Vahelduvvool on voolu liik, mille voolu suund muutub pidevalt. See saab võimalikuks seadusele alluva potentsiaalse erinevuse olemasolu tõttu. Igapäevases arusaamises vorm vahelduvvoolu meenutab sinusoidi. Konstant võib amplituudis muutuda, kuid suund jääb samaks. Muidu saame vahelduvvoolu. Raadiotehnikute tõlgendus on kooli omale vastupidine. Õpilastele öeldakse – ühe amplituudiga alalisvool.

Kuidas genereeritakse vahelduvvool?

Vahelduvvoolu käivitas Michael Faraday. Lugejad saavad sellest tekstist rohkem teada. Näidatud: elektri- ja magnetväljad on ühendatud. Vool muutub interaktsiooni tagajärjeks. Kaasaegsed generaatorid töötavad, muutes vasktraadi ahelaga kaetud ala läbiva magnetvoo suurust. Dirigent võib olla ükskõik milline. Vask valiti minimaalsete kuludega maksimaalse sobivuse kriteeriumide alusel.

Staatiline laeng tekib valdavalt hõõrdumisest (mitte ainus viis), tekib vahelduvvool silmale nähtamatute protsesside tulemusena. Väärtus on võrdeline vooluringiga kaetud ala läbiva magnetvoo muutumise kiirusega.

Vahelduvvoolu avastamise ajalugu

Esimest korda hakkasid vahelduvvoolud oma kaubandusliku väärtuse tõttu tähelepanu pälvima pärast Nikola Tesla loodud leiutisi. Materiaalne konflikt Edisoniga tähistas mõlema saatust. Kui Ameerika ettevõtja Nikola Teslale antud lubadused tagasi võttis, kaotas ta märkimisväärset kasu. Väljapaistvale teadlasele ei meeldinud tasuta ravi, serblane leiutas tööstuslikku tüüpi vahelduvvoolumootori (ta tegi leiutise palju varem). Ettevõtted, mida kasutatakse eranditult konstantselt. Edison propageeris nimetatud liike.

Tesla oli esimene, kes näitas, et vahelduvpingega on võimalik saavutada palju suuremaid tulemusi. Eriti kui energiat tuleb edastada pikkade vahemaade taha. Trafode kasutamine võimaldab teil pinget hõlpsalt suurendada, vähendades järsult kadusid aktiivne vastupanu. Vastuvõttev pool tagastab parameetrid algsetele. Säästke palju juhtmete paksuse pealt.

Täna näidatud: ülekanne alalisvool majanduslikult tulusam. Tesla muutis ajaloo kulgu. Kui teadlased oleksid välja mõelnud alalis-alalisvoolu muundurid, näeks maailm välja teistsugune.

Alusta aktiivne kasutamine Nikola Tesla tutvustas vahelduvvoolu, luues kahefaasilise mootori. Kogemused energia edastamisel märkimisväärsetel vahemaadel on asetanud faktid oma kohale: tootmist Niagara joa piirkonda üle viia on ebamugav, palju lihtsam on liini rajada sihtkohta.

Kooliversioon vahelduv- ja alalisvoolu tõlgendamisest

Vahelduvvoolul on mitmeid omadusi, mis eristavad nähtust alalisvoolust. Kõigepealt pöördume nähtuse avastamise ajaloo poole. Otto von Guericke’i peetakse inimkasutuses vahelduvvoolu rajajaks. Tema oli esimene, kes märkas: looduslikel laengutel on kaks märki. Vool võib voolata erinevates suundades. Tesla puhul huvitas inseneri rohkem praktiline osa, mille autori loengud mainivad kahte Briti päritolu eksperimentaatorit:

1. William Spottiswoode jääb ilma venekeelsest Vikipeedia lehest, rahvuslik osa vaikib tööst vahelduvvooluga. Nagu Georg Ohm, on ka teadlane andekas matemaatik, tuleb kahetseda, et on raske välja selgitada, mida teaduse abikaasa täpselt tegi.
2. James Edward Henry Gordon on palju lähemal elektrikasutuse küsimuse praktilisele osale. Ta katsetas palju generaatoritega ja töötas välja enda disainitud seadme võimsusega 350 kW. Ta pööras suurt tähelepanu taimede ja tehaste valgustusele ja energiavarustusele.

Arvatakse, et esimesed vahelduvvoolugeneraatorid loodi 19. sajandi 30. aastatel. Michael Faraday uuris magnetvälju eksperimentaalselt. Katsed äratasid Sir Humphry Davys armukadedust, kes kritiseeris õpilast plagiaadi pärast. Järeltulijal on raske välja selgitada, mis on õige, fakt jääb faktiks: vahelduvvool eksisteeris taotlemata pool sajandit. Leiutatud 19. sajandi esimesel poolel Elektrimootor(autor Michael Faraday). Töötas alalisvoolu toitel.

Nikola Tesla oli esimene, kes mõistis Arago pöörleva magnetvälja teooriat. Vaja oli kahefaasilist vahelduvvoolu (90 kraadi nihe). Tee peal märkis Tesla: võimalikud on keerulisemad konfiguratsioonid (patendi tekst). Hilisem leiutaja kolmefaasiline mootor, Dolivo-Dobrovolsky, püüdis tulutult patenteerida viljaka vaimu vaimusünnitust.

Pikka aega jäi vahelduvvool kasutamata. Edison oli selle nähtuse igapäevaellu toomise vastu. Tööstur kartis suuri rahalisi kaotusi.

Nikola Tesla õppis elektrimasinaid

Miks kasutatakse vahelduvvoolu sagedamini kui alalisvoolu?

Teadlased on hiljuti tõestanud, et alalisvoolu edastamine on tulusam. Line kiirguskaod vähenevad. Nikola Tesla pööras ajaloo kulgu ja tõde on võitnud.

Nikola Tesla: ohutuse ja tõhususe küsimused

Nikola Tesla külastas Edisoni konkureerivat ettevõtet, propageerides uut nähtust. Ma läksin ära ja katsetasin sageli enda peal. Erinevalt sir Humphry Davyst, kes lühendas oma eluiga erinevaid gaase sisse hingates, saavutas Tesla märkimisväärse edu: ta sai 86-aastaseks. Teadlane avastas: voolu suuna muutmine kiirusel üle 700 korra sekundis muudab protsessi inimestele ohutuks.

Loengute ajal võttis Tesla pihku plaatina hõõgniidiga lambipirni, demonstreeris seadme hõõgumist, lastes voolu läbi enda keha kõrgsagedus. Ta kinnitas, et nähtus on kahjutu ja isegi tervisele kasulik. Läbi naha pinna voolav vool puhastab samaaegselt. Tesla ütles, et varasemate päevade eksperimenteerijad (vt ülal) jäid hämmastavatest nähtustest kahe silma vahele järgmistel põhjustel:

• Ebatäiuslikud mehaanilised generaatorid. Pöörlevat välja kasutati otseses tähenduses: rootorit keerutati mootori abil. Sarnane põhimõte on kõrgsageduslike voolude tekitamiseks jõuetu. Tänapäeval on see vaatamata tehnoloogia arengu praegusele tasemele problemaatiline.
• Lihtsamal juhul kasutati käsitsi lüliteid. Kõrgete sageduste kohta pole üldse midagi öelda.

Tesla ise kasutas kondensaatori laadimise ja tühjenemise fenomeni. Peame silmas RC ketti. Kui kondensaator on teatud tasemeni laetud, hakkab kondensaator läbi takistuse tühjenema. Elementide parameetrid määravad protsessi kiiruse, mis kulgeb vastavalt eksponentsiaalseadusele. Tesla on ilma jäetud võimalusest kasutada pooljuhtlülititega ahelate juhtimise meetodeid. Termioonilised dioodid olid tuntud. Julgeme arvata, et Tesla võiks kasutada tooteid, mis jäljendavad Zener-dioode, mis töötavad pöörduva rikkega.

Turvaküsimused jäävad aga ilma auväärsest esikohast. Nikola Tesla pakkus 60 Hz sagedust (USA-s üldtunnustatud) optimaalseks tema enda disainitud mootorite tööks. Väga erinev turvalisest vahemikust. Generaatorit on lihtsam kujundada. Vahelduvvool on mõlemas mõttes parem kui alalisvool.

Läbi õhu

Tänaseni jätkuvad vaidlused raadio avastaja üle edutult. Lainete läbimise eetrist avastas Hertz, kes kirjeldas liikumisseadusi ja näitas optilist afiinsust. Tänapäeval on teada: vahelduv põld künnab läbi ruumi. Popov (1895) kasutas seda nähtust esimese maise sõnumi “Heinrich Hertz” edastamisel.

Näeme, et õppinud mehed on omavahel sõbralikud. Kui palju austust esimene sõnum näitab. Kuupäev on endiselt vastuoluline, iga osariik soovib meistritiitlit jagamatult omastada. Vahelduvvool loob välja, mis levib läbi eetri.

Täna edastavad ringhäälingusandid, aknad, atmosfääri seinad, erinevad keskkonnad(vesi, gaasid). Tähtis koht sagedusele eraldatud. On kindlaks tehtud, et iga signaali saab esitada elementaarsete siinusvõnkumiste summana (vastavalt Fourier' teoreemidele). Spektraalanalüüs töötab kõige lihtsamate harmoonilistega. Kogumõju loetakse elementaarkomponentide resultaadiks. Suvaline signaal laiendatakse Fourier' teisendusega.

Atmosfääriaknad on määratletud sarnaselt. Näeme paksust läbivaid sagedusi, häid ja halbu. Viimane ei avalda alati negatiivset mõju. Mikrolaineahjud kasutavad 2,4 GHz sagedusi, mida veeaur neelab. Lained on suhtlemiseks kasutud, kuid kulinaarsetele võimetele on need head!

Algajatele teeb muret eetri kaudu leviva lainete probleem. Arutleme üksikasjalikumalt mõistatuse üle, mida teadlased pole veel lahendanud.

Hertz vibraator, eeter, elektromagnetlaine

Elektri- ja magnetvälja seost demonstreeris esmakordselt 1821. aastal Michael Faraday. Veidi hiljem näitasid, et kondensaator sobib võnkumiste tekitamiseks. Ei saa öelda, et kahe sündmuse seos oleks kohe teadvustatud. Felix Savary lasi Leydeni purgi tühjaks läbi õhuklapi, mille südamik oli terasnõel.

Pole täpselt teada, mida astronoom püüdis saavutada, kuid tulemus osutus huvitavaks. Mõnikord oli nõel magnetiseeritud ühes suunas, mõnikord vastupidises suunas. Generaatori vool sama märgiga. Teadlane järeldas õigesti: summutatud võnkeprotsess. Induktiivseid ja mahtuvuslikke reaktantse tegelikult teadmata.

Protsessi teooria võeti hiljem kokku. Katseid kordasid Joseph Henry ja William Thompson, kes määrasid resonantssageduse: kus protsess kestis maksimaalselt. Nähtus võimaldas kvantitatiivselt kirjeldada ahela karakteristikute sõltuvust komponentide elementidest (induktiivsus ja mahtuvus). 1861. aastal tuletas Maxwell oma kuulsad võrrandid, millest üks järelmõju on eriti oluline: „Muutuja elektriväli genereerib magnetilist ja vastupidi.

Tekib laine, induktsioonivektorid on üksteisega risti. Korrake ruumiliselt selle tekitanud protsessi kuju. Laine künnab läbi eetri. Heinrich Hertz kasutas nähtust kondensaatoriplaatide ruumis lahtivoltimisel, tasanditest said emitterid. Popov mõtles välja, kuidas panna info elektromagnetlainesse (moduleerida), mida tänapäeval kõikjal kasutatakse. Veelgi enam, õhus ja pooljuhtide tehnoloogias.

Kus AC kasutatakse?

Vahelduvvool on enamiku tänapäeval tuntud seadmete tööpõhimõtte aluseks. Lihtsam on öelda, kus konstanti rakendatakse, lugejad teevad järeldused:

1. Akudes kasutatakse alalisvoolu. Muutuja tekitab liikumist – ei saa salvestada kaasaegsed seadmed. Seejärel muundab seade elektrienergia soovitud kujule.
2. Harjatud alalisvoolumootorite kasutegur on suurem. Sel põhjusel on kasulik neid sorte kasutada.
3. Magnetid töötavad alalisvoolu abil. Näiteks intercomid.
4. Püsipinget rakendab elektroonika. Praegune tarbimine varieerub teatud piirides. Tööstuses nimetatakse seda alaliseks.
5. Pilditorud kasutavad pidevat pinget potentsiaali loomiseks, suurendades katoodi emissiooni. Nimetame juhtumeid pooljuhttehnoloogia toiteallikate analoogideks, kuigi mõnikord on erinevus märkimisväärne.

Muudel juhtudel näitab vahelduvvool märkimisväärset eelist. Trafod on tehnoloogia lahutamatu osa. Isegi keevitamisel ei domineeri alati alalisvool, vaid igal juhul kaasaegsed seadmed Sellel tüübil on inverter. See muudab korralike tehniliste näitajate hankimise palju lihtsamaks ja mugavamaks.

Kuigi ajalooliselt saadi esimesena staatilised laengud. Meenutagem villa ja merevaiku, millega Mileetose Thales töötas.

Elektrotehnikaga enam-vähem tuttavad inimesed saavad hõlpsasti vastata küsimusele, milline vool pistikupesas on. Muidugi on see muutuv. Seda tüüpi elektrit on palju lihtsam toota ja pikki vahemaid edastada ning seetõttu on valik vahelduvvoolu kasuks ilmne.

Voolu tüübid

On kahte tüüpi voolu - alalis- ja vahelduvvool. Erinevuste mõistmiseks ja selle kindlakstegemiseks, kas pistikupesa on alalis- või vahelduvvool, peaksite mõnda asja süvenema tehnilised omadused. Vahelduvvoolul on omadus muuta suunda ja suurust. Alalisvoolul on stabiilsed omadused ja laetud osakeste liikumissuund.

Elektrijaama generaatoritest väljub vahelduvvool pingega 220-440 tuhat volti. Kortermajale lähenedes vähendatakse voolu 12 tuhandeni ja trafojaamas teisendatakse see 380 volti. Faaside vahelist pinget nimetatakse lineaarseks. Alandava alajaama madalpingeosa toodab kolm faasi ja null- (null)juhtme. Energiatarbijad ühendatakse ühest faasist ja nulljuhtmest. Seega siseneb hoonesse ühefaasiline vahelduvvool pingega 220 volti.

Elektrienergia jaotusskeem majade vahel on toodud allpool:

Kodus antakse elekter arvestisse ja seejärel automaatide kaudu iga toa kastidesse. Karbid sisaldavad kogu ruumi juhtmestikku paari vooluringi jaoks - pistikupesad ja valgustusseadmed. Masinaid saab varustada ühe iga ruumi või ühe iga vooluringi jaoks. Võttes arvesse, kui paljudele ampritele pistikupesa on ette nähtud, saab selle lisada rühma või ühendada spetsiaalse kaitselülitiga.

Vahelduvvool moodustab ligikaudu 90% kogu tarbitavast elektrienergiast. Nii suur erikaal on tingitud seda tüüpi voolu iseärasustest - seda saab transportida märkimisväärsete vahemaade taha, muutes alajaamade pinget nõutavatele parameetritele.

Alalisvooluallikad on kõige sagedamini laetavad patareid, galvaanilised elemendid, päikesepaneelid, termopaarid. Alalisvoolu kasutatakse laialdaselt kohalikud võrgud auto- ja õhutransport, arvuti elektriahelates, automaatsed süsteemid, raadio- ja televisiooniseadmed. Alalisvoolu kasutatakse raudteetranspordi kontaktvõrkudes, samuti laevaseadmetes.

Märge! Alalisvoolu kasutatakse kõigis elektroonikaseadmetes.

Allolev diagramm näitab põhimõttelised erinevused alalis- ja vahelduvvoolu vahel.

Kodu elektrivõrgu parameetrid

Elektrienergia peamised parameetrid on selle pinge ja sagedus. Kodu elektrivõrkude standardpinge on 220 volti. Üldtunnustatud sagedus on 50 hertsi. USA-s kasutatakse aga teistsugust sagedusväärtust - 60 hertsi. Sagedusparameetri määrab generaatorseade ja see ei muutu.

Konkreetse maja või korteri võrgu pinge võib erineda nimiväärtusest (220 volti). See näitaja on mõjutatud tehniline seisukord varustus, võrgu koormused, alajaama koormus. Selle tulemusena võib pinge erineda antud parameeterühes või teises suunas 20–25 volti.

Pinge tõus mõjutab negatiivselt elektriseadmete jõudlust, nii et ühendused on sisse lülitatud koduvõrk Soovitatav on kasutada pingestabilisaatoreid.

Praegune koormus

Kõigil pistikupesadel on teatud märgistus, mille järgi saate hinnata lubatud voolukoormust. Näiteks tähis "5A" näitab maksimaalset voolu 5 amprit. Järgida tuleb vastuvõetavaid indikaatoreid, sest vastasel juhul võib seade rikki minna, sealhulgas tulekahju.

Pistikupesade märgised on näidatud alloleval joonisel:

Kõigi legaalselt müüdavate elektriseadmetega on kaasas pass, mis näitab voolutarbimist või hetkekoormust. Suurimad elektritarbijad on kodumasinad, näiteks kliimaseadmed, mikrolaineahjud, pesumasinad, köögis elektripliidid ja ahjud. Normaalseks tööks vajavad sellised seadmed vähemalt 16-amprise koormusega pistikupesa.

Kui elektriliste kodumasinate dokumentatsioon ei sisalda teavet tarbitud amprite kohta (voolutugevus pistikupesas), määratakse nõutavad väärtused elektrivõimsuse valemi abil:

Toitenäidik on passis, võrgupinge on teada. Elektritarbimise määramiseks peate jagama võimsusnäidiku (näidatud ainult vattides) pinge väärtusega.

Pistikupesade tüübid

Pistikupesad on mõeldud kontakti loomiseks elektrivõrgu ja kodumasinad. Neid toodetakse selleks, et pakkuda usaldusväärne kaitse juhuslikest puudutustest elavate elementideni. Kaasaegsed mudelid Enamasti on need varustatud kaitsemaandusega, mis on esitatud eraldi kontakti kujul.

Paigaldusmeetodi järgi on kahte tüüpi pistikupesasid - avatud ja peidetud. Pistikupesa tüübi valiku määrab suuresti paigaldusviis. Näiteks välise juhtmestiku korraldamisel kasutatakse õhuliini avatud pistikupesasid. Selliseid liitmikke on lihtne paigaldada ja need ei vaja pistikupesade jaoks nišše. Sisseehitatud mudelid on esteetilisest vaatenurgast atraktiivsemad ja turvalisemad, kuna voolu juhtivad elemendid asuvad seina sees.

Pistikupesad erinevad praeguse väärtuse poolest. Enamik seadmeid on ette nähtud töötama 6, 10 või 16 ampriga. Vanad nõukogude ajal toodetud proovid on mõeldud ainult 6,3 amprit.

Märge! Pistikupesa maksimaalne võimalik vool peab olema kooskõlas elektrivõrku ühendatud tarbija võimsusega.

Pinge ja voolu mõõtmise meetodid

Pinge ja voolu mõõtmiseks kasutatakse järgmisi meetodeid:

1. Lihtsaim viis on ühendada sobiva pingega elektriseade pistikupessa. Kui pistikupesas on vool, töötab seade.
2. Pinge indikaator. See seade võib olla ühepooluseline ja olla spetsiaalse kruvikeeraja kujul. Saadaval on ka kahepooluselised indikaatorid koos kontaktoripaariga. Ühepooluseline seade tuvastab faasi pistikupesa kontaktis, kuid ei tuvasta nulli olemasolu või puudumist. Bipolaarne indikaator näitab voolu faaside vahel, samuti nulli ja faasi vahel.
3. Multimeeter (multister). Spetsiaalse testeri abil mõõdetakse pistikupesas igat tüüpi voolu - nii vahelduv- kui ka otsevoolu. Samuti kontrollige pingetaset multimeetriga.
4. Kontrolllamp. Lambi abil määratakse elektri olemasolu pistikupesas tingimusel, et pirn on sees juhtimisseade vastab pingele testitavas pistikupesas.

Eespool loetletud teave on piisav ühine arusaam maja elektrivõrgu korraldamise põhimõtted. Elektritöid tuleks alustada ainult kõiki ohutusmeetmeid järgides ja vastava kvalifikatsiooniga.

Lapsi õpetatakse, et sõrmi ei tohi pistikupesadesse pista! Ja miks? Sest see saab olema halb. Rohkemaga üksikasjalik selgitus Tihti on probleeme: mingi pinge, vool on, kuskil voolab midagi. Et saaksite tulevikus oma lastele selgitada, mis on mis, selgitame nüüd teile. See artikkel räägib vahelduv- ja alalisvooludest, nende erinevustest, rakendustest ja elektri ajaloost üldiselt. Teadus tuleb huvitavaks teha ja me püüame seda teha tagasihoidlikult oma võimete piires.

Näiteks: milline vool on meie pistikupesades? Muutuv muidugi! Pinge 220 volti ja sagedus 50 hertsi. Ja võrk, mille kaudu voolu edastatakse, on kolmefaasiline. Muide, kui satute sõnadega "faas" ja "null" stuuporisse, lugege, mis see on, ja päev elatakse kahekordselt, mitte asjata! Aga ärme jää endast ette. Esimesed asjad kõigepealt.

Elektri lühiajalugu

Kes leiutas elektri? Ja mitte keegi! Inimesed said järk-järgult aru, mis see on ja kuidas seda kasutada.

Kõik sai alguse 7. sajandil eKr, ühel päikeselisel (või võib-olla vihmasel, kes teab) päeval. Siis märkas kreeka filosoof Thales, et kui hõõruda merevaiku villa peale, tõmbab see kergeid esemeid ligi.

Siis olid Aleksander Suur, sõjad, kristlus, Rooma impeeriumi langemine, sõjad, Bütsantsi langemine, sõjad, keskaeg, ristisõjad, epideemiad, inkvisitsioon ja muud sõjad. Nagu aru saate, polnud inimestel aega elektri ega villaga hõõrutud eboniitpulkade jaoks.

Mis aastal leiutati sõna "elekter"? Aastal 1600 otsustas inglise loodusteadlane William Gilbert kirjutada teose "Magnetist, magnetkehadest ja suurest magnetist - Maa". Siis ilmus see termin "elekter".

Sada viiskümmend aastat hiljem, 1747. aastal, lõi Benjamin Franklin, keda me kõik väga armastame, esimese elektriteooria. Ta pidas seda nähtust vedelaks või mittemateriaalseks vedelikuks.

Selle kontseptsiooni tutvustas Franklin positiivne Ja negatiivne tasud (varem eraldatud klaasist Ja vaik elekter), leiutas piksevarda ja tõestas, et välk on oma olemuselt elektriline.

Kõik armastavad Benjaminit, sest tema portree on igal saja dollaril. Lisaks tööle täppisteadustes oli ta silmapaistev poliitiline tegelane. Kuid vastupidiselt levinud arvamusele ei olnud Franklin Ameerika Ühendriikide president.

1785 – Coulomb saab teada, millise jõuga vastassuunalised laengud ligi tõmbavad ja sarnased laengud tõrjuvad.

1791 – Luigi Galvani märkas kogemata, et surnud konna jalad tõmbusid elektri mõjul kokku.

Aku tööpõhimõte põhineb galvaanilistel elementidel. Aga kes lõi esimese galvaanilise elemendi? Galvani avastuse põhjal lõi teine ​​itaalia füüsik Alessandro Volta 1800. aastal Volta kolonni, kaasaegse aku prototüübi.

Bagdadi lähedal tehtud väljakaevamistel leidsid nad enam kui kahe tuhande aasta vanuse aku. Milline iidne iPhone selle abiga laaditi, jääb saladuseks. Kuid teame kindlalt, et aku on juba tühjaks saanud. See juhtum justkui ütleb: võib-olla teadsid inimesed elektrist palju varem, aga siis läks midagi viltu.

Juba 19. sajandil tegid Oersted, Ampere, Ohm, Thomson ja Maxwell tõelise revolutsiooni. Avastati elektromagnetism, seostati indutseeritud emf-i, elektrilisi ja magnetilisi nähtusi ühtne süsteem ja mida kirjeldatakse põhivõrranditega.

Muideks! Kui sul pole aega selle kõigega ise tegeleda, siis meie lugejad pakuvad hetkel 10% allahindlust

20. sajand tõi kaasa kvantelektrodünaamika ja nõrkade vastastikmõjude teooria, aga ka elektriautod ja üldlevinud elektriliinid. Muide, kuulus Tesla elektriauto töötab alalisvoolul.

Muidugi on see väga Novell elektrienergia ja me pole maininud väga palju nimesid, mis selle valdkonna edusamme mõjutasid. Vastasel juhul tuleks kirjutada terve mitmeköiteline teatmeteos.

Esiteks tuletage meelde, et vool on laetud osakeste liikumine.

Alalisvool on vool, mis voolab ühes suunas.

Tüüpiline alalisvooluallikas on galvaaniline element. Lihtsamalt öeldes, patarei või aku. Üks neist iidsed esemed elektriga seotud – Bagdadi aku, mis on 2000 aastat vana. Arvatakse, et see andis voolu 2-4 volti.

Kus kasutatakse alalisvoolu:

• enamiku kodumasinate toiteallikana;
• patareides ja akudes autonoomne toiteallikas seadmed;
• autoelektroonika toiteks;
• laevadel ja allveelaevadel;
• V ühistransport(trollibussid, trammid).

Lihtsaim viis alalisvoolu kujutamiseks on visuaalselt, graafikul. See näeb välja järgmine:

Seadmed Need töötavad alalisvoolul, kuid korteri võrgupesadesse tuleb vahelduvvool. Peaaegu kõikjal saadakse alalisvool vahelduvvoolu alaldamise teel.

Vahelduvvool on vool, mis muudab suurust ja suunda. Pealegi muutub see võrdsete ajavahemike järel.

Vahelduvvoolu kasutatakse tööstuses ja elektrivarustuses. Seda võetakse jaamades vastu ja saadetakse tarbijatele. Juba kohapeal toimub vahelduvvoolu muundamine alalisvooluks inverterite abil.

Vahelduvvool - vahelduvvool (AC). Alalisvool - alalisvool (DC). Lühend AC/DC on näha trafokarpidel, kus konversioon toimub. See on ka ühe suurepärase Austraalia rokkbändi nimi.

Ja siin on vahelduvvoolu visuaalne kujutis.

Vahelduvvool voolab ahelas kahes suunas: edasi ja tagasi. Ühte neist peetakse silmas positiivne ja teine ​​- negatiivne.

Kuna voolutugevus ei muutu mitte ainult suunas, vaid ka suurusjärgus, ärge arvake, et teie pistikupesas on alati 220 volti. 220 on efektiivne väärtus pinge, mis esineb 50 korda sekundis. Muide, Ameerikas kasutavad nad võrgus vahelduvvoolu jaoks erinevat standardit: 110 volti ja 60 hertsi.

Voolude sõda

Alalisvoolu aktiivne kasutamine algas 19. sajandi lõpus. Seejärel täiustas Edison lambipirni (1890) ja rajas New Yorki esimesed elektrijaamad, mis tootsid 110-voldist alalisvoolu.

Alalisvoolu kasutamist seostati suurte kadudega selle edastamisel pikkadel vahemaadel. Vahelduvvoolu ei saanud kasutada piisavate arvestite ja vahelduvvoolul töötavate mootorite puudumise tõttu. Raske oli ka alalisvoolu vahelduvvooluks muutmise protsess. Samal ajal saaks vahelduvvoolu kadudeta üle kanda pikkade vahemaade taha.

Tol ajal tuli Nikola Tesla Serbiast Ameerikasse ja sai tööd Edisoni ettevõttes. Tesla leiutas vahelduvvoolu elektrimootori, mõistis kõiki eeliseid ja soovitas seda Edisonile kasutada.

Edison ei kuulanud Teslat ega maksnud talle ka palka. Nii sai alguse kuulus leiutajate vastasseis – hoovuste sõda.

See kestis üle saja aasta ja lõppes 2007. aastal. Seejärel läks New York täielikult üle vahelduvvoolu elektrile.

Miks on vahelduvvool ohtlikum kui alalisvool?

Et mitte kannatada Tesla ideede tutvustamisest ja kasutamisest kaotusi ja rahalist kokkuvarisemist, demonstreeris Edison hoovuste sõjas avalikult, kuidas vahelduvvool loomi tapab. Juhtum, kus Ameerika kodanik suri vahelduvvoolu šoki tõttu, oli väga üksikasjalik ja ajakirjanduses laialdaselt kajastatud.

Inimeste jaoks on vahelduvvool üldiselt ohtlikum kui alalisvool. Kuigi peate alati arvestama voolu suurust, selle sagedust, pinget ja põrutava inimese takistust. Vaatleme neid nüansse:

1. Vahelduvvool sagedusega 50 hertsi on kolm kuni neli korda eluohtlikum kui alalisvool. Kui voolu sagedus on üle 1000 hertsi, peetakse seda vähem ohtlikuks.
2. Umbes 400–600 V pinge korral peetakse vahelduv- ja alalisvoolu võrdselt ohtlikuks. Üle 600-voldise pinge korral on alalisvool ohtlikum.
3. Vahelduvvool oma olemuse ja sageduse tõttu ergastab närve tugevamalt, stimuleerides lihaseid ja südant. Seetõttu kujutab see endast suurt ohtu elule.

Ükskõik, millise vooluga töötate, olge ettevaatlik ja valvas! Hoolitse enda ja oma närvide eest ning pidage meeles: professionaalne üliõpilasteenus koos parimate asjatundjatega aitab teil seda tõhusalt teha.

Kuigi elektrit on asendamatu osa kaasaegne elu, ei tea paljud kasutajad selle kohta isegi põhiteavet. Selles artiklis, jättes vahele füüsika põhikursuse, kaalume, kuidas alalisvool erineb vahelduvvoolust ning kuidas seda kasutatakse tänapäevastes kodu- ja tööstustingimustes.

Kokkupuutel

Praeguste tüüpide erinevus

Me ei kaalu, milline vool siin on, vaid läheme kohe edasi artikli põhiteemale. Vahelduvvool erineb alalisvoolust selle poolest, et muutub pidevalt liikumissuunas ja selle suuruses.

Need muudatused viiakse läbi võrdsete ajavahemike järel. Sellise voolu loomiseks kasutatakse spetsiaalseid allikaid või generaatoreid, mis toodavad vahelduvat EMF-i ( elektromotoorjõud), mis muutub regulaarselt.

Mainitud seadme vahelduvvoolu genereerimise põhiahel on üsna lihtne. See on vaskjuhtmetest ristkülikukujuline raam, mis on kinnitatud telje külge ja seejärel pöörleb magnetväljas rihmülekande abil. Selle raami otsad on joodetud vasest kontaktrõngastele, mis libisevad otse üle kontaktplaatide ja pöörlevad raamiga sünkroonselt.

Ühtse pöörlemisrütmi korral hakkab esile kutsuma EMF, mis perioodiliselt muutub. Kaadrisse tekkivat EMF-i on võimalik mõõta spetsiaalse seadmega. Tänu välimusele on võimalik määrata muutuv EMF ja koos sellega ka vahelduvvool.

Graafilises teostuses on need kogused tavaliselt kujutatud lainelaadse sinusoidi kujul. Siinusvoolu mõiste viitab sageli vahelduvvoolule, kuna seda tüüpi voolumuutused on kõige levinumad.

Vahelduvvool on algebraline suurus ja selle väärtust konkreetsel ajahetkel nimetatakse hetkeväärtuseks. Vahelduvvoolu enda märgi määrab voolu suund antud ajahetkel. Seetõttu võib märk olla positiivne või negatiivne.

Praegused omadused

Kõigi võimalike vahelduvvoolude võrdlevaks hindamiseks nimetatakse kriteeriume AC parameetrid, mille hulgas:

• periood;
• amplituud;
• sagedus;
• ringsagedus.

Periood on ajavahemik, mille jooksul toimub jooksva muutuse täielik tsükkel. Amplituud on maksimaalne väärtus. Vahelduvvoolu sagedus oli läbitud perioodide arv 1 sekundis.

Eespool loetletud parameetrid võimaldavad eristada erinevat tüüpi vahelduvvoolud, pinged ja EMF.

Erinevate ahelate vahelduvvoolu takistuse arvutamisel on lubatud ühendada veel üks iseloomulik parameeter nn. nurk- või ringsagedus. Selle parameetri määrab ülalmainitud kaadri pöörlemiskiirus teatud nurga all ühes sekundis.

Tähtis! Peaksite mõistma voolu ja pinge erinevust. Põhiline erinevus on teada: vool on energia hulk ja pinget nimetatakse mõõduks.

Vahelduvvool saab oma nime, kuna elektronide liikumissuund muutub pidevalt, nagu ka laeng. Sellel on erinevad sagedused ja elektripinged.

Seda see on eristav omadus alalisvoolust, kus elektronide liikumise suund on muutumatu. Kui takistus, pinge ja vool on konstantsed ning vool liigub ainult ühes suunas, siis on selline vool konstantne.

Alalisvoolu läbimiseks metallidest on vaja, et allikas DC pinge osutus juhtme abil, mis on metallist, enda külge suletuks. Mõnes olukorras kasutatakse neid alalisvoolu genereerimiseks. keemiline allikas energiat, mida nimetatakse galvaanielemendiks.

Voolu ülekanne

Vahelduvvoolu toiteallikad - tavalised pistikupesad. Need asuvad erineva otstarbega rajatistes ja eluruumides. Nendega on seotud mitmesugused elektriseadmed, mis saavad nende tööks vajaliku pinge.

Vahelduvvoolu kasutamine sisse elektrivõrgud on majanduslikult põhjendatud, sest selle pinge suurust saab teisendada nõutavate väärtuste tasemele. See saavutatakse väikeste kadudega trafoseadmetega. Toiteallikatest lõpptarbijateni transportimine on odavam ja lihtsam.

Voolu ülekanne tarbijatele algab otse elektrijaamast, kus erinevad äärmiselt võimsad elektrigeneraatorid. Nendest saadakse elektrivool, mis suunatakse kaablite kaudu trafoalajaamadesse. Sageli asuvad alajaamad tööstuslike või elamute elektritarbimisrajatiste läheduses. Alajaamade poolt vastuvõetav vool muundatakse kolmefaasiliseks vahelduvpingeks.

Patareid ja akud sisaldavad alalisvoolu, mida iseloomustavad stabiilsed omadused, s.o. need ei muutu ajas. Seda kasutatakse kõigis kaasaegsetes elektritoodetes, aga ka autodes.

Praegune konversioon

Vaatleme eraldi vahelduvvoolu alalisvooluks muundamise protsessi. See protsess viiakse läbi spetsiaalsete alalditega ja sisaldab kolme etappi:

1. Esimene samm on etteantud võimsusega neljadioodilise silla ühendamine. See omakorda võimaldab määrata laetud osakeste ühesuunalist liikumist. Lisaks alandab see vahelduvvoolule iseloomulike sinusoidide ülemisi väärtusi.
2. Järgmisena ühendatakse silumisfilter või spetsiaalne kondensaator. Seda tehakse dioodi sillast väljundini. Filter ise aitab korrigeerida sinusoidide tippväärtuste vahelisi orge. Ja kondensaatori ühendamine vähendab oluliselt pulsatsiooni ja viib selle miinimumväärtusteni.
3. Seejärel ühendatakse pulsatsiooni vähendamiseks pinge stabiliseerivad seadmed.

Seda protsessi saab vajadusel läbi viia kahes suunas, teisendades alalis- ja vahelduvvoolu.

Teine eripära on elektromagnetlainete levimine ruumi suhtes. On tõestatud, et püsiv tüüp vool ei luba elektromagnetlained levivad ruumis ja vahelduvvool võib põhjustada nende levikut. Lisaks on vahelduvvoolu transportimisel juhtmete kaudu induktsioonikaod palju väiksemad kui alalisvoolu edastamisel.

Praeguse valiku põhjendus

Voolude mitmekesisus ja puudus ühtne standard ei määra mitte ainult vajadus erinevaid omadusi igas individuaalses olukorras. Enamiku probleemide lahendamisel on eeliseks vahelduvvool. Selle voolutüüpide erinevuse määravad järgmised aspektid:

• Võimalus edastada vahelduvvoolu pikkadele vahemaadele. Heterogeenseks muutmise võimalus elektriahelad ebaselge tarbimistasemega.
• Vahelduvvoolu pideva pinge säilitamine on kaks korda odavam kui alalisvoolu puhul.
• Konversiooniprotsess elektrienergia otse mehaanilisse jõusse toimub vahelduvvoolu mehhanismides ja mootorites oluliselt väiksemate kuludega.

Elektrivool on laengu ülekandmine või laetud osakeste liikumine erineva elektripotentsiaaliga punktide vahel. Ülekanne elektrilaeng võivad olla ioonid, prootonid ja/või elektronid. IN Igapäevane elu Peaaegu kõikjal kasutatakse elektronide liikumist läbi juhtide. Tavaliselt on kahte tüüpi elektrit - vahelduv ja otsene. Oluline on teada, kuidas alalisvool erineb vahelduvvoolust.

Alalis- ja vahelduvvool

Iga nähtust, mida ei saa vahetult näha või “puudutada”, on analoogiate abil lihtsam mõista. Elektri puhul võime lähima näitena lugeda vett torus. Vesi ja elekter voolavad läbi nende juhtide – juhtmete ja torude.

• Voolava vee maht on voolutugevus.
• Rõhk torus on pinge.
• Toru läbimõõt on juhtivus, takistuse pöördväärtus.
• Maht rõhu kohta - võimsus.

Surve torus tekitab pump - pump pumpab tugevamini, rõhk on suurem, vett voolab rohkem. Toru läbimõõt on suurem - takistus on väiksem, vett voolab rohkem. Allikas toodab rohkem pinget – voolab rohkem elektrit. Juhtmed on paksemad – väiksem takistus, suurem vool.

Näiteks võite võtta mis tahes keemilise allika toide - patarei või aku. Selle klemmidel on pooluste tähistus: pluss või miinus. Kui ühendada akuga vastav pirn, läbi juhtmete ja lüliti, läheb see põlema. Mis juhtub? Allika negatiivne klemm kiirgab elektrone – negatiivset laengut kandvaid elementaarosakesi. Mööda juhtmeid, läbi lüliti pistikute ja lambispiraali, liiguvad nad positiivse klemmi poole, püüdes võrdsustada klemmide potentsiaali. Kuni lüliti pistikute vooluahel on suletud ja aku ei ole tühi, voolavad elektronid spiraalselt ja lambipirn põleb.

Laengute liikumise suund jääb kogu aeg muutumatuks - miinusest plussile. See on alalisvool, see võib olla pulseeriv - nõrgendada või suurendada.

Paljudel põhjustel Ainult konstantse pinge kasutamine on sobimatu: Võtame näiteks trafode kasutamise võimetuse. Seetõttu on praeguseks välja kujunenud pakkumise ja tarbimise süsteem Vahelduvpinge toiteallikas, mille jaoks luuakse kodumasinad.

Sellele, mis vahe on alalis- ja vahelduvvoolul, on lihtne vastus. Selles lambipirni näites on toiteallika ühe klemmi pinge alati null. See on nulljuhe, kuid teisel - faasijuhtmel - pinge muutub. Ja mitte ainult suuruses, vaid ka suunas - plussist miinuseni. Elektronid ei voola järjestatud ridadena ühes suunas, vastupidi, nad tormavad edasi-tagasi, samad osakesed jooksevad mööda hõõgspiraali edasi-tagasi ja teevad kogu töö ära. Elektrivoolu suuna muutmine ja annab "muutuja" mõiste.

Täpsemad võrguseaded

Lisaks pingele, jõule, võimsusele ja takistusele/juhtivusele ilmuvad kaks uut funktsiooni, mis kirjeldavad protsesse. Need parameetrid on nõutavad, nagu ka neli esimest. Kui mõni neist muutub, muutuvad kogu keti omadused.

• Vorm.
• Sagedus.

Suurt rolli mängib pingemuutuste graafiku tüüp. Ideaalis on see sinusoidi kujul sujuvad üleminekud väärtusest väärtuseni. Kõrvalekalded sinusoidaalsest kujust võivad põhjustada halva energiakvaliteedi.

Sagedus on üleminekute arv ühest äärmuslikust olekust teise kindel aeg. Euroopa standard 50 Hz (hertsi) juures tähendab, et pinge muutub pluss-miinus 50 korda sekundis ning elektronid muudavad suunda sada korda. Viitamiseks: sageduse kahekordistamine toob kaasa seadme mõõtmete neljakordse vähenemise.

Kui pistikupesa vahelduvvool on 50 Hz ja 220 V (volti), tähendab see, et maksimaalne pinge Võrgu toide ulatub 380 V. Kust see tuleb? Pidevas võrgus on pinge väärtus konstantne, kuid muutumise ajal see kas langeb või tõuseb. Need 220 V on siinusvoolu amplituudiga 380 V efektiivse pinge väärtus. Seetõttu on väärtuste muutumise vorm nii oluline, sest kui see erineb sinusoidist oluliselt, siis on ka efektiivne pinge väärtus. suurel määral muutuda.

Erinevuste praktiline tähtsus

See on see, vahelduv- ja alalisvool. Pole nii raske aru saada, milles vahe on. Erinevus on ja väga suur. Alalisvooluallikas ei võimalda teil ühendada keevitus- ega muud trafot. Isolatsiooni või kondensaatorite arvutamisel võetakse rikke jaoks maksimaalne pinge väärtus, mitte efektiivne pinge. Lõppude lõpuks võib kindlasti tekkida mõte: "miks on vaja 220-voldises võrgus 400-voldisi kondensaatoreid?" Siin on vastus, 220 V võrgus ulatub pinge 380 V juures normaalne töö, ja väiksema rikke korral pole 400 V piiriks.

Veel üks "paradoks". Kondensaatoril on alalisvooluvõrgus lõpmatu takistus ja vahelduvvooluvõrgus on juhtivus, mida kõrgem on sagedus, seda väiksem on kondensaatori takistus. Mähistega on teisiti – sageduse tõus põhjustab tõusu induktiivne reaktiivsus. Seda kinnisvara kasutatakse võnkeahel- kogu suhtluse alus.