Définition et caractéristiques du courant continu. le courant continu est

DC (courant continu) –c'est le mouvement ordonné de particules chargées dans une direction. Autrement dit
grandeurs caractérisant électricité, comme la tension ou le courant, sont constants en valeur et en direction.

Dans une source de courant continu, par exemple dans un pile AA, les électrons passent du moins au plus. Mais historiquement, le sens du plus vers le moins est considéré comme le sens technique du courant.

Pour le courant continu, toutes les lois fondamentales de l'électrotechnique s'appliquent, telles que la loi d'Ohm et les lois de Kirchhoff.

Histoire

Initialement, le courant continu était appelé - courant galvanique, car il a d'abord été obtenu à l'aide d'une réaction galvanique. Puis, à la fin du XIXe siècle, Thomas Edison tenta d'organiser la transmission du courant continu par les lignes électriques. En même temps, le soi-disant "guerre des courants", dans lequel il y avait un choix comme courant principal entre alternatif et continu. Malheureusement, le courant continu a "perdu" cette "guerre" car, contrairement au courant alternatif, le courant continu subit d'importantes pertes de puissance lorsqu'il est transmis sur de longues distances. Le courant alternatif est facile à transformer et donc à transmettre sur de longues distances.

Sources CC

Les sources de courant continu peuvent être des batteries ou d'autres sources dans lesquelles du courant apparaît en raison d'une réaction chimique (par exemple, une batterie au doigt).

En outre, les sources CC peuvent être un générateur CC, dans lequel le courant est généré en raison de
phénomène d'induction électromagnétique, puis redressé au moyen d'un collecteur.

Le courant continu peut être obtenu en redressant le courant alternatif. Pour cela, il existe différents redresseurs et convertisseurs.

Application

Courant continu, largement utilisé dans schémas électriques et appareils. Par exemple, à la maison, la plupart des appareils, comme un modem ou un chargeur de téléphone portable, fonctionnent en courant continu. L'alternateur de la voiture génère et convertit le courant continu pour charger la batterie. Tout appareil portable est alimenté par une source CC.

Dans l'industrie, le courant continu est utilisé dans les machines à courant continu telles que les moteurs ou les générateurs. Dans certains pays, il existe des lignes électriques à courant continu à haute tension.

Le courant continu a également trouvé son utilisation en médecine, par exemple dans l'électrophorèse, une procédure de traitement utilisant le courant électrique.

Dans le transport ferroviaire, outre le courant alternatif, le courant continu est également utilisé. En effet, les moteurs de traction, qui ont des caractéristiques mécaniques plus serrées que les moteurs à induction, sont des moteurs à courant continu.

Impact sur le corps humain

Le courant continu, contrairement au courant alternatif, est plus sûr pour l'homme. Par exemple, un courant mortel pour une personne est de 300 mA s'il s'agit d'un courant constant, et s'il s'agit d'un courant alternatif avec une fréquence de 50 Hz, alors 50-100 mA.

Le courant continu est un courant qui a une direction et une amplitude.

Graphiquement, le courant continu est une ligne droite.

La nature du courant électrique

Le cuivre, l'aluminium, l'acier, l'argent et d'autres métaux sont appelés conducteurs. Ils possèdent de nombreux électrons libres. Ils sont donc de bons conducteurs d'électricité. Ils sont utilisés comme fils et sont appelés conducteurs.

Les conducteurs ont de nombreux électrons libres. Si le circuit électrique est ouvert, les électrons libres dans les conducteurs sont en mouvement chaotique.

Fermons le circuit électrique. La source actuelle se forme dans circuit électrique champ électrique qui interagit avec les champs électriques de chaque électron. En conséquence, les électrons libres se déplaceront dans une direction.

Conclusion:Le courant électrique dans les conducteurs est un flux dirigé d'électrons libres.

Sens du courant électrique

Le courant électrique est un flux fermé d'électrons. Il n'a ni commencement ni fin.

La question se pose d'où montrer le circuit de courant électrique.

Il peut y avoir de nombreux consommateurs dans le circuit et la source de courant en est généralement une; par conséquent, il est d'usage de montrer le circuit de courant de la sortie de la source de courant à une autre sortie.

Il y a deux sens de courant électrique

1. Vraie direction. C'est la direction du moins de la source vers son plus. Les électrons vont dans cette direction, donc la direction est dite vraie.

2.Direction technique

La direction technique est à l'opposé de la vraie. C'est la direction du plus de la source vers son moins.

La direction technique est née historiquement. Lorsque les gens ne connaissaient pas la nature du courant, ils réglaient tout pour montrer la même chose du plus au moins. Lorsque nous avons appris que le courant est un flux d'électrons allant du moins au plus, nous avons décidé de quitter cette direction et de l'appeler technique et de l'utiliser dans la technologie.

La question se pose quand et dans quelle direction utiliser.

En ce qui concerne la nature du courant, vous devez utiliser la vraie direction. Dans les autres cas, utilisez la direction technique.

Y aura-t-il des malentendus.

Ce ne sera pas le cas, car en technologie, c'est le circuit électrique qui compte et non le sens du courant dans celui-ci.

Au tout début, donnons une brève définition du courant électrique. Un courant électrique est appelé un mouvement ordonné (dirigé) de particules chargées. Courant est le mouvement des électrons dans un conducteur, tension- c'est ce qui les met (les électrons) en mouvement.

Considérons maintenant ces concepts comme constants et courant alternatif et identifier leurs différences fondamentales.

La différence entre le courant continu et le courant alternatif

La principale caractéristique d'une tension constante est qu'elle est constante à la fois en amplitude et en signe. Le courant continu "circule" dans une direction tout le temps. Par exemple, le long des fils métalliques de la borne positive de la source de tension à la borne négative (dans les électrolytes, il est créé par des ions positifs et négatifs). Les électrons eux-mêmes se déplacent du moins au plus, mais avant même la découverte de l'électron, ils ont convenu de considérer que le courant circule du plus au moins et adhèrent toujours à cette règle dans les calculs.

Quelle est la différence entre le courant alternatif (tension) et le courant continu ? Du nom lui-même, il s'ensuit qu'il change. Mais - comment exactement ? Un courant alternatif change à la fois son amplitude et la direction du mouvement des électrons sur une période. Dans nos prises domestiques, il s'agit d'un courant à oscillations sinusoïdales (harmoniques) d'une fréquence de 50 hertz (50 oscillations par seconde).

Si nous considérons un circuit fermé en utilisant l'exemple d'une ampoule, alors nous obtenons ce qui suit :

avec du courant continu, les électrons traverseront l'ampoule toujours dans le même sens de (-) moins à (+) plus
en alternance, la direction du mouvement des électrons changera en fonction de la fréquence du générateur. c'est-à-dire si dans notre réseau la fréquence du courant alternatif est de 50 hertz (Hz), alors la direction du mouvement des électrons en 1 seconde changera 100 fois. Ainsi, le + et le - de notre prise sont permutés cent fois par seconde (c'est pourquoi on peut brancher la fiche électrique dans la prise "à l'envers" et tout fonctionnera).

La tension alternative dans notre prise domestique évolue selon une loi sinusoïdale. Qu'est-ce que ça veut dire? La tension augmente de zéro à une valeur d'amplitude positive (maximum positif), puis diminue à zéro et continue de diminuer - jusqu'à une valeur d'amplitude négative (maximum négatif), puis augmente à nouveau, passant par zéro et revient à une valeur d'amplitude positive.

En d'autres termes, avec un courant alternatif, sa charge change constamment. Cela signifie que la tension est soit de 100 %, puis de 0 %, puis de nouveau de 100 %. Il s'avère qu'en une seconde, les électrons changent leur sens de déplacement et leur polarité 100 fois, du positif au négatif (rappelez-vous que leur fréquence est de 50 hertz - 50 périodes ou oscillations par seconde ?).

Les premiers réseaux électriques étaient à courant continu. Plusieurs problèmes étaient associés à cela, l'un d'eux était la complexité de la conception du générateur lui-même. Et l'alternateur a une conception plus simple, et est donc simple et peu coûteux à utiliser.

Le fait est que la même puissance peut être transmise en haute tension et en courant faible, ou inversement : basse tension et courant fort. Comment plus actuel, plus la section de fil nécessaire est grande, c'est-à-dire le fil doit être plus épais. Pour la tension, l'épaisseur du fil n'est pas importante, si les isolants étaient bons. AC (par opposition à DC) est simplement plus facile à convertir.

Et c'est pratique. Ainsi, à travers un fil d'une section relativement petite, une centrale électrique peut envoyer cinq cent mille (et parfois jusqu'à un million et demi) de volts d'énergie à un courant de 100 ampères sans pratiquement aucune perte. Ensuite, par exemple, le transformateur de la sous-station de la ville "prendra" 500 000 volts à un courant de 10 ampères et "donnera" 10 000 volts à 500 ampères au réseau de la ville. Et des sous-stations régionales convertissent déjà cette tension en 220/380 volts à un courant d'environ 10 000 ampères, pour les besoins des zones résidentielles et industrielles de la ville.

Bien sûr, le schéma est simplifié et fait référence à l'ensemble des sous-stations de quartier de la ville, et non à une en particulier.

Un ordinateur personnel (PC) fonctionne sur un principe similaire, mais dans le sens opposé. Il convertit le courant alternatif en courant continu puis, en l'utilisant, abaisse sa tension aux valeurs nécessaires au fonctionnement de tous les composants à l'intérieur.

A la fin du 19e siècle, l'électrification mondiale pourrait bien avoir pris le chemin inverse. Thomas Edison (on pense que c'est lui qui a inventé l'une des premières lampes à incandescence à succès commercial) a activement promu son idée de courant continu. Et s'il n'y avait pas les recherches d'une autre personne éminente qui a prouvé l'efficacité du courant alternatif, tout pourrait être différent.

Le génie serbe Nikola Tesla (qui a travaillé pour Edison pendant un certain temps) a été le premier à concevoir et à construire un alternateur polyphasé, prouvant son efficacité et sa supériorité sur des conceptions similaires fonctionnant avec une source d'alimentation constante.

Regardons maintenant les "habitats" du courant continu et alternatif. Permanent, par exemple, est dans la batterie ou les batteries de notre téléphone. Dispositif de charge ils transforment le courant alternatif du réseau en courant continu, et déjà sous cette forme il se retrouve dans ses lieux de stockage (batteries).

Les sources de tension continue sont :

les batteries conventionnelles utilisées dans divers appareils (lampes de poche, lecteurs, montres, testeurs, etc.)
diverses piles (alcaline, acide, etc.)
Générateurs CC
autres dispositifs spéciaux, par exemple redresseurs, convertisseurs
sources d'alimentation de secours (éclairage)

Par exemple, les transports électriques urbains fonctionnent en courant continu de 600 volts (trams, trolleybus). Pour le métro, c'est plus élevé - 750-825 Volts.

Sources de tension alternative :

générateurs
divers convertisseurs (transformateurs)
réseaux électriques domestiques (prises domestiques)

Nous avons parlé de comment et avec quoi mesurer la tension continue et alternative ici, et enfin (à tous ceux qui ont lu l'article jusqu'au bout) je veux raconter une petite histoire. Mon patron me l'a dit, et je vais le raconter à partir de ses paroles. Péniblement, cela correspond à notre sujet d'aujourd'hui!

Il est allé en quelque sorte à voyage d'affaires avec nos directeurs dans une ville voisine. Établissez des relations amicales avec les informaticiens locaux :) Et juste à côté de l'autoroute, il y a un endroit tellement merveilleux : une source avec eau propre. Près de tous, assurez-vous de vous arrêter et de recueillir de l'eau. C'est une sorte de tradition.

Les autorités locales, ayant décidé d'ennoblir ce lieu, ont tout fait avec les dernières technologies: elles ont creusé un grand trou rectangulaire juste sous la fontanelle, l'ont tapissé de carreaux lumineux, ont fait un débordement, un éclairage LED et la piscine s'est avérée. Par ailleurs! La source elle-même était "emballée" dans des éclats de granit marqués, lui donnant une forme noble, l'icône au-dessus de l'évent était murée sous verre - un lieu saint, ça veut dire !

Et la touche finale - nous mettons un système d'alimentation en eau sur une cellule photoélectrique. Il s'avère que la piscine est toujours pleine et "gargouille" dedans, et pour puiser de l'eau directement de la fontanelle, vous devez apporter vos mains avec un récipient à la photocellule et de là elle "coule" :)

Il faut dire que sur le chemin de la source, notre patron a dit à l'un des réalisateurs à quel point c'était cool : nouvelles technologies, Wi-Fi, photocellules, balayage rétinien, etc. Le réalisateur était un technophobe classique, il était donc de l'avis contraire. Et donc, ils montent jusqu'à la fontanelle, mettent leurs mains là où il faut, mais l'eau ne coule pas !

Ils font ceci et cela, mais le résultat est nul ! Il s'est avéré qu'il n'y avait bêtement aucune tension dans le réseau électrique qui alimentait ce système shaitan :) Le réalisateur était "à cheval" ! Il a sorti plusieurs phrases "de contrôle" sur toutes ces n...x technologies, les mêmes n...x éléments, toutes les machines en général et celle-ci en particulier. J'ai ramassé le bidon directement de la piscine et je suis allé à la voiture !

Il s'avère donc que nous pouvons configurer n'importe quoi, "élever" un serveur entassé, fournir le service le meilleur et le plus demandé, mais, de toute façon, le plus homme principal- c'est l'oncle Vasya, un électricien en veste matelassée, qui d'un seul mouvement de la main peut organiser un saut complet de toute cette puissance technique et cette grâce :)

Alors rappelez-vous: l'essentiel est une alimentation électrique de haute qualité. bien (source) Alimentation sans interruption) et une tension stable dans les prises, et tout le reste suivra :)

Pour aujourd'hui, nous avons tout et jusqu'aux prochains articles. Prends soin de toi! Vous trouverez ci-dessous une courte vidéo sur le sujet de l'article.

Malgré le fait que l'électricité est fermement entrée dans nos vies, la grande majorité des utilisateurs de cette bénédiction de la civilisation n'ont même pas une compréhension superficielle de ce qu'est le courant, sans parler de la différence entre le courant continu et le courant alternatif, quelle est la différence entre eux , et ce qui est courant en général . La première personne à être choquée fut Alessandro Volta, après quoi il consacra toute sa vie à ce sujet. Faisons également attention à ce sujet afin d'avoir une idée générale de la nature de l'électricité.

D'où vient le courant et pourquoi est-il différent ?

Nous essaierons d'éviter la physique complexe, et utiliserons la méthode des analogies et des simplifications pour considérer cette question. Mais avant cela, rappelons la vieille blague sur l'examen, lorsqu'un étudiant honnête a sorti un ticket "Qu'est-ce que le courant électrique".

"Désolé, professeur, je me préparais, mais j'ai oublié", a répondu l'étudiant honnête. - Comment peux-tu! Le professeur l'a réprimandé, vous êtes la seule personne sur Terre qui savait cela ! (Avec)

C'est une blague, bien sûr, mais il y a beaucoup de vrai là-dedans. Par conséquent, nous n'allons pas chercher les lauriers du prix Nobel, mais simplement comprendre, courant alternatif et courant continu, quelle est la différence et ce qui est considéré comme des sources de courant.

Comme base, nous supposerons que le courant n'est pas le mouvement des particules (bien que le mouvement des particules chargées transfère également la charge, et crée donc des courants), mais le mouvement (transfert) de la charge excédentaire dans un conducteur à partir d'un point de grande charge (potentiel) à un point de charge plus faible. Une analogie est un réservoir, l'eau a toujours tendance à occuper un niveau (égaliser les potentiels). Si vous ouvrez un trou dans le barrage, l'eau commencera à couler vers le bas, il y aura un courant continu. Plus le trou est grand, plus l'eau coulera, le courant augmentera, ainsi que la puissance et la quantité de travail que ce courant est capable de faire. Si le processus n'est pas contrôlé, l'eau détruira le barrage et créera immédiatement une zone inondable avec une surface plane. Il s'agit d'un court-circuit avec compensation de potentiel, accompagné d'une grande destruction.

Ainsi, un courant continu apparaît dans la source (en règle générale, en raison de réactions chimiques), dans laquelle il existe une différence de potentiel en deux points. Le mouvement de charge d'un "+" supérieur à un "-" inférieur égalise le potentiel pendant que la réaction chimique se poursuit. Le résultat de l'égalisation complète du potentiel, nous le savons - "la batterie du village". Cela conduit à comprendre pourquoi tension continue et alternative diffèrent considérablement dans la stabilité des caractéristiques. Les batteries (accumulateurs) consomment de la charge, de sorte que la tension continue diminue avec le temps. Pour le maintenir au même niveau, des convertisseurs supplémentaires sont utilisés. Initialement, l'humanité a longtemps décidé de la différence entre le courant continu et le courant alternatif à usage généralisé, le soi-disant. "Guerre des courants". Cela s'est terminé par la victoire du courant alternatif, non seulement parce qu'il y a moins de perte lors de la transmission sur une distance, mais aussi la génération de courant continu à partir de courant alternatif s'est avérée plus facile. Évidemment, le courant continu ainsi obtenu (sans source consommable) a des caractéristiques beaucoup plus stables. En effet, dans ce cas, la variable et pression constante sont étroitement liés et ne dépendent dans le temps que de la production d'énergie et de la quantité de consommation.

Ainsi, le courant continu, de par sa nature, est l'apparition d'une charge inégale dans le volume (réaction chimique), qui peut être redistribuée à l'aide de fils, reliant un point de charge (potentiel) élevé et faible.

Arrêtons-nous sur une telle définition telle qu'elle est généralement acceptée. Tous les autres courants continus (pas les piles et les accumulateurs) sont dérivés d'une source de courant alternatif. Par exemple, sur cette image, la ligne ondulée bleue est notre courant continu, résultant de la conversion en courant alternatif.

Faites attention aux commentaires sur la photo, " un grand nombre de circuits et plaques collectrices. Si le convertisseur est différent, l'image sera différente. La même ligne de courant bleue est presque constante, mais pulsante, rappelez-vous ce mot. Ici, au fait, le courant continu pur est la ligne rouge.

Relation entre le magnétisme et l'électricité

Voyons maintenant en quoi le courant alternatif diffère du courant continu, qui dépend du matériau. Le plus important - l'apparition d'un courant alternatif ne dépend pas des réactions dans le matériau. Travaillant avec galvanique (courant continu), il a été rapidement établi que les conducteurs sont attirés les uns vers les autres comme des aimants. La conséquence fut la découverte qu'un champ magnétique dans certaines conditions génère un courant électrique. Autrement dit, le magnétisme et l'électricité se sont avérés être un phénomène interconnecté avec une transformation inverse. Un aimant pourrait donner du courant à un conducteur, et un conducteur porteur de courant pourrait être un aimant. Sur cette image, la simulation des expériences de Faraday, qui, en fait, a découvert ce phénomène.

Maintenant, l'analogie avec le courant alternatif. Nous aurons une force d'attraction comme aimant et un sablier avec de l'eau comme générateur de courant. Sur une moitié de l'horloge, nous écrirons "top", sur l'autre "bottom". Nous retournons notre montre et voyons comment l'eau coule « vers le bas », quand toute l'eau a coulé, nous la retournons à nouveau et notre eau coule « vers le haut ». Malgré le fait que nous ayons du courant disponible, il change de direction deux fois dans un cycle complet. En science, cela ressemblera à ceci : la fréquence du courant dépend de la fréquence de rotation du générateur dans un champ magnétique. Dans certaines conditions, on obtient une onde sinusoïdale pure, ou juste un courant alternatif avec des amplitudes différentes.

Encore! Ceci est très important pour comprendre la différence entre le courant continu et le courant alternatif. Dans les deux analogies, l'eau coule "en descente". Mais dans le cas du courant continu, le réservoir se videra tôt ou tard, et pour le courant alternatif, l'horloge déversera de l'eau très longtemps, c'est dans un volume fermé. Mais en même temps, dans les deux cas, l'eau s'écoule vers le bas. Certes, dans le cas du courant alternatif, il circule la moitié du temps en descente, mais en montée. En d'autres termes, la direction du mouvement du courant alternatif est une valeur algébrique, c'est-à-dire que "+" et "-" changent continuellement de place, tandis que la direction du mouvement du courant reste inchangée. Essayez de réfléchir et de comprendre cette différence. Comme il est à la mode de dire en ligne : « Vous l'avez compris, maintenant vous savez tout.

Quelles sont les causes d'une grande variété de courants

Si vous comprenez quelle est la différence entre les courants continus et alternatifs, une question naturelle se pose - pourquoi y en a-t-il autant, les courants? Choisirait un courant comme norme, et tout serait pareil.

Mais, comme on dit, "tous les courants ne sont pas également utiles", en passant, réfléchissons à quel courant est le plus dangereux: continu ou alternatif, si nous imaginions grossièrement non pas la nature du courant, mais plutôt ses caractéristiques. L'homme est un collodion qui conduit bien l'électricité. Un ensemble de différents éléments dans l'eau (nous sommes à 70% de l'eau, si quelqu'un n'est pas au courant). Si une tension est appliquée à un tel collodion - un choc électrique, alors les particules à l'intérieur de nous commenceront à transférer des charges. Comme il se doit d'être d'un point à fort potentiel à un point à faible potentiel. Le plus dangereux est de se tenir au sol, qui est généralement un point avec un potentiel infiniment nul. En d'autres termes, nous transférerons tout le courant à la terre, c'est-à-dire la différence de charges. Ainsi, avec une direction constante du mouvement de charge, le processus d'égalisation du potentiel dans notre corps se déroule en douceur. Nous sommes comme du sable qui laisse passer de l'eau à travers nous. Et nous pouvons en toute sécurité "absorber" beaucoup d'eau. Avec le courant alternatif, l'image est légèrement différente - toutes nos particules vont "tirer" ici et là. Le sable ne pourra pas passer l'eau calmement, et le tout sera remué. Par conséquent, la réponse à la question de savoir quel courant est le plus dangereux, constant ou variable, est sans ambiguïté - variable. Pour référence, le seuil de courant continu potentiellement mortel est de 300 mA. Pour le courant alternatif, ces valeurs dépendent de la fréquence et commencent à 35 mA. À un courant de 50 hertz 100mA. D'accord, la différence de 3 à 10 fois en elle-même répond à la question: qu'est-ce qui est le plus dangereux? Mais ce n'est pas l'argument principal dans le choix de la norme actuelle. Ordonnons tout ce qui est pris en compte lors du choix du type de courant :

Livraison de courant sur de longues distances. Le courant continu sera presque tout perdu ;
Transformation en circuits électriques hétérogènes avec un niveau de consommation indéfini. Pour le courant continu, un problème pratiquement insoluble ;
Le maintien d'une tension constante pour le courant alternatif est deux ordres de grandeur moins cher que pour le courant continu;
transformation énergie électrique en force mécanique est beaucoup moins cher dans les moteurs et mécanismes à courant alternatif. De tels moteurs ont leurs inconvénients et dans un certain nombre de domaines ne peuvent pas remplacer les moteurs à courant continu ;
Pour une utilisation de masse, le courant continu présente donc un avantage: il est plus sûr pour l'homme.

D'où le compromis raisonnable que l'humanité a choisi. Pas un seul courant, mais l'ensemble des transformations disponibles depuis la production, la livraison au consommateur, la distribution et l'utilisation. Nous n'énumérerons pas tout, mais nous considérons la réponse principale à la question de l'article, "quelle est la différence entre le courant continu et le courant alternatif", en un mot - les caractéristiques. C'est probablement la réponse la plus correcte à des fins domestiques. Et pour comprendre les normes, nous proposons de considérer les principales caractéristiques de ces courants.

Les principales caractéristiques des courants utilisés aujourd'hui

Si pour le courant continu depuis la découverte les caractéristiques sont restées globalement inchangées, alors avec les courants alternatifs tout est beaucoup plus compliqué. Regardez cette image - un modèle de flux de courant dans un système triphasé de la génération à la consommation

De notre point de vue, c'est un modèle très illustratif, sur lequel on voit bien comment supprimer une phase, deux ou trois. En même temps, vous pouvez voir comment cela arrive au consommateur.

En conséquence, nous avons une chaîne de génération, des tensions (courants) AC et DC au niveau du consommateur. Ainsi, plus on s'éloigne du consommateur, plus les courants et la tension sont élevés. En fait, dans notre prise, le plus simple et le plus faible est le courant alternatif monophasé, 220V avec une fréquence fixe de 50 Hz. Seule une augmentation de fréquence est capable de rendre le courant haute fréquence à cette tension. L'exemple le plus simple est dans votre cuisine. L'impression par micro-ondes convertit le courant simple en haute fréquence, ce qui aide en fait à cuisiner. Soit dit en passant, répondons à la question sur la puissance des micro-ondes - c'est juste la quantité de courant "ordinaire" qu'elle convertit en courants à haute fréquence.

Il convient de rappeler que toute transformation de courants n'est pas "pour rien". Pour obtenir du courant alternatif, vous devez faire tourner l'arbre avec quelque chose. Pour en tirer un courant continu, vous devez dissiper une partie de l'énergie sous forme de chaleur. Même les courants de transmission de puissance devront être dissipés sous forme de chaleur lorsqu'ils seront livrés à l'appartement à l'aide d'un transformateur. C'est-à-dire que toute modification des paramètres actuels s'accompagne de pertes. Et bien sûr, les pertes s'accompagnent de la livraison de courant au consommateur. Cette connaissance apparemment théorique nous permet de comprendre d'où viennent nos trop-payés pour l'énergie, supprimant la moitié des questions pourquoi il y a 100 roubles sur le compteur et 115 sur le reçu.

Revenons aux courants. Nous avons tout mentionné, et nous savons même en quoi le courant continu diffère du courant alternatif, alors rappelons quels courants il existe en général.

DC, la source est la physique des réactions chimiques avec un changement de charge, peut être obtenue en convertissant le courant alternatif. Variété - courant d'impulsion, qui modifie ses paramètres dans une large plage, mais ne modifie pas la direction du mouvement.
Courant alternatif. Peut être monophasé, biphasé ou triphasé. Standard ou haute fréquence. Une classification aussi simple suffit.

Conclusion ou chaque courant a son propre appareil

La photo montre un générateur de courant à la centrale hydroélectrique de Sayano-Shushenskaya. Et sur cette photo, le lieu de son installation.

Et ce n'est qu'une ampoule.

N'est-il pas vrai que la différence d'échelle est frappante, bien que le premier ait été créé, y compris pour le travail du second ? Si vous pensez à cet article, il devient clair que plus l'appareil est proche d'une personne, plus le courant continu y est utilisé. À l'exception des moteurs à courant continu et des applications industrielles, il s'agit vraiment d'une norme basée précisément sur le fait que nous avons découvert quel courant continu ou alternatif est le plus dangereux. Les caractéristiques des courants domestiques reposent sur le même principe, puisque le courant alternatif 220V 50Hz est un compromis entre danger et pertes. Le prix d'un compromis est l'automatisation de la protection : d'un fusible à un différentiel. En nous éloignant de la personne, nous nous trouvons dans la zone des caractéristiques transitoires, où les courants et les tensions sont plus élevés, et où le danger pour l'homme n'est pas pris en compte, mais l'attention est portée sur la sécurité - la zone d'utilisation industrielle du courant . Ce qui est le plus éloigné de l'homme, même dans l'industrie, c'est la transmission et la production d'énergie. Un simple mortel n'a rien à faire ici - c'est une zone de professionnels et de spécialistes qui savent contrôler ce pouvoir. Mais même avec un usage domestique de l'électricité, et bien sûr en travaillant avec un électricien, comprendre les bases de la nature des courants ne sera jamais superflu.

courant continu appelé un courant électrique qui ne change pas dans le temps de direction et de valeur.

Les sources de courant continu sont les cellules galvaniques, les batteries et les générateurs de courant continu.

Le courant électrique a une certaine direction. La direction du mouvement des particules chargées positivement est considérée comme la direction du courant. Si le courant est formé par le mouvement de particules chargées négativement, la direction du courant est considérée comme opposée à la direction de mouvement de ces particules.

Le concept d'intensité du courant est utilisé pour quantifier le courant dans un circuit électrique. L'intensité du courant est la quantité d'électricité Q traversant la section transversale du conducteur par unité de temps.

Si pendant le temps t à travers la section transversale du conducteur, la quantité d'électricité Q s'est déplacée, alors l'intensité du courant est I \u003d Q / t.

L'unité d'intensité du courant est l'ampère (A).

La densité de courant A / mm 2 est le rapport de l'intensité du courant I à la surface la Coupe transversale Conducteur F :

Dans un circuit électrique fermé, le courant naît sous l'action d'une source d'énergie électrique, qui crée et maintient une différence de potentiel à ses bornes ; mesurée en volts (V).

Une caractéristique importante d'un circuit électrique est la résistance ; l'intensité du courant dans le conducteur à une tension donnée dépend de cette valeur. La résistance d'un conducteur est une sorte de mesure de la résistance d'un conducteur au passage du courant électrique dans celui-ci. La résistance électrique est mesurée en ohms (Ohm). Largement utilisé et l'inverse de la résistance (1 / Ohm), qui s'appelle la conductivité.

La résistance dépend du matériau du conducteur, de sa longueur l et de sa section transversale F, c'est-à-dire

Où ρ est la résistivité du conducteur.

La résistivité en unités SI est numériquement égale à la résistance d'un conducteur ayant la forme d'un cube avec une arête de 1 m, si le courant passe entre deux faces opposées du cube.

La résistance des conducteurs change lorsque leur température change. Lorsque la température augmente, la résistance des conducteurs métalliques augmente. La résistance du charbon, des solutions et des masses fondues de sels et d'acides diminue avec l'augmentation de la température.

En désignant par R 0 la résistance du conducteur à une température de 0 ° C, on obtient pour la résistance à n'importe quelle température la formule R \u003d R 0 (l + αt), où α est le coefficient thermique de résistance, montrant la relative incrément résistivité lorsque le conducteur est chauffé de 1 ° C.

Cette propriété est utilisée dans les capteurs de température à fil.

La relation entre la différence de potentiel (tension) aux bornes d'un circuit électrique, la résistance et le courant dans le circuit est exprimée par la loi d'Ohm.

Selon la loi d'Ohm pour une section d'un circuit homogène, l'intensité du courant est directement proportionnelle à la valeur de la tension appliquée, c'est-à-dire I \u003d U / R, où U est la tension aux bornes du circuit B; R - résistance, Ohm; I - force actuelle, A.

En pratique, parallèle, série et connexion mixteéléments de circuits électriques. À connexion parallèleéléments, tels que des résistances, leurs conclusions sont connectées à des points nodaux communs et chaque résistance est allumée pour une tension appliquée aux points nodaux A et B (Fig. 1).

La résistance totale du circuit est déterminée par la formule: 1 / R 0 \u003d 1 / R 1 +1 / R 2 +1 / R 3

À connexion série les éléments des cibles électriques sont allumés les uns après les autres, c'est-à-dire que le début du suivant est connecté à la fin du précédent (Fig. 2).

Le courant électrique dans un circuit avec une connexion en série est commun à tous les éléments.

La résistance totale du circuit lorsque les résistances sont connectées en série est calculée par la formule R 0 \u003d R 1 + R 2 + R 3

Les formules ci-dessus peuvent être utilisées pour calculer la résistance totale de n'importe quel nombre de résistances connectées en parallèle ou en série.

Le travail effectué par un courant électrique par unité de temps (seconde) est appelé puissance et est désigné par la lettre P. Cette valeur est caractérisée par l'intensité du travail effectué par le courant. La puissance est déterminée par la formule P=W/t=UIt/t=UI.

L'unité de mesure de la puissance est le watt (W). Un watt est la puissance à laquelle un joule de travail est effectué uniformément par seconde. Alors la formule ci-dessus peut s'écrire comme suit : W=Pt.

Plusieurs unités de puissance : kilowatt-1 kW = 1 000 W et mégawatt-1 MW = 1 000 000 W.

L'unité de mesure de l'énergie électrique - le kilowattheure (kWh) est le travail effectué à une puissance constante de 1 kW pendant 1 heure.

L'expression de la puissance d'un courant électrique peut être convertie en remplaçant, selon la loi d'Ohm, la tension U = IR. En conséquence, nous obtenons trois expressions pour la puissance du courant électrique

P=UI = I 2 R=U 2 /R

D'une grande importance pratique est le fait que la même puissance de courant électrique peut être obtenue à basse tension et à haute intensité ou à haute tension et à basse intensité.

Le courant électrique circulant dans un conducteur l'échauffe. La quantité de chaleur dégagée dans le conducteur est déterminée par nj formule Q-I 2 Rt.

Cette relation s'appelle la loi de Joule-Lenz.

Les fils sont généralement isolation électrique, ce qui aggrave les conditions de refroidissement du coeur porteur de courant. De plus, l'isolation, selon le type de matériau à partir duquel elle est fabriquée, peut supporter une certaine température de chauffage (admissible). Le nombre de fils et la manière dont ils sont posés affectent également de manière significative les conditions de leur refroidissement.

Lors de la conception des fils électriques, ces sections et marques de fils sont choisies de manière à ce que leur température ne dépasse pas les valeurs acceptables. La section minimale des fils pour une intensité de courant donnée est déterminée à partir du tableau des charges de courant admissibles à long terme sur les fils et les câbles. Ces tableaux sont donnés dans les ouvrages électriques de référence et dans les "Règles d'Installation Electrique" (PUE).

Sur la base de la loi d'Ohm et de la loi de Joule-Lenz, il est possible d'analyser le phénomène qui se produit lorsque des conducteurs sont directement connectés les uns aux autres, fournissant du courant électrique à la charge. Il convient de noter le phénomène dans lequel le courant circule de manière plus courte, en contournant la charge (court-circuit).

La figure 3 montre un schéma de l'inclusion d'une lampe à incandescence électrique dans réseau électrique. Si la résistance de cette lampe est R \u003d 484 Ohm et que la tension secteur est U \u003d 220V, alors le courant dans le circuit de la lampe conformément à l'équation

Considérons le cas où les fils menant à une lampe à incandescence sont connectés via une très petite résistance, telle qu'une tige de métal épaisse. Dans ce cas, le courant du circuit, passant au point A, se ramifie le long de deux chemins: l'un, la majeure partie, suivra le chemin à faible résistance - la tige métallique, et l'autre, une petite partie du courant - le long du chemin avec grande résistance- une lampe à incandescence.

En fait, lors d'un court-circuit, la tension du secteur sera inférieure à 220 V, car un courant important dans le circuit entraînera une chute de tension importante et donc le courant traversant la tige métallique sera un peu inférieur. Mais néanmoins, ce courant sera plusieurs fois supérieur au courant qui traversait auparavant le circuit.

Conformément à la dépendance Q = I 2 Rt, le courant traversant les fils génère de la chaleur, et les fils s'échauffent. Dans notre exemple, la section transversale des fils a été conçue pour un petit courant - 0,455 A. Lors de la connexion des fils de manière plus courte, en contournant la charge, un très grand courant traverse le circuit - 22 000 A. Un tel courant provoquera une énorme quantité de chaleur à libérer, ce qui entraînera la carbonisation et l'inflammation des fils isolants, la fonte du matériau du fil, des dommages aux instruments de mesure électriques, la fonte des contacts des interrupteurs, des interrupteurs à couteau, etc. La source d'énergie électrique alimentant un tel circuit peut également être endommagé. La surchauffe des fils peut provoquer un incendie.

Chaque câblage électrique est conçu pour un courant spécifique qui lui est propre.

Le mode de fonctionnement d'urgence du circuit, lorsque, en raison d'une diminution de sa résistance, le courant dans celui-ci augmente fortement par rapport au normal est appelé court-circuit.

En raison des conséquences dangereuses, destructrices et parfois irréparables d'un court-circuit, certaines conditions doivent être respectées lors de l'installation et de l'exploitation. installations électriques. Les principaux sont les suivants :

1. L'isolation des fils doit être adaptée à la tension du secteur et aux conditions de travail.
2. La section des fils doit être telle que leur échauffement sous charge normale n'atteigne pas une valeur dangereuse.
3. Les fils posés doivent être protégés contre les dommages mécaniques.
4. Les connexions et les dérivations doivent être aussi bien isolées que les fils.
5. Les câbles doivent être posés à travers les murs, les plafonds et les sols de manière à être protégés des dommages mécaniques et chimiques, de l'humidité et ne se touchent pas.

Pour éviter une augmentation soudaine et dangereuse du courant dans le circuit électrique lors de son court-circuit, le circuit est protégé par des fusibles ou des relais de courant maximum.