Definiția și caracteristicile curentului continuu. curentul continuu este

DC (curent continuu) –este mișcarea ordonată a particulelor încărcate într-o direcție. Cu alte cuvinte
cantităţi care caracterizează electricitate, cum ar fi tensiunea sau curentul, sunt constante atât în valoare, cât și în direcție.

Într-o sursă de curent continuu, de exemplu într-o sursă convențională baterie AA, electronii se deplasează de la minus la plus. Dar din punct de vedere istoric, direcția de la plus la minus este considerată a fi direcția tehnică a curentului.

Pentru curentul continuu se aplică toate legile de bază ale ingineriei electrice, cum ar fi legea lui Ohm și legile lui Kirchhoff.

Poveste

Inițial, curentul continuu a fost numit - curent galvanic, deoarece a fost obținut mai întâi folosind o reacție galvanică. Apoi, la sfârșitul secolului al XIX-lea, Thomas Edison a făcut încercări de a organiza transmiterea curentului continuu prin liniile electrice. În același timp, așa-numitul „războiul curenților”, în care a existat o alegere ca curent principal între alternativ și continuu. Din păcate, curentul continuu a „pierdut” acest „război” deoarece, spre deosebire de curentul alternativ, curentul continuu suferă pierderi mari de putere atunci când este transmis la distanțe. Curentul alternativ este ușor de transformat și, prin urmare, transmis pe distanțe mari.

Surse DC

Sursele de curent continuu pot fi baterii sau alte surse în care curentul apare din cauza unei reacții chimice (de exemplu, o baterie pentru degete).

De asemenea, sursele DC pot fi un generator DC, în care curentul este generat datorită
fenomen de inducție electromagnetică și apoi rectificat cu ajutorul unui colector.

Curentul continuu poate fi obtinut prin redresarea curentului alternativ. Pentru aceasta, există diverse redresoare și convertoare.

Aplicație

Curentul continuu, utilizat pe scară largă în scheme electriceși dispozitive. De exemplu, acasă, majoritatea aparatelor, cum ar fi modemul sau încărcătorul mobil, funcționează pe curent continuu. Alternatorul mașinii generează și transformă curent continuu pentru a încărca bateria. Orice dispozitiv portabil este alimentat de o sursă de curent continuu.

În industrie, DC este utilizat în mașini DC, cum ar fi motoare sau generatoare. În unele țări există linii de înaltă tensiune DC.

Curentul continuu și-a găsit utilizarea și în medicină, de exemplu în electroforeză, o procedură de tratament care utilizează curent electric.

În transportul feroviar, pe lângă curentul alternativ, se mai folosește și curentul continuu. Acest lucru se datorează faptului că motoarele de tracțiune, care au caracteristici mecanice mai strânse decât motoarele cu inducție, sunt motoare de curent continuu.

Impact asupra corpului uman

Curentul continuu, spre deosebire de curentul alternativ, este mai sigur pentru oameni. De exemplu, un curent letal pentru o persoană este de 300 mA dacă este un curent constant, iar dacă este un curent alternativ cu o frecvență de 50 Hz, atunci 50-100 mA.

Curentul continuu este un curent care are o singură direcție și o magnitudine.

Grafic, curentul continuu este o linie dreaptă.

Natura curentului electric

Cuprul, aluminiul, oțelul, argintul și alte metale sunt numite conductori. Au mulți electroni liberi. Prin urmare, sunt buni conductori de electricitate. Ele sunt folosite ca fire și se numesc conductori.

Conductorii au mulți electroni liberi. Dacă circuitul electric este deschis, atunci electronii liberi din conductori sunt în mișcare haotică.

Să închidem circuitul electric. Sursa curentă se formează în circuit electric câmp electric care interacţionează cu câmpurile electrice ale fiecărui electron. Ca rezultat, electronii liberi se vor mișca într-o direcție.

Concluzie:Curentul electric din conductori este un flux direcționat de electroni liberi.

Direcția curentului electric

Curentul electric este un flux închis de electroni. Nu are nici început, nici sfârșit.

Se pune întrebarea de unde să se arate circuitul de curent electric.

Pot exista mulți consumatori în circuit, iar sursa de curent este de obicei una; prin urmare, se obișnuiește să se arate circuitul de curent de la ieșirea sursei de curent la o altă ieșire.

Există două direcții de curent electric

1. Adevărata direcție. Aceasta este direcția de la minus sursă la plus. Electronii merg în această direcție, deci direcția se numește adevărată.

2.Directia tehnica

Direcția tehnică este opusă celei adevărate. Aceasta este direcția de la plusul sursei la minusul acesteia.

Direcția tehnică a apărut istoric. Când oamenii nu cunoșteau natura curentului, setau totul să arate la fel de la plus la minus. Când am aflat că curentul este un flux de electroni care se deplasează de la minus la plus, am decis să părăsim această direcție și să o numim tehnic și să o folosim în tehnologie.

Se pune întrebarea când și în ce direcție să folosiți.

Când vine vorba de natura curentului, trebuie să folosiți direcția adevărată. În alte cazuri, folosiți direcția tehnică.

Vor fi neînțelegeri.

Nu va fi așa, deoarece în tehnologie contează circuitul electric și nu direcția curentului din el.

La început, să dăm o scurtă definiție a curentului electric. Un curent electric se numește o mișcare ordonată (dirijată) a particulelor încărcate. Actual este mișcarea electronilor într-un conductor, Voltaj- asta îi pune (electronii) în mișcare.

Acum considerați astfel de concepte ca fiind constante și curent alternativși să identifice diferențele lor fundamentale.

Diferența dintre curent continuu și curent alternativ

Caracteristica principală a unei tensiuni constante este aceea că este constantă atât ca mărime, cât și ca semn. Curentul continuu „curge” într-o singură direcție tot timpul. De exemplu, de-a lungul firelor metalice de la borna pozitivă a sursei de tensiune la cea negativă (în electroliți este creat de ionii pozitivi și negativi). Electronii înșiși se deplasează de la minus la plus, dar chiar înainte de descoperirea electronului, ei au convenit să ia în considerare că curentul curge de la plus la minus și încă aderă la această regulă în calcule.

Care este diferența dintre curentul alternativ (tensiune) și curentul continuu? Din numele în sine rezultă că se schimbă. Dar - cum anume? Un curent alternativ își modifică atât magnitudinea, cât și direcția mișcării electronilor într-o perioadă. În prizele noastre de uz casnic, acesta este un curent cu oscilații sinusoidale (armonice) cu o frecvență de 50 de herți (50 de oscilații pe secundă).

Dacă luăm în considerare un circuit închis folosind exemplul unui bec, atunci obținem următoarele:

cu curent continuu, electronii vor curge prin bec întotdeauna în aceeași direcție de la (-) minus la (+) plus
la alternare, direcția de mișcare a electronilor se va schimba în funcție de frecvența generatorului. adică dacă în rețeaua noastră frecvența curentului alternativ este de 50 hertzi (Hz), atunci direcția de mișcare a electronilor într-o secundă se va schimba de 100 de ori. Astfel, + și - din priza noastră sunt schimbate de o sută de ori pe secundă (de aceea putem conecta ștecherul electric la priză „cu capul în jos” și totul va funcționa).

Tensiunea alternativă din priza noastră casnică se modifică conform unei legi sinusoidale. Ce înseamnă? Tensiunea crește de la zero la o valoare de amplitudine pozitivă (maxim pozitiv), apoi scade la zero și continuă să scadă - la o valoare de amplitudine negativă (maximum negativ), apoi crește din nou, trecând prin zero și revine la o valoare de amplitudine pozitivă.

Cu alte cuvinte, cu curent alternativ, sarcina sa se schimbă constant. Aceasta înseamnă că tensiunea este fie 100%, apoi 0%, apoi din nou 100%. Se dovedește că într-o secundă, electronii își schimbă direcția de mișcare și polaritatea de 100 de ori, de la pozitiv la negativ (rețineți că frecvența lor este de 50 hertzi - 50 de perioade sau oscilații pe secundă?).

Primele rețele electrice au fost curent continuu. Mai multe probleme au fost asociate cu aceasta, una dintre ele a fost complexitatea designului generatorului în sine. Iar alternatorul are un design mai simplu și, prin urmare, este simplu și ieftin de operat.

Faptul este că aceeași putere poate fi transmisă prin tensiune înaltă și curent scăzut, sau invers: Voltaj scazut si curent mare. Cum mai actuale, cu cât este necesară secțiunea transversală a firului mai mare, adică firul ar trebui să fie mai gros. Pentru tensiune, grosimea firului nu este importantă, dacă izolatoarele erau bune. AC (spre deosebire de DC) este pur și simplu mai ușor de convertit.

Și acest lucru este convenabil. Deci, printr-un fir cu o secțiune transversală relativ mică, o centrală electrică poate trimite cinci sute de mii (și uneori până la un milion și jumătate) de volți de energie la un curent de 100 de amperi, practic fără pierderi. Apoi, de exemplu, transformatorul de la substația orașului va „prelua” 500.000 de volți la un curent de 10 amperi și va „da” 10.000 de volți la 500 de amperi rețelei orașului. Iar substațiile regionale transformă deja această tensiune în 220/380 volți la un curent de circa 10.000 de amperi, pentru nevoile zonelor rezidențiale și industriale ale orașului.

Desigur, schema este simplificată și se referă la întregul set de substații districtuale din oraș, și nu la oricare în special.

Un computer personal (PC) funcționează pe un principiu similar, dar în direcția opusă. Convertește curentul alternativ în curent continuu și apoi, folosindu-l, își scade tensiunea la valorile necesare pentru funcționarea tuturor componentelor din interior.

La sfârșitul secolului al XIX-lea, electrificarea mondială ar fi putut foarte bine să fi trecut în sens invers. Thomas Edison (se crede că el a inventat una dintre primele lămpi cu incandescență de succes comercial) și-a promovat activ ideea de curent continuu. Și dacă nu ar fi cercetarea unei alte persoane proeminente care a dovedit eficiența curentului alternativ, atunci totul ar putea fi diferit.

Geniul sârb Nikola Tesla (care a lucrat pentru Edison o perioadă) a fost primul care a proiectat și a construit un alternator polifazat, dovedind eficiența și superioritatea acestuia față de proiecte similare care funcționau cu o sursă de energie constantă.

Acum să ne uităm la „habitatele” curentului continuu și alternativ. Permanent, de exemplu, se află în bateria sau bateriile telefonului nostru. Dispozitiv de încărcare ele transformă curentul alternativ din rețea în curent continuu și deja sub această formă ajunge în locurile sale de stocare (baterii).

Sursele de tensiune DC sunt:

baterii convenționale utilizate în diverse dispozitive (lanterne, playere, ceasuri, testere etc.)
diverse baterii (alcaline, acide etc.)
generatoare de curent continuu
alte dispozitive speciale, de exemplu redresoare, convertoare
surse de energie de urgență (iluminat)

De exemplu, transportul electric urban funcționează pe un curent continuu de 600 de volți (tramvaie, troleibuze). Pentru metrou, este mai mare - 750-825 Volți.

Surse de tensiune AC:

generatoare
diverse convertoare (transformatoare)
rețele electrice de uz casnic (prize de acasă)

Am vorbit aici despre cum și cum se măsoară tensiunea continuă și alternativă și, în sfârșit (tuturor celor care au citit articolul până la sfârșit) vreau să spun o mică poveste. Șeful meu mi-a spus-o și o voi repeta din cuvintele lui. În mod dureros, se potrivește subiectului nostru de astăzi!

S-a dus cumva la călătorie de afaceri cu directorii noștri într-un oraș vecin. Stabiliți relații de prietenie cu specialiștii IT locali :) Și chiar lângă autostradă există un loc atât de minunat: un izvor cu apă curată. Aproape de toate asigurați-vă că vă opriți și să colectați apă. Este un fel de tradiție.

Autoritățile locale, după ce au decis să înnobileze acest loc, au făcut totul cu cea mai recentă tehnologie: au săpat o groapă dreptunghiulară mare chiar sub fontanelă, au căptușit-o cu plăci strălucitoare, au făcut un preaplin, iluminat cu LED-uri și piscina s-a dovedit. Mai departe mai mult! Izvorul în sine a fost „împachetat” în așchii de granit marcate, avându-i o formă nobilă, icoana de deasupra orificiului de ventilație a fost zidită sub sticlă – un loc sfânt, se pare!

Și atingerea finală - am pus un sistem de alimentare cu apă pe o fotocelulă. Se dovedește că piscina este mereu plină și „gâlgâie” în ea, iar pentru a trage apa direct din fontanel, trebuie să-ți aduci mâinile cu un vas la fotocelula și de acolo „curge” :)

Trebuie să spun că în drum spre sursă, șeful nostru i-a spus unuia dintre directori cât de tare a fost: tehnologii noi, Wi-Fi, fotocelule, scanare retinei etc. Regizorul era un tehnofob clasic, așa că era de părere opusă. Și așa, conduc până la fontanel, își pun mâinile unde trebuie, dar apa nu curge!

Ei fac asta și asta, dar rezultatul este zero! S-a dovedit că prostește nu era tensiune în rețeaua electrică care alimenta acest sistem shaitan :) Directorul era „călare”! El a lansat mai multe fraze de „control” despre toate aceste n ... x tehnologii, aceleași n ... x elemente, toate mașinile în general și despre aceasta în special. Am luat recipientul direct din piscină și m-am dus la mașină!

Așadar, se pare că putem configura orice, „să ridicăm” un server grămadă, să oferim cel mai bun și mai solicitat serviciu, dar, oricum, cel mai Omul de baza- acesta este unchiul Vasya, un electrician în jachetă căptușită, care cu o singură mișcare a mâinii poate să organizeze o săritură completă din toată această putere și grație tehnică :)

Deci, amintiți-vă: principalul lucru este sursa de alimentare de înaltă calitate. bun (sursa) sursă de alimentare neîntreruptibilă) și o tensiune stabilă în prize și totul va urma :)

Pentru azi avem de toate și până la articolele următoare. Ai grijă de tine! Mai jos este un scurt videoclip pe tema articolului.

În ciuda faptului că electricitatea a intrat ferm în viața noastră, marea majoritate a utilizatorilor acestei binecuvântări a civilizației nu au nici măcar o înțelegere superficială a ce este curentul, ca să nu mai vorbim de modul în care curentul continuu diferă de curentul alternativ, care este diferența dintre ei. , și ceea ce este actual în general . Prima persoană care a fost șocată a fost Alessandro Volta, după care și-a dedicat toată viața acestui subiect. De asemenea, să acordăm atenție acestui subiect pentru a avea o idee generală despre natura electricității.

De unde vine curentul și de ce este diferit?

Vom încerca să evităm fizica complexă și vom folosi metoda analogiilor și simplificărilor pentru a lua în considerare această problemă. Dar înainte de asta, să ne amintim vechea glumă despre examen, când un student cinstit a scos un bilet „Ce este curentul electric”.

„Îmi pare rău, domnule profesor, mă pregăteam, dar am uitat”, a răspuns studentul cinstit. - Cum ai putut! Profesorul l-a mustrat: Tu ești singura persoană de pe Pământ care știa asta! (Cu)

Aceasta este o glumă, desigur, dar există mult adevăr în ea. Prin urmare, nu vom căuta lauri Nobel, ci pur și simplu ne vom da seama, curent alternativ și curent continuu, care este diferența și ceea ce este considerat a fi surse de curent.

Ca bază, vom presupune că curentul nu este mișcarea particulelor (deși mișcarea particulelor încărcate transferă și sarcină și, prin urmare, creează curenți), ci mișcarea (transferul) excesului de sarcină într-un conductor dintr-un punct mare. încărcare (potențial) la un punct de încărcare mai mică. O analogie este un rezervor, apa tinde întotdeauna să ocupe un nivel (egalizare potențiale). Dacă deschideți o gaură în baraj, apa va începe să curgă în jos, va fi curent continuu. Cu cât gaura este mai mare, cu atât va curge mai multă apă, curentul va crește, la fel și puterea și cantitatea de muncă pe care acest curent este capabil să o facă. Dacă procesul nu este controlat, apa va distruge barajul și va crea imediat o zonă de inundație cu o suprafață plană. Acesta este un scurtcircuit cu egalizare de potențial, însoțit de o mare distrugere.

Astfel, în sursă apare curentul continuu (de regulă, din cauza reacțiilor chimice), în care există o diferență de potențial în două puncte. Mișcarea sarcinii de la un „+” mai mare la un „-” mai mic egalizează potențialul în timp ce reacția chimică continuă. Rezultatul egalizării depline a potențialului, știm - „bateria satului”. Acest lucru duce la înțelegerea de ce tensiunea continuă și cea alternativă diferă semnificativ în stabilitatea caracteristicilor. Bateriile (acumulatoarele) consumă încărcătură, astfel încât tensiunea DC scade în timp. Pentru a-l menține la același nivel, se folosesc convertoare suplimentare. Inițial, omenirea a decis pentru o lungă perioadă de timp cum diferă curentul continuu de curentul alternativ pentru utilizare pe scară largă, așa-numitul. „Războiul curenților”. S-a încheiat cu victoria curentului alternativ, nu numai pentru că există mai puține pierderi în timpul transmisiei pe distanță, dar și generarea de curent continuu din curent alternativ s-a dovedit a fi mai ușoară. Evident, curentul continuu obtinut in acest fel (fara sursa consumabila) are caracteristici mult mai stabile. De fapt, în acest caz, variabila și presiune constantă sunt conectate rigid și în timp depind doar de generarea de energie și de cantitatea de consum.

Astfel, curentul continuu prin natura sa este apariția unei sarcini neuniforme în volum (reacție chimică), care poate fi redistribuită cu ajutorul firelor, conectând un punct de sarcină mare și scăzută (potențial).

Să ne oprim asupra unei astfel de definiții general acceptate. Toți ceilalți curenți continui (nu bateriile și acumulatorii) provin dintr-o sursă de curent alternativ. De exemplu, în această imagine, linia ondulată albastră este curentul nostru continuu, ca rezultat al conversiei curentului alternativ.

Fiți atenți la comentariile de pe imagine, " un numar mare de circuite și plăci colectoare. Dacă convertorul este diferit, imaginea va fi diferită. Aceeași linie albastră de curent este aproape constantă, dar pulsatorie, amintiți-vă acest cuvânt. Aici, apropo, curentul continuu pur este linia roșie.

Relația dintre magnetism și electricitate

Acum să vedem cum diferă curentul alternativ de curentul continuu, care depinde de material. Cel mai important - apariţia unui curent alternativ nu depinde de reacţiile din material. Lucrând cu galvanic (curent continuu), s-a stabilit rapid că conductorii sunt atrași unul de celălalt ca magneții. Consecința a fost descoperirea că un câmp magnetic în anumite condiții generează un curent electric. Adică, magnetismul și electricitatea s-au dovedit a fi un fenomen interconectat cu o transformare inversă. Un magnet ar putea da curent unui conductor, iar un conductor care poartă curent ar putea fi un magnet. În această imagine, simularea experimentelor lui Faraday, care, de fapt, a descoperit acest fenomen.

Acum analogia pentru curent alternativ. Vom avea o forță atractivă ca magnet și o clepsidră cu apă ca generator de curent. Pe o jumătate a ceasului vom scrie „sus”, pe cealaltă „jos”. Întoarcem ceasul și vedem cum apa curge „în jos”, când toată apa a trecut, o întoarcem din nou și apa noastră curge „în sus”. În ciuda faptului că avem curent disponibil, acesta își schimbă direcția de două ori într-un ciclu complet. În știință, va arăta astfel: frecvența curentului depinde de frecvența de rotație a generatorului într-un câmp magnetic. În anumite condiții, obținem o undă sinusoidală pură sau doar un curent alternativ cu amplitudini diferite.

Din nou! Acest lucru este foarte important pentru înțelegerea diferenței dintre curentul continuu și curentul alternativ. În ambele analogii, apa curge „la vale”. Dar în cazul curentului continuu, rezervorul se va goli mai devreme sau mai târziu, iar pentru curent alternativ, ceasul va turna apă foarte mult timp, este într-un volum închis. Dar în același timp, în ambele cazuri, apa curge la vale. Adevărat, în cazul curentului alternativ, acesta curge jumătate din timp în jos, dar în sus. Cu alte cuvinte, direcția de mișcare a curentului alternativ este o valoare algebrică, adică „+” și „-” își schimbă continuu locurile, în timp ce direcția de mișcare a curentului rămâne neschimbată. Încercați să vă gândiți și să înțelegeți această diferență. Cât de la modă este să spui online: „Ai înțeles asta, acum știi totul”.

Ceea ce provoacă o mare varietate de curenți

Dacă înțelegeți care este diferența dintre curenții continui și cei alternativi, apare o întrebare firească - de ce sunt atât de mulți dintre ei, curenți? Ar alege un curent ca standard și totul ar fi la fel.

Dar, după cum se spune, „nu toți curenții sunt la fel de folositori”, apropo, să ne gândim care curent este mai periculos: direct sau alternativ, dacă ne-am imagina aproximativ nu natura curentului, ci mai degrabă caracteristicile sale. Omul este un colodion care conduce bine electricitatea. Un set de elemente diferite în apă (noi suntem 70% din apă, dacă nu știe cineva). Dacă unui astfel de colodion i se aplică o tensiune - un șoc electric, atunci particulele din interiorul nostru vor începe să transfere sarcina. Așa cum ar trebui să fie de la un punct de potențial ridicat la un punct de potențial scăzut. Cel mai periculos lucru este să stai pe pământ, care este în general un punct cu un potențial infinit zero. Cu alte cuvinte, vom transfera întregul curent la pământ, adică diferența de sarcini. Deci, cu o direcție constantă de mișcare a sarcinii, procesul de egalizare a potențialului în corpul nostru are loc fără probleme. Suntem ca nisipul care trece apa prin noi. Și putem „absorbi” în siguranță multă apă. Cu curent alternativ, imaginea este ușor diferită - toate particulele noastre vor „trage” ici și acolo. Nisipul nu va putea trece calm apa, iar întregul va fi agitat. Prin urmare, răspunsul la întrebarea care curent este mai periculos, constant sau variabil, este clar - variabil. Pentru referință, pragul de curent continuu care pune viața în pericol este de 300 mA. Pentru AC aceste valori depind de frecvență și încep de la 35mA. La un curent de 50 hertzi 100mA. De acord, diferența de 3-10 ori în sine răspunde la întrebarea: ce este mai periculos? Dar acesta nu este argumentul principal în alegerea standardului actual. Să comandăm tot ce este luat în considerare atunci când alegem tipul de curent:

Livrarea curentului pe distanțe lungi. Curentul continuu se va pierde aproape tot;
Transformare în circuite electrice eterogene cu un nivel nedefinit de consum. Pentru curent continuu, o problemă practic de nerezolvat;
Menținerea unei tensiuni constante pentru curentul alternativ este cu două ordine de mărime mai ieftină decât pentru curentul continuu;
transformare energie electricaîn forța mecanică este mult mai ieftină în motoarele și mecanismele de curent alternativ. Astfel de motoare au dezavantajele lor și, într-un număr de domenii, nu pot înlocui motoarele de curent continuu;
Prin urmare, pentru utilizare în masă, curentul continuu are un avantaj - este mai sigur pentru oameni.

De aici compromisul rezonabil pe care l-a ales omenirea. Nu doar un curent, ci întregul set de transformări disponibile de la generare, livrare către consumator, distribuție și utilizare. Nu vom enumera totul, dar luăm în considerare răspunsul principal la întrebarea articolului, „care este diferența dintre curentul continuu și curentul alternativ”, într-un cuvânt - caracteristici. Acesta este probabil cel mai corect răspuns pentru orice scop domestic. Și pentru a înțelege standardele, ne propunem să luăm în considerare principalele caracteristici ale acestor curenți.

Principalele caracteristici ale curenților folosiți astăzi

Dacă pentru curentul continuu de la descoperire caracteristicile au rămas în general neschimbate, atunci cu curenții alternativi totul este mult mai complicat. Priviți această imagine - un model de flux de curent într-un sistem trifazat de la generare până la consum

Din punctul nostru de vedere, este un model foarte ilustrativ, pe care este clar cum să eliminați o fază, două sau trei. În același timp, puteți vedea cum ajunge la consumator.

Ca urmare, avem un lanț de generație, tensiune (curenți) AC și DC la stadiul de consumator. În consecință, cu cât mai departe de consumator, cu atât curenții și tensiunea sunt mai mari. De fapt, la priza noastră, cel mai simplu și mai slab este curentul alternativ monofazat, 220V cu o frecvență fixă de 50 Hz. Doar o creștere a frecvenței este capabilă să facă curentul de înaltă frecvență la această tensiune. Cel mai simplu exemplu este în bucătărie. Imprimarea cu microunde transformă curentul simplu în frecvență înaltă, ceea ce ajută de fapt la gătit. Apropo, să răspundem la întrebarea despre puterea microundelor - acesta este cât de mult curent „obișnuit” transformă în curenți de înaltă frecvență.

Merită să ne amintim că orice transformare a curenților nu este „degeaba”. Pentru a obține curent alternativ, trebuie să rotiți arborele cu ceva. Pentru a obține un curent continuu din el, trebuie să disipați o parte din energie sub formă de căldură. Chiar și curenții de transmisie a energiei vor trebui disipați sub formă de căldură atunci când sunt livrați în apartament folosind un transformator. Adică, orice modificare a parametrilor actuali este însoțită de pierderi. Și, desigur, pierderile sunt însoțite de livrarea de curent către consumator. Această cunoaștere aparent teoretică ne permite să înțelegem de unde provin plățile noastre în exces pentru energie, eliminând jumătate dintre întrebările de ce există 100 de ruble pe contor și 115 pe chitanță.

Să revenim la curente. Am menționat totul și chiar știm cum diferă curentul continuu de curentul alternativ, așa că să ne amintim ce curenți există în general.

DC, sursa este fizica reacțiilor chimice cu o modificare a sarcinii, poate fi obținută prin conversia curentului alternativ. Varietate - curent de impuls, care își modifică parametrii într-o gamă largă, dar nu schimbă direcția de mișcare.
Curent alternativ. Poate fi monofazat, bifazat sau trifazat. Frecvență standard sau înaltă. O astfel de clasificare simplă este suficientă.

Concluzie sau fiecare curent are propriul său dispozitiv

Fotografia arată un generator de curent la CHE Sayano-Shushenskaya. Și în această fotografie, locul instalării sale.

Și acesta este doar un bec.

Nu este adevărat că diferența de amploare este izbitoare, deși primul a fost creat, inclusiv pentru munca celui de-al doilea? Dacă te gândești la acest articol, devine clar că, cu cât dispozitivul este mai aproape de o persoană, cu atât mai des se folosește curent continuu. Cu excepția motoarelor de curent continuu și a aplicațiilor industriale, acesta este într-adevăr un standard bazat tocmai pe faptul că am aflat care curent este mai periculos, direct sau alternativ. Caracteristicile curenților casnici se bazează pe același principiu, deoarece curentul alternativ 220V 50Hz este un compromis între pericol și pierderi. Prețul unui compromis este automatizarea de protecție: de la o siguranță la un RCD. Îndepărtându-ne de persoană, ne aflăm în zona caracteristicilor tranzitorii, unde atât curenții, cât și tensiunile sunt mai mari și unde pericolul pentru oameni nu este luat în considerare, dar se acordă atenție siguranței - zona de utilizare industrială a curentului. . Cel mai îndepărtat de om, chiar și în industrie, este transmisia și generarea energiei. Un simplu muritor nu are ce face aici - aceasta este o zonă de profesioniști și specialiști care știu să controleze această putere. Dar chiar și în cazul utilizării casnice a electricității și, desigur, atunci când lucrați cu un electrician, înțelegerea elementelor de bază ale naturii curenților nu va fi niciodată de prisos.

curent continuu numit curent electric care nu se modifică în timp în direcție și valoare.

Sursele de curent continuu sunt celulele galvanice, bateriile și generatoarele de curent continuu.

Curentul electric are o anumită direcție. Direcția de mișcare a particulelor încărcate pozitiv este luată ca direcție a curentului. Dacă curentul este format din mișcarea particulelor încărcate negativ, direcția curentului este considerată opusă direcției de mișcare a acestor particule.

Conceptul de putere a curentului este folosit pentru a cuantifica curentul dintr-un circuit electric. Puterea curentului este cantitatea de electricitate Q care curge prin secțiunea transversală a conductorului pe unitatea de timp.

Dacă în timpul t prin secțiunea transversală a conductorului cantitatea de electricitate Q s-a deplasat, atunci puterea curentului este I \u003d Q / t.

Unitatea de măsură a intensității curentului este amperul (A).

Densitatea curentului A / mm 2 este raportul dintre puterea curentului I și aria secțiune transversală conductor F:

Într-un circuit electric închis, curentul ia naștere sub acțiunea unei surse de energie electrică, care creează și menține o diferență de potențial la bornele sale; măsurată în volți (V).

O caracteristică importantă a unui circuit electric este rezistența; puterea curentului din conductor la o tensiune dată depinde de această valoare. Rezistența unui conductor este un fel de măsură a rezistenței unui conductor la fluxul de curent electric în el. Rezistența electrică se măsoară în ohmi (Ohm). Utilizat pe scară largă și inversul rezistenței (1 / Ohm), care se numește conductivitate.

Rezistența depinde de materialul conductorului, lungimea lui l și aria secțiunii transversale F, adică.

Unde ρ este rezistivitatea conductorului.

Rezistivitatea în unități SI este numeric egală cu rezistența unui conductor având forma unui cub cu muchia de 1 m, dacă curentul trece între două fețe opuse ale cubului.

Rezistența conductorilor se modifică pe măsură ce temperatura lor se schimbă. Pe măsură ce temperatura crește, rezistența conductorilor metalici crește. Rezistența cărbunelui, a soluțiilor și a topiturii de săruri și acizi scade odată cu creșterea temperaturii.

Notând prin R 0 rezistența conductorului la o temperatură de 0 ° C, obținem pentru rezistența la orice temperatură formula R \u003d R 0 (l + αt), unde α este coeficientul termic de rezistență, arătând relativul creştere rezistivitate când conductorul este încălzit cu 1 ° C.

Această proprietate este utilizată la senzorii de temperatură cu fir.

Relația dintre diferența de potențial (tensiune) la bornele unui circuit electric, rezistența și curentul din circuit este exprimată prin legea lui Ohm.

Conform legii lui Ohm pentru o secțiune a unui circuit omogen, puterea curentului este direct proporțională cu valoarea tensiunii aplicate, adică I \u003d U / R, unde U este tensiunea la bornele circuitului B; R - rezistență, Ohm; I - puterea curentului, A.

În practică, paralel, serie și conexiune mixtă elemente ale circuitelor electrice. La conexiune paralelă elemente, cum ar fi rezistențele, concluziile lor sunt conectate la puncte nodale comune și fiecare rezistor este pornit pentru o tensiune aplicată punctelor nodale A și B (Fig. 1).

Rezistența totală a circuitului este determinată de formula: 1 / R 0 \u003d 1 / R 1 +1 / R 2 +1 / R 3

La conexiune serială elementele țintelor electrice sunt pornite una după alta, adică începutul următoarei este conectat la sfârșitul celei anterioare (Fig. 2).

Curentul electric dintr-un circuit cu conexiune serială este comun tuturor elementelor.

Rezistența totală a circuitului atunci când rezistențele sunt conectate în serie este calculată prin formula R 0 \u003d R 1 + R 2 + R 3

Formulele de mai sus pot fi utilizate pentru a calcula rezistența totală a oricărui număr de rezistențe conectate în paralel sau în serie.

Munca efectuată de un curent electric pe unitatea de timp (secundă) se numește putere și se notează cu litera P. Această valoare se caracterizează prin intensitatea muncii efectuate de curent. Puterea este determinată de formula P=W/t=UIt/t=UI.

Unitatea de măsură pentru putere este watul (W). Un wat este puterea la care un joule de lucru este realizat uniform pe secundă. Atunci formula de mai sus poate fi scrisă astfel: W=Pt.

Unități multiple de putere: kilowatt-1 kW = 1000 W și megawatt-1 MW = 1.000.000 W.

Unitatea de măsură a energiei electrice - kilowatt-oră (kWh) este munca efectuată la o putere constantă de 1 kW timp de 1 oră.

Expresia puterii unui curent electric poate fi convertită prin înlocuirea, pe baza legii lui Ohm, a tensiunii U = IR. Ca rezultat, obținem trei expresii pentru puterea curentului electric

P=UI = I2R=U2/R

De mare importanță practică este faptul că aceeași putere a curentului electric poate fi obținută la joasă tensiune și curent mare sau la înaltă tensiune și curent scăzut.

Curentul electric care trece printr-un conductor îl încălzește. Cantitatea de căldură degajată în conductor este determinată de nj formula Q-I 2 Rt.

Această relație se numește legea Joule-Lenz.

Firele sunt de obicei izolatie electrica, ceea ce înrăutățește condițiile de răcire a miezului purtător de curent. In plus, izolatia, in functie de tipul de material din care este realizata, poate rezista la o anumita temperatura de incalzire (permisa). Numărul de fire și modul în care sunt așezate afectează, de asemenea, în mod semnificativ condițiile de răcire a acestora.

La proiectarea firelor electrice, astfel de secțiuni și mărci de fire sunt alese astfel încât temperatura lor să nu depășească valorile acceptabile. Secțiunea transversală minimă a firului pentru o anumită putere a curentului este determinată din tabelul sarcinilor de curent admisibile pe termen lung pe fire și cabluri. Aceste tabele sunt date în cărțile de referință electrică și în „Regulile de instalare electrică” (PUE).

Pe baza legii lui Ohm și a legii Joule-Lenz, este posibil să se analizeze fenomenul care are loc atunci când conductoarele sunt conectate direct între ele, furnizând curent electric sarcinii. De remarcat este fenomenul în care curentul circulă într-un mod mai scurt, ocolind sarcina (scurtcircuit).

Figura 3 prezintă o diagramă a includerii unei lămpi electrice cu incandescență în reteaua electrica. Dacă rezistența acestei lămpi este R \u003d 484 Ohm, iar tensiunea rețelei este U \u003d 220V, atunci curentul din circuitul lămpii în conformitate cu ecuația

Să luăm în considerare cazul în care firele care duc la o lampă incandescentă sunt conectate printr-o rezistență foarte mică, de exemplu, o tijă de metal groasă. În acest caz, curentul circuitului, care trece în punctul A, se ramifică pe două căi: una, cea mai mare parte, va urma calea cu rezistență scăzută - tija de metal, iar cealaltă, o mică parte a curentului - de-a lungul căii. cu rezistență mare- o lampă cu incandescență.

De fapt, în timpul unui scurtcircuit, tensiunea rețelei va fi mai mică de 220 V, deoarece un curent mare în circuit va provoca o scădere mare de tensiune și, prin urmare, curentul care curge prin tija metalică va fi oarecum mai mic. Dar, cu toate acestea, acest curent va fi de multe ori mai mare decât curentul care a trecut anterior prin circuit.

În conformitate cu dependența Q=I 2 Rt, curentul care trece prin fire generează căldură, iar firele se încălzesc. În exemplul nostru, secțiunea transversală a firelor a fost proiectată pentru un curent mic - 0,455 A. Când conectați firele într-un mod mai scurt, ocolind sarcina, un curent foarte mare trece prin circuit - 22.000 A. Un astfel de curent va provoca o cantitate imensă de căldură care urmează să fie eliberată, ceea ce va duce la carbonizarea și aprinderea firelor de izolație, topirea materialului firului, deteriorarea instrumentelor electrice de măsurare, topirea contactelor întrerupătoarelor, întrerupătoarelor cu cuțit etc. Sursa de energie electrică alimentarea unui astfel de circuit poate fi de asemenea deteriorată. Supraîncălzirea firelor poate provoca un incendiu.

Fiecare cablaj electric este proiectat pentru un curent specific pentru acesta.

Modul de funcționare de urgență al circuitului, când, din cauza scăderii rezistenței sale, curentul din acesta crește brusc față de cel normal se numește scurtcircuit.

Datorită consecințelor periculoase, distructive și uneori ireparabile ale unui scurtcircuit, anumite condiții trebuie respectate în timpul instalării și exploatării. instalații electrice. Principalele sunt următoarele:

1. Izolația firelor trebuie să fie adecvată pentru tensiunea rețelei și condițiile de lucru.
2. Secțiunea transversală a firelor trebuie să fie astfel încât încălzirea lor sub sarcină normală să nu atingă o valoare periculoasă.
3. Firele pozate trebuie protejate de deteriorarea mecanică.
4. Conexiunile și ramurile trebuie să fie la fel de bine izolate ca și firele.
5. Prin pereți, tavane și pardoseli, firele trebuie așezate în așa fel încât să fie protejate de deteriorarea mecanică și chimică, de umezeală și să nu se atingă între ele.

Pentru a evita o creștere bruscă și periculoasă a curentului în circuitul electric în timpul scurtcircuitului acestuia, circuitul este protejat de siguranțe sau relee de curent maxim.