основе, переменный ток остается вне конкуренции.

К тому же сейчас уже применяются четырехквадрантные преобразователи или активные выпрямители, позволяющие скомпенсировать реактивную составляющую нагрузки, что позволяет получить коэффициент мощности, равный почти единице. Благодаря чему исключается потребление реактивной мощности.

Как вы видите, однозначного ответа на вопрос, какой ток лучше: постоянный или переменный, не существует. Следует сравнивать все преимущества и недостатки для конкретного случая.

Источник: https://diodov.net/postoyannyj-i-peremennyj-tok-preimushhestva-i-nedostatki/

Типы и конструктивные особенности воздухосборников систем отопления

Во время работы отопительных систем в тепловые носители проникают воздушные пузырьки, способные стать причиной нарушения циркуляции. Лишний кислород становится одним из дополнительных условий для образования коррозии в трубах, поэтому воздух из систем необходимо удалять. Чтобы предотвращать подобные негативные проявления, устанавливают воздухосборники систем отопления, имеющие специальные вентили, через которые накопившийся воздух время от времени выпускается.

Конструктивные особенности и функциональность

По своим формам воздухосборники представляют емкости с:

  • плоским днищем,
  • эллиптическим приваренным днищем.

Верхнее дно устраивается глухим, на нижнем приварены две трубки – через одну подается и выводится тепловой носитель, по второйотводится воздух.

По конструкционным признакам и вариантам размещения воздухосборники систем отопления бывают:

  • вертикальными,
  • горизонтальными.

Вертикальный воздухосборник

Воздух из них может выпускаться двумя способами:

Устройства вертикального и горизонтального типа различаются местом установки на трубах отопительной системы. Воздухосборник горизонтального типа устанавливается в наиболее высоком горизонтальном месте, а вертикальный – в самой высокой вертикально расположенной точке системы.

Второй тип устройства занимает меньше места, считается более удобным для обслуживающего его персонала. А модель горизонтального типа более удобна для контроля параметров и обслуживания манометров и прочего оборудования, на ней размещенного.

Типы систем воздуховода

По принципу действия системы отведения воздуха бывают двух типов.

Автоматическая

Такой вариант отличается удобством в пользовании, во время эксплуатации необходимость регулярного обслуживания не возникает. В этих воздухосборниках имеется выпускной клапан, а гидростатическое давление, создаваемое внутри, используется для управления.

Выпуск в автоматическом режиме основывается на том, что воздух, который находится внутри воздухосборника, понижает уровень поплавка в камере и в определенный момент уходит сквозь отверстие, за открытие которого отвечает клапан.

После этого клапан снова закрывается под воздействием напора теплового носителя.

Ручная

В этом случае выпуск воздуха выполняется за счет открытого по расчетному времени вентиля, который обеспечивает воздухоотвод со всей системы отопления.

Виды

Воздухосборники бывают проточными и непроточными.

Проточные

Воздухосборник проточного типа вмонтирован в трубопроводную системуотопления. Его основное достоинство заключается в том, что за счет движения теплового носителя воздух непроизвольно вытесняется в верхнюю зону емкости.

Кроме того, в таких горизонтальных конструкциях вода даже в сильные морозы не замерзает, что дает возможность выполнить монтаж воздухосборника в систему отопления вне помещения.

По размерам проточный воздухосборник значительно больше магистрального трубопровода, что создает возможность воздуху концентрироваться в его верхней части.

Воздухосборники проточного типа

Непроточные

Такой вариант монтируется с трубопроводом с помощью отдельного отвода. В непроточном воздухосборнике воздушные пузырьки имеют возможность проплывать мимо ответвления, ведущего в место для сбора воздуха.

Принцип разделения теплоносителя и воздуха

Воздушные пузырьки, находящиеся в воде, не вступают с ней в реакцию, а создают механическую смесь, которая начинает распадаться на составляющие с того момента, как в потоке наступает замедление. Устройство, предназначенное для разделения, функционирует именно по данному принципу.

Вертикальный сепаратор

Для двухтрубной системы отопления рекомендуется применять вертикальный сепаратор. Устанавливают его в верхней точке основного стояка. Принцип действия основывается на гравитации: тепловой носитель, побуждаемый силой конвекции тепла либо работающим насосным агрегатом, начинает подниматься по стояку, расположенному вертикально. Дойдя до верхнего отрезка системы, вода замедляет свое движение до такой степени, что из нее начинают выделяться пузырьки воздуха.

Конструктивно вертикальный воздухосборник напоминает простую расширительную емкость. Для систем закрытого типа, не имеющих возможности сообщения с атмосферой, он считается дополнительным элементом к мембране, устанавливаемой, как правило, снизу, у котла.

Его объем частично остается пустым, там и происходит накапливание воздуха. Верхние крышки герметичных баков имеют краны, через которые и осуществляется стравливание воздуха.

Зачастую вместо таких кранов устанавливают спускные клапаны, работающие в автоматическом режиме.

Горизонтальный сепаратор

В однотрубных системах, имеющих нижнюю разводку, следует монтировать сепараторы горизонтального типа. Принцип работы таких устройств основывается на гидродинамических законах: от изменения диаметра трубы в сторону увеличения скоростной режим потока уменьшается.

Основное отличие от вертикального типа состоит в том, что сепаратор полностью заполняется водой, и здесь проявляется его главный недостаток – воздушным массам нет места для скапливания. В самой верхней точке такого сепаратора имеется патрубок изогнутого типа, за что его часто называют «гусаком». Конец такого фигурного трубного элемента снабжен краном для спуска.

По своей сути все теплообменники представляют собой горизонтальные уловители пузырьков воздуха. Ход воды в них замедляется, и способствует этому не только увеличение объема, но и формы, придаваемые радиаторам, чтобы улучшить тепловую отдачу. Отсюда можно сделать вывод, что оснащение радиаторов кранами, через которые удаляется воздух, имеет немаловажное значение.

Горизонтальный сепаратор

Если воздухосборник вертикальный размещают на самом верхнем участке системы отопления, то горизонтальный может быть вмонтирован в любой точке – до или после котла.

В случае, когда тепловой носитель перемещается под воздействием циркуляционного насоса, то сепаратор горизонтального типа рекомендуется устанавливать до котла. Силы агрегата для перекачки воды скорей всего окажется вполне достаточно, чтобы большую часть воздуха выдавить не только из магистральных труб, но и из радиаторов. Но здесь необходимо заметить, что водно-воздушная смесь для самого насоса может таить опасность.

Особенности удаления воздуха из систем отопления

Важный момент в «развоздушивании» системы – точное определение места, где скопился воздух. Исходя из этого, применяют тот или иной способ для его удаления.

В отопительных системах различных типов воздух способен скапливаться в двух местах – радиаторах и трубах. Пробки в трубах, как правило, создаются в удаленных стояках, где разница давлений подаваемого теплового носителя и поступающего обратно минимальна. В радиаторе воздух может собраться в верхней угловой части, расположенной напротив точки подсоединения подачи.

Перед тем, как приступить к работе, необходимо удостовериться, что все краны стояков и радиаторов находятся в открытом состоянии.

В том случае, если стояк, расположенный у радиатора, имеет перемычку, соединяющую подачу и обратку минуя радиатор, то для начала требуется проверить именно это место.

В том случае, если радиатор холодный, а перемычка нагрета, то воздух скопился в радиаторе.  А вот когда перемычка холодит руку, можно уверенно констатировать, что перестал функционировать весь стояк.

Когда такая перемычка отсутствует, необходимо сравнить температуру носителя на подаче и обратке. Когда оба значения одинаковы, то проблему можно искать с одинаковым успехом не только в стояке, но и в радиаторе. В подобной ситуации в первую очередь необходимо выполнить спуск воздуха с радиатора.

В том случае, когда подаваемая вода оказалась теплее, скопившийся воздух необходимо искать именно в радиаторе. Он будет причиной отказа всего стояка.

Из всех элементов системы отопления чаще всего воздух собирается именно в радиаторах. Как правило, спустив из них воздух, можно вернуть работоспособность всей отопительной сети.

Воздух из радиаторов удаляется двумя методами:

  • через клапан либо отводчик,
  • посредством перезапуска всей отопительной системы.

Если на верхней пробке радиатора имеется клапан, то удаление воздуха вполне можно выполнить самостоятельно. Для спуска следует взять ключ, который продается в комплекте с клапаном, и открыть ниппель. При наличии воздуха раздастся характерное шипение. Необходимо предусмотрительно приготовить тару, в которую польется вода.

Как только весь воздух выйдет, шипение прекратится, остается дождаться, когда из ниппеля покажется вода. При установке постоянного напора ниппель разрешается перекрывать – воздух удален полностью.

При отсутствии воздушных отводчиков отопительная система перезапускается.

Нюансы установки воздухосборника

Установка воздухосборников в системе отопления, подразумевает соблюдение определенных особенностей. Если разговор ведется про открытую систему, воздух выходит через расширительную емкость. В отопительной системе с принудительным циркулированием удаление должно осуществляться следующими методами:

  • трубы с тепловым носителем укладывают таким образом, чтобы обеспечить движение от основного стояка к удаленным. При этом жидкость и воздушные пузырьки должны перемещаться в одном направлении,
  • воздушные отводчики монтируются в наиболее высоких точках отопительных систем,
  • установку воздухоотводчиков необходимо выполнять в тех местах, где наиболее вероятно скопление газов. Лучше это делать для каждого прибора, особенно, если изготовлен он из алюминиевого материала.

Чтобы система отопления работала с хорошим эффектом, необходимо предусматривать способы удаления скоплений воздуха. Эта мера позволит улучшить работу системы, теплообмен, эксплуатационные сроки.

Источник: https://danplay.ru/socseti/v-rozetke-postoyannyi-tok-ili-peremennyi-chem-otlichaetsya-peremennyi-tok.html

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Советы электрика
Как сделать подсветку для рассады

Закрыть