Постоянный и переменный ток в освещении. Чем отличаются электротоки

Постоянный и переменный ток в освещении. Чем отличаются электротоки

Вероятно, самый знакомый постоянный электроток — это батарея сухих элементов, а самый знакомый переменный электроток – это розетка в доме, которой каждый из нас пользуется ежедневно.

Что такое — постоянный электроток? Если объяснять простыми словами для так называемых «чайников», то это вид электричества, которое всегда течет в определенном направлении, как при течении реки. Таким является поток электроэнергии от аккумуляторов и солнечных батарей.

С другой стороны, переменный электроток — это вид электричества, при котором положительные и отрицательные заряды всегда циклически переключаются, направление потока электроэнергии также постоянно меняется соответствующим образом. Переменный электрический ток вырабатывается генераторами. Электроэнергия, получаемая на электростанциях, также подается потребителям в виде переменного электротока.

Схема появления электротока в домашних розетках

В источнике постоянного тока всегда поддерживается постоянное электронапряжение. Чем дольше используются сухие элементы и аккумуляторные батареи, тем больше они разряжаются и их запас напряжения уменьшается, но направление напряжения остается неизменным.

Источник переменного тока обеспечивает электронапряжение, меняющееся от положительного до отрицательного в определенном цикле.

Чем отличается переменный ток от постоянного, демонстрируют графики, представленные на рисунке ниже.

Графики электротока разных видов

Постоянный или переменный ток никак не превосходят друг друга, у каждого вида свои положительные и отрицательные стороны. В зависимости от цели использования электроэнергии и оборудования выбирается источник тока, наиболее соответствующий требованиям. И постоянный, и переменный электроток имеет свою сферу применения.

Переменный и постоянный ток примеры.

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.

Постоянный ток и переменный обозначение. Обозначения DC и AC

Все проводники имеют свободные электроны, способные перемещаться в присутствии разности потенциалов. Этот поток заряженных частиц в замкнутом контуре называется электрическим током. Если электрический заряд движется только в одном направлении, то это явление называется постоянным электрическим током, его обозначение «— » или DC (Direct Current).

Определение переменного тока можно вывести от обратного: это будет движение зарядов, меняющих своё направление на периодической основе. Колебания АС могут принимать самые разнообразные формы, например:

• пилообразную;
• квадратную;
• треугольную;
• синусоидальную.

Синусоидальный AC ток — это тот тип энергии , который транспортируется по современным электрическим сетям. Его огромное преимущество для энергосистем в том, что он позволяет достаточно просто изменять передаваемое напряжение с помощью трансформаторов, а такую форму волны легко генерировать. Эти качества позволяют экономить огромное количество денег и материальных ресурсов при производстве и передаче электроэнергии на значительные расстояния.

Проиллюстрировать выгоды от использования АС энергокомпаниями можно на следующем примере. Допустим, что в качестве генерирующей мощности есть электростанция, которая способна производить 1 млн ватт энергии.

Для наглядности удобно будет рассмотреть 2 способа её транспортировки:

1. Передать по сетям 1 млн ампер с напряжением 1 вольт.
2. Транспортировка тока силой в 1 ампер и напряжением 1 млн вольт.

Главное отличие заключается в следующем: во втором случае для передачи энергии потребуется проводник небольшой толщины, в то время как в первом — без кабеля с огромным сечением не обойтись. Поэтому энергетические компании преобразуют сгенерированную энергию в AC с очень высоким напряжением для транспортировки, а затем понижают в непосредственной близости от потребителей.

Ещё одним преимуществом AC для энергокомпаний является превосходство в надёжности и простоте генераторов переменного тока в сравнении с динамо. Кроме того, AC обладает такими преимуществами:

• позволяет эксплуатировать сравнительно более эффективные, простые и надёжные электрические машины;
• не разрушает коммутационные устройства.

Вся электроника и цифровая техника потребляет DC. Как правило, генерация постоянного тока производится с помощью электрохимических и гальванических элементов. Это сравнительно дорогие способы получения электричества, поэтому существует немало конструкций устройств , преобразующих AC в DC, основанных на предотвращении протекания тока в обратном направлении и выпрямлении синусоиды с помощью фильтров.

В комбинации с трансформаторами выпрямители позволяют получать из сети DC требуемых параметров и высокого качества.

Постоянный и переменный ток простыми словами. Постоянный и переменный ток: чем они отличаются?

Постоянный ток (ПТ) — это вид электрического тока, для которого характерно постоянное направление и сила тока. Это значит, что при постоянном токе электроны движутся в цепи в одном направлении.

Постоянный ток обычно производится источниками электроэнергии, такими как батареи или аккумуляторы, и широко используется в электронике, автомобильной промышленности и других областях.

Переменный ток (ПТ) — это вид электрического тока, в котором направление и сила тока меняются с течением времени. Это означает, что электроны движутся в цепи сначала в одном направлении, затем меняют его.

Переменный ток обычно генерируется электростанциями и широко используется в бытовых электроприборах, освещении, промышленности и транспорте.

В чем разница между переменным и постоянным током?

Одним из ключевых отличий между переменным и постоянным током является их напряжение и частота. Постоянный ток имеет постоянное напряжение, которое остается неизменным со временем, в то время как у переменного тока напряжение меняется. Частота переменного тока измеряется в герцах (Гц) и обычно составляет 50 или 60 Гц в зависимости от страны.

Еще одним отличием между переменным и постоянным током является их поведение в цепи и влияние на устройства. Постоянный ток обычно более стабилен и предсказуем, что делает его подходящим для использования в электронных устройствах, требующих постоянного источника энергии. Переменный ток, с другой стороны, можно трансформировать и регулировать с помощью устройств, таких как трансформаторы, и передавать на большие расстояния без больших потерь.

Переменный ток и постоянный. Определение

Электрическим током называется направленное движение заряженных частиц. Так звучит определение из учебника по физике. Простыми словами можно перевести так, что у его составляющих всегда есть какое-то направление. Собственно, это направление и является определяющем в сегодняшнем разговоре.

Переменный ток (Alternative Current – AC) отличается от постоянного (Direct Current – DC) тем, что у последнего электроны (носители заряда) всегда движутся в одном направлении. Соответственно отличием переменного тока является то, что направление движения и его сила зависят от времени. Например, в розетке направление и величина напряжения, соответственно и сила тока, изменяется по синусоидальному закону с частотой в 50 Гц (50 раз за секунду изменяется полярность между проводами).

Для так сказать чайников в электрике изобразим это на графике, где по вертикальной оси изображена полярность и напряжение, а по горизонтальной время:

Красной линией изображено постоянное напряжение, оно остаётся неизменным с течением времени, разве что изменяется при коммутации мощной нагрузки или КЗ. Зелеными волнами показан синусоидальный ток. Вы можете видеть, что он протекает то в одну, то в другую сторону, в отличие от постоянного тока, где электроны всегда протекают от минуса к плюсу, а направлением движения электрического тока выбран путь от плюса к минусу.

Если сказать по-простому, то разницей в этих двух примерах является то, что у постоянки всегда плюс и минус находятся на одних и тех же проводах. Если говорить о переменном, то в электроснабжении используют понятия фазы и нуля. Если рассматривать по аналогии с постоянкой, то фаза и ноль являются плюсом и минусом, только полярность меняется 50 раз в секунду (в США и ряде других стран 60 раз в секунду, а в самолётах более 400 раз).

Постоянный и переменный ток где используется. Поверхностный эффект (скин-эффект)

Понять явление скин-эффекта поможет следующая логическая цепочка:

1. движение заряженных частиц в проводнике всегда сопровождается возникновением магнитного поля с полярностью и индукцией, зависящими, соответственно, от направления и силы тока . Магнитное поле аккумулирует в себе часть электрической энергии;
2. ток с трансформацией силы и направления, соответственно, формирует изменяющееся (переменное) магнитное поле;
3. согласно закону электромагнитной индукции, изменяющийся магнитный поток формирует в проводнике, пересекаемом его силовыми линиями, ЭДС. Это относится и к проводнику, пропускающему данный ток. При этом ЭДС направлена против вызывающей ее силы, то есть против переменного тока.

То есть переменный ток вызывает в проводнике противоЭДС, причем она возрастает к центру проводника, где концентрация силовых линий поля выше. В результате, носители заряда вытесняются на поверхность, отчего эффект и получил название «поверхностный».

Чем меньше активная площадь поперечного сечения, тем больше препятствий приходится преодолевать одному и тому же количеству заряда. Следовательно, скин-эффект выражается в увеличении сопротивления проводника. Действительно, опытным путем можно установить, что сопротивление проводника постоянному току всегда ниже, чем переменному с тем же действующим значением.

Скин-эффект в проводнике

Применяют следующие меры борьбы со скин-эффектом:

• используют проводники в виде трубы или плоской ленты;
• покрывают провода металлами с максимальной проводимостью — серебром и золотом;
• используют вместо монолитного проводника систему из нескольких изолированных жил (литцендрат).

Применение трубчатого проводника позволяет пустить внутри него охлаждающую жидкость.

Постоянный ток простыми словами. Постоянный ток

 —, который с течениемне изменяется по величине и направлению.

Постоянный ток является разновидностью однонаправленного тока. Однонаправленный ток (  direct current ) — это электрический ток, не изменяющий своего направления. Часто можно встретить сокращения DC от первых букв английских слов, или символом

На рисунке к этой статье красным цветом изображён график постоянного тока. По горизонтальной оси отложен масштаб времени $t$ , а по вертикальной — масштаб $I$ или $U$ . Как видно, график постоянного тока представляет собой, параллельную горизонтальной оси (оси времени).

При постоянном токе через каждое поперечное сечениев единицу времени протекает одинаковое количество().

Постоянный ток — это постоянное направленное движение заряженных частиц в электрическом поле.

В каждой точке проводника, по которому протекает постоянный ток, одни элементарные электрические заряды непрерывно сменяются другими, совершенно одинаковыми по сумме электрическими зарядами. Несмотря на непрерывное перемещение электрических зарядов вдоль проводника, общее пространственное их расположение внутри проводника как бы остаётся неизменным во времени, или стационарным.

Переносчиками электрических зарядов являются:

Постоянное движение электрических зарядов создаётся и поддерживается сторонними силами , которые могут иметь химическую (в гальванических элементах), электромагнитную (динамо-машина постоянного тока), механическую (электрофорная машина) или иную (например, радиоактивную в стронциевых источниках тока) природу. Во всех случаях источник тока является преобразователем энергии сторонних сил в электрическую.

Электрическое поле, сопутствующее постоянному току в проводнике и в соответствии с этим стационарное распределение в нём электрических зарядов, называется стационарным (неизменным во времени) электрическим полем.

Электрические заряды в стационарном электрическом поле нигде не накапливаются и нигде не исчезают, так как при всяком пространственном перераспределении зарядов неизбежно должно было бы измениться стационарное электрическое поле и соответственно ток перестал бы быть постоянным по времени.

Для стационарности поля и тока требуется, чтобы электрические заряды нигде не накапливались и нигде не терялись, а перемещались непрерывным и равномерным потоком вдоль проводников. Для этого необходимо, чтобы проводники совместно образовывали замкнутый на себя контур. В этом случае будет достигнуто непрерывное круговое равномерное движение электрических зарядов вдоль всего контура.

Постоянный электрический ток может существовать только в замкнутом на себя контуре, состоящем из совокупности проводников электричества, в котором действует стационарное электрическое поле.

Самыми первыми источниками постоянного тока являлись:, затем были изобретены. Полярность химических источников тока самопроизвольно измениться не может, пульсации отсутствуют.

Для получения постоянного тока в промышленных масштабах используют —, а такжеи в редких случаях. К перспективным промышленным источникам постоянного тока относятся, которые в настоящее время пока не вышли из стадии экспериментальных.

В электронной аппаратуре, питающейся от, для получения постоянного тока используют, которые подразделяются на классические («трансформаторные») и импульсные. В классическом блоке питанияпонижаетсядо нужного значения, затем. Далее для уменьшенияиспользуетсяи, при необходимости,илиили.

В современной радиоэлектронной аппаратуре получили распространение, которые имеют большее количество электронных компонентов по сравнению с классическим БП, но обладают существенно лучшими массо-габаритными показателями.

Электрическую энергию могут накапливать. В общем случае, при разряде конденсатора во внешней цепи протекает. Если конденсатор разряжается через резистор, то появляется однонаправленный переменный ток (постепенно уменьшающийся). Однако, если конденсатор разряжается через, то в цепи появляется двунаправленный, это устройство называется. Электролитические конденсаторы могут иметь очень большую(сотни и тысячии более). При разряде таких конденсаторов через большое сопротивление ток уменьшается медленнее, и для короткого времени можно считать, что во внешней цепи протекает постоянный ток.

Ионисторы  — гибрид конденсатора и химического источника тока, способны накапливать и отдавать довольно большое количество электрической энергии, например, чтобыс ионисторами проехал некоторое расстояние.

Где используется постоянный ток. Постоянный ток: грядёт ли революция?

Гениальный изобретатель Томас Эдисон сделал ставку на постоянный ток и проиграл. Но сегодня постоянный поток ищет новых чемпионов.

Томас Эдисон считается одним из величайших изобретателей в истории. Являясь создателем таких изобретений, как фонограф и электрическая лампочка, он имеет 1093 патента на свое имя. Эдисон запустил свою первую электростанцию в 1882 году, которая, среди прочего, обеспечивала электроэнергией Уолл-стрит в Нью-Йорке. Электростанция использовала постоянный ток.

Одновременно сотрудник Эдисона Никола Тесла успешно развивал динамо-машину. Но у хорватского ученого была другая идея. Вместо постоянного тока Тесла сосредоточился на развитии переменного тока. После спора с Эдисоном, Тесла продолжил свою работу с соперником Эдисона Джорджем Вестингхаусом. Переменный ток показывал очевидные преимущества. Для передачи на большие расстояния напряжение может быть легко отрегулировано с помощью трансформаторов. Используемый кабель также может быть тоньше и, следовательно, дешевле. Вместо признания этих преимуществ и поддержки переменного тока, Эдисон настаивал на своем и пытался дискредитировать своих конкурентов. Эдисон утверждал, что недавно изобретённое электрическое кресло было оснащено технологией его соперников. Его послание было простым: переменный ток обречен. Хотя его кампания была успешной, победа Эдисона длилась недолго. Чикагская всемирная ярмарка 1893 года была оснащена оборудованием, использующим переменный ток, предвещая покорение электрической революции 20-го века.

Постоянный и переменный ток разница. Чем отличается переменный ток от постоянного — разница простыми словами

Многие считают, что знания о том, чем отличается переменный ток от постоянного могут потребоваться только в школе. Но эта информация нужна для работы во многих технических сферах. Поэтому в данной статье попробуем простыми словами объяснить разницу между этими двумя понятиями.

Определения

Для начала нам следует вспомнить базовые определения.

Электрический ток — это упорядоченное движение заряженных частиц.

У него есть такие показатели как: сила и направление движения положительных зарядов.

Сила тока — это количество заряда, которое проходит за единицу времени через проводник (измеряется в Амперах).

Цепь тока, также, характеризуют напряжение и сопротивление. Все эти величины связаны формулой:

\

• I — сила тока;
• U — напряжение;
• R — сопротивление в цепи.

Сопротивление в цепях постоянного и переменного тока ничем не отличается.

Основное отличие электрического постоянного тока от переменного в том, что у первого сила и направление неизменны, а второй со временем изменяет, как направление течения, так и свою величину.

Так как величины U и I связаны, то в простых цепях они будут вести себя подобно. То есть при увеличении или уменьшении одной величины, аналогично будет меняться и другая. В сложных приборах их поведение может отличаться.

Для лучшего понимания ниже представлен график, где представлены варианты зависимости I и V от времени.

Красным цветом изображен постоянный ток — его величина неизменна.

Для переменного тока графиков гораздо больше — так как, он может изменяться по разным законам. Один из самых распространенных вариантов (в быту и промышленности) — это периодический синусоидальный ток (на графике — зеленый).

Разные формы тока можно получить с помощью генераторов, химических источников (батареи и аккумуляторы), солнечных батарей, термопар или преобразованием разных видов тока.

Применение

Принципиальная разница в поведении переменного и постоянного токов отразились на производстве и использовании электроэнергии.

Постоянный — получил широкое распространение в таких сферах, как:

• электроника;
• автономные бытовые приборы;
• электролиз;
• транспорт (электромобили, аккумуляторы обычных автомобилей);
• сварочные работы;
• гальваника;

Основное применение переменного тока — это выработка, доставка и распределение электроэнергии. Этот способ более экономичен и удобен (в сравнении с его постоянным собратом).