Izmjenična struja je vrsta struje čiji se smjer toka stalno mijenja. To postaje moguće zbog prisutnosti potencijalne razlike koja se pokorava zakonu. U svakodnevnom razumijevanju, oblik izmjenične struje podsjeća na sinusni val. Konstanta može mijenjati amplitudu, ali smjer ostaje isti. Inače dobivamo izmjeničnu struju. Interpretacija radiotehničara suprotna je školskoj. Učenicima se kaže – istosmjerna struja jedne amplitude.

Kako nastaje izmjenična struja?

Izmjeničnu struju započeo je Michael Faraday; čitatelji će saznati više u nastavku teksta. Prikazano: električna i magnetska polja su povezana. Struja postaje posljedica interakcije. Moderni generatori rade mijenjanjem veličine magnetskog toka kroz područje pokriveno krugom bakrene žice. Dirigent može biti bilo što. Bakar je odabran na temelju kriterija maksimalne prikladnosti uz minimalne troškove.

Statički naboj pretežno nastaje trenjem (ne jedini način), izmjenična struja nastaje kao rezultat oku nevidljivih procesa. Vrijednost je proporcionalna brzini promjene magnetskog toka kroz područje koje pokriva krug.

Povijest otkrića izmjenične struje

Izmjeničnim strujama prvi put se počela posvećivati ​​pozornost zbog njihove komercijalne vrijednosti nakon izuma Nikole Tesle. Materijalni sukob s Edisonom obilježio je sudbinu obojice. Kada je američki poduzetnik povukao svoja obećanja Nikoli Tesli, izgubio je znatne beneficije. Istaknutom znanstveniku nije se svidjelo besplatno liječenje, Srbin je izumio motor izmjenične struje industrijskog tipa (izum je napravio mnogo ranije). Poduzeća koriste isključivo konstantu. Edison je promovirao spomenutu vrstu.

Tesla je prvi pokazao da se izmjeničnim naponom mogu postići mnogo veći rezultati. Pogotovo kada se energija mora prenositi na velike udaljenosti. Korištenje transformatora može lako povećati napon, oštro smanjujući gubitke na aktivnom otporu. Prijemna strana vraća parametre na izvorne. Uštedite puno na debljini žica.

Danas se pokazalo da je prijenos istosmjernom strujom ekonomski isplativiji. Tesla je promijenio tijek povijesti. Da su znanstvenici smislili DC-DC pretvarače, svijet bi izgledao drugačije.

Nikola Tesla započeo je aktivno korištenje izmjenične struje stvaranjem dvofaznog motora. Iskustva u prijenosu energije na znatne udaljenosti postavila su činjenice na svoje mjesto: nezgodno je prebaciti proizvodnju na područje slapova Niagare, puno je lakše postaviti vod do odredišta.

Školska verzija tumačenja izmjenične i istosmjerne struje

Izmjenična struja pokazuje niz svojstava koja razlikuju ovaj fenomen od istosmjerne struje. Prvo, okrenimo se povijesti otkrića fenomena. Otto von Guericke smatra se utemeljiteljem izmjenične struje u ljudskoj upotrebi. On je prvi uočio: prirodni naboji imaju dva predznaka. Struja može teći u različitim smjerovima. Što se tiče Tesle, inženjera je više zanimao praktični dio; autorova predavanja spominju dva eksperimentatora britanskog podrijetla:

1. William Spottiswoode lišen je stranice Wikipedije na ruskom jeziku, nacionalni dio šuti o radu s izmjeničnom strujom. Poput Georga Ohma, znanstvenik je talentiran matematičar; ostaje za žaljenje što je teško otkriti što je točno učinio muž znanosti.
2. James Edward Henry Gordon puno je bliži praktičnom dijelu pitanja uporabe električne energije. Puno je eksperimentirao s generatorima i razvio uređaj vlastite konstrukcije snage 350 kW. Veliku pozornost posvetio je rasvjeti i opskrbi pogona i tvornica energijom.

Smatra se da su prvi generatori izmjenične struje nastali 30-ih godina 19. stoljeća. Michael Faraday eksperimentalno je proučavao magnetska polja. Eksperimenti su izazvali ljubomoru Sir Humphryja Davyja, koji je kritizirao studenta za plagijat. Potomcima je teško saznati što je ispravno, činjenica ostaje: izmjenična struja postojala je nezahtjevana pola stoljeća. U prvoj polovici 19. stoljeća izumljen je električni motor (Michael Faraday). Radio je na istosmjernu struju.

Nikola Tesla je prvi ostvario Aragovu teoriju o rotirajućem magnetskom polju. Bile su potrebne dvije faze izmjenične struje (pomak od 90 stupnjeva). Usput je Tesla napomenuo: moguće su složenije konfiguracije (tekst patenta). Kasnije je izumitelj trofaznog motora Dolivo-Dobrovolsky uzalud pokušavao patentirati zamisao plodnog uma.

Dugo vremena izmjenična struja nije zatražena. Edison se protivio uvođenju tog fenomena u svakodnevni život. Industrijalac se bojao velikih financijskih gubitaka.

Nikola Tesla proučavao je električne strojeve

Zašto se izmjenična struja koristi češće od istosmjerne?

Znanstvenici su nedavno dokazali da je prijenos istosmjerne struje isplativiji. Gubici linijskog zračenja su smanjeni. Nikola Tesla preokrenuo je tijek povijesti, istina je pobijedila.

Nikola Tesla: pitanja sigurnosti i učinkovitosti

Nikola Tesla posjetio je Edisonovu konkurentsku tvrtku, promovirajući novi fenomen. Zanosila sam se i često eksperimentirala na sebi. Za razliku od Sir Humphryja Davyja, koji si je kratio život udisanjem raznih plinova, Tesla je postigao značajan uspjeh: doživio je 86. godinu. Znanstvenik je otkrio: promjena smjera protoka struje brzinom većom od 700 puta u sekundi čini proces sigurnim za ljude.

Tijekom svojih predavanja Tesla je u ruke uzeo žarulju sa platinastom niti i demonstrirao sjaj uređaja propuštajući struju visoke frekvencije kroz vlastito tijelo. Ustvrdio je da je fenomen bezopasan, pa čak i koristan za zdravlje. Struja koja teče preko površine kože istovremeno čisti. Tesla je rekao da su eksperimentatori ranijih dana (vidi gore) propustili nevjerojatne fenomene iz sljedećih razloga:

• Nesavršeni mehanički generatori. Okretno polje korišteno je u doslovnom smislu: rotor se vrtio pomoću motora. Sličan princip je nemoćan za proizvodnju visokofrekventnih struja. Danas je to problematično, unatoč trenutnoj razini razvoja tehnologije.
• U najjednostavnijem slučaju korišteni su ručni prekidači. Nema se što reći o visokim frekvencijama.

Sam Tesla koristio je fenomen punjenja i pražnjenja kondenzatora. Mislimo na RC lanac. Nakon što se napuni do određene razine, kondenzator se počinje prazniti kroz otpor. Parametri elemenata određuju brzinu procesa koji se odvija prema eksponencijalnom zakonu. Tesla je lišen mogućnosti korištenja metoda za upravljanje sklopovima s poluvodičkim sklopkama. Termionske diode su bile poznate. Usudili bismo se pretpostaviti da bi Tesla mogao koristiti proizvode koji oponašaju zener diode, koje rade s reverzibilnim kvarom.

Međutim, sigurnosnim pitanjima oduzeto je časno prvo mjesto. Frekvenciju od 60 Hz (općeprihvaćenu u SAD-u) predložio je Nikola Tesla kao optimalnu za rad motora vlastite konstrukcije. Vrlo različit od sigurnog raspona. Lakše je dizajnirati generator. Izmjenična struja je superiornija od istosmjerne struje u oba smisla.

Kroz zrak

Do danas se bezuspješno vode rasprave o pronalazaču radija. Prolaz valova kroz eter otkrio je Hertz, koji je opisao zakone gibanja i pokazao optički afinitet. Danas se zna: izmjenično polje luta prostorom. Popov (1895.) koristio se fenomenom prilikom odašiljanja prve zemaljske poruke “Heinrich Hertz”.

Vidimo da su učeni ljudi međusobno prijateljski raspoloženi. Koliko poštovanja pokazuje prva poruka. Datum ostaje kontroverzan; svaka država želi prisvojiti prvenstvo nepodijeljeno. Izmjenična struja stvara polje koje se širi kroz eter.

Danas su dobro poznati dometi emitiranja, prozori, zidovi atmosfere, razni mediji (voda, plinovi). Učestalost igra važnu ulogu. Utvrđeno je da se svaki signal može prikazati kao zbroj elementarnih sinusoidnih oscilacija (prema Fourierovim teoremima). Spektralna analiza radi na najjednostavnijim harmonicima. Ukupni učinak smatra se rezultantom elementarnih komponenti. Proizvoljni signal se rastavlja Fourierovom transformacijom.

Atmosferski prozori definirani su na sličan način. Vidjet ćemo frekvencije koje prolaze kroz debljinu, dobre i loše. Ovo posljednje nema uvijek negativan učinak. Mikrovalne pećnice koriste frekvencije od 2,4 GHz, koje vodena para apsorbira. Valovi su beskorisni za komunikaciju, ali su dobri za kulinarske sposobnosti!

Početnici su zabrinuti zbog pitanja širenja valova kroz eter. Raspravljajmo detaljnije o misteriju koji znanstvenici još nisu riješili.

Hertzov vibrator, eter, elektromagnetski val

Odnos između električnog i magnetskog polja prvi je pokazao 1821. Michael Faraday. Malo kasnije su pokazali da je kondenzator pogodan za stvaranje oscilacija. Ne može se reći da je veza između ta dva događaja odmah uočena. Felix Savary ispraznio je Leyden staklenku kroz prigušnicu, čija je jezgra bila čelična igla.

Ne zna se pouzdano što je astronom pokušavao postići, ali rezultat se pokazao zanimljivim. Ponekad je igla bila magnetizirana u jednom smjeru, ponekad u suprotnom smjeru. Struja generatora istog predznaka. Znanstvenik je ispravno zaključio: prigušeni oscilatorni proces. Bez stvarnog poznavanja induktivnih i kapacitivnih reaktancija.

Teorija procesa je kasnije sažeta. Pokuse su ponovili Joseph Henry i William Thompson, koji su odredili rezonantnu frekvenciju: gdje je proces trajao maksimalno vrijeme. Fenomen je omogućio kvantitativno opisivanje ovisnosti karakteristika kruga o sastavnim elementima (induktivitet i kapacitet). Godine 1861. Maxwell je izveo poznate jednadžbe, od kojih je jedna posljedica posebno važna: "Izmjenično električno polje stvara magnetsko polje i obrnuto."

Nastaje val, vektori indukcije su međusobno okomiti. Prostorno ponovite oblik procesa koji ga je generirao. Val pluta kroz eter. Heinrich Hertz iskoristio je fenomen tako što je razmotao ploče kondenzatora u prostoru, a avioni su postali emiteri. Popov je smislio kako staviti informaciju u elektromagnetski val (modulirati), koji se danas koristi posvuda. Štoviše, u zraku i unutar poluvodičke tehnologije.

Gdje se koristi AC?

Izmjenična struja je temelj principa rada većine danas poznatih uređaja. Lakše je reći gdje se konstanta primjenjuje, čitatelji će izvući zaključke:

1. U baterijama se koristi istosmjerna struja. Varijabla generira kretanje - ne može se pohraniti modernim uređajima. Zatim uređaj električnu energiju pretvara u željeni oblik.
2. Učinkovitost brušenih istosmjernih motora je veća. Zbog toga je korisno koristiti ove sorte.
3. Magneti rade pomoću istosmjerne struje. Na primjer, interfoni.
4. Konstantni napon primjenjuje elektronika. Trenutna potrošnja varira unutar određenih granica. U industriji se naziva trajnim.
5. Konstantni napon se koristi u slikovnim cijevima za stvaranje potencijala, povećavajući katodnu emisiju. Slučajeve ćemo nazvati analognim izvorima napajanja za poluvodičku tehniku, iako je ponekad razlika značajna.

U drugim slučajevima, izmjenična struja pokazuje značajnu prednost. Transformatori su sastavni dio tehnike. Čak iu zavarivanju, istosmjerna struja ne dominira uvijek, ali svaka moderna oprema ove vrste ima pretvarač. Zbog toga je puno lakše i praktičnije dobiti pristojne tehničke karakteristike.

Iako su povijesno prvi dobiveni statički naboji. Sjetimo se vune i jantara s kojima je radio Tales iz Mileta.

Izmjenična struja je struja čija se promjena veličine i smjera periodički ponavlja u jednakim vremenskim intervalima T.

U području proizvodnje, prijenosa i distribucije električne energije, izmjenična struja ima dvije glavne prednosti u odnosu na istosmjernu struju:

1) sposobnost (pomoću transformatora) jednostavnog i ekonomičnog povećanja i smanjenja napona, što je ključno za prijenos energije na velike udaljenosti.

2) veća jednostavnost elektromotornih uređaja, a time i njihova niža cijena.

Poziva se vrijednost promjenjive veličine (struja, napon, emf) u bilo kojem trenutku t trenutna vrijednost i označava se malim slovima (struja i, napon u, emf - e).

Najveća trenutna vrijednost povremeno promjenjivih struja, napona ili emf naziva se maksimalno ili amplituda vrijednosti i označavaju se velikim slovima s indeksom "m" (I m, U m).

Najkraće vremensko razdoblje nakon kojeg se trenutne vrijednosti promjenjive veličine (struja, napon, emf) ponavljaju u istom nizu naziva se razdoblje T, a ukupnost promjena koje se događaju tijekom razdoblja je ciklus.

Recipročna vrijednost perioda naziva se frekvencija i označava se slovom f.

one. frekvencija – broj perioda u 1 sekundi.

Jedinica frekvencije 1/sec - tzv herc (Hz). Veće jedinice frekvencije su kiloherci (kHz) i megaherci (MHz).

Dobivanje izmjenične sinusne struje.

U tehnici se izmjenične struje i naponi nastoje dobiti prema najjednostavnijem periodičnom zakonu – sinusoidnom. Jer sinusoida je jedina periodična funkcija koja ima sebi sličnu derivaciju, zbog čega je oblik krivulja napona i struje u svim karikama električnog kruga isti, što uvelike pojednostavljuje izračune.

Za dobivanje struja industrijske frekvencije koristite alternatori čiji se rad temelji na zakonu elektromagnetske indukcije, prema kojem, kada se zatvoreni krug giba u magnetskom polju, u njemu nastaje struja.

Shema spoja jednostavnog alternatora

Generatori izmjenične struje velike snage, dizajnirani za napone od 3-15 kV, izrađeni su s nepomičnim namotom na statoru stroja i rotirajućim elektromagnetskim rotorom. S ovim dizajnom lakše je pouzdano izolirati žice fiksnog namota i lakše je preusmjeriti struju u vanjski krug.

Jedan okretaj rotora dvopolnog generatora odgovara jednom periodu izmjeničnog EMF-a induciranog na njegovom namotu.

Ako rotor napravi n okretaja u minuti, tada je frekvencija inducirane emf

.

Jer u ovom slučaju kutna brzina generatora
, onda između njega i frekvencije inducirane EMF-om postoji odnos
.

Faza. Fazni pomak.

Pretpostavimo da generator ima dva identična zavoja na armaturi, pomaknuta u prostoru. Kada se armatura okreće, u zavojima se induciraju EMF iste frekvencije i istih amplituda, jer zavojnice se okreću istom brzinom u istom magnetskom polju. Ali zbog pomaka zavoja u prostoru, EMF ne doseže znakove amplitude istovremeno.

Ako se u trenutku početka odbrojavanja vremena (t=0) zavoj 1 nalazi pod kutom u odnosu na neutralnu ravninu
, a zavoj 2 je pod kutom
. Tada je EMF izazvan u prvom krugu:

a u drugom:

U trenutku odbrojavanja:

Električni kutovi I nazivaju se određujuće vrijednosti emf u početnom trenutku vremena početne faze.

Razlika u početnim fazama dviju sinusoidnih veličina iste frekvencije naziva se fazni kut .

Uzima se u obzir veličina za koju se nulte vrijednosti (nakon kojih poprima pozitivne vrijednosti) ili pozitivne vrijednosti amplitude postižu prije druge. uznapredovala faza, i onaj za koji se kasnije postižu iste vrijednosti - zaostajanje u fazi.

Ako dvije sinusne veličine istovremeno dosegnu svoju amplitudu i nultu vrijednost, tada se kaže da su veličine u fazi . Ako je kut faznog pomaka sinusnih veličina 180 0
, tada se kaže da se mijenjaju protufaza.

upute

Prvo, shvatimo što je električna struja. Usmjereno kretanje () nabijenih čestica naziva se električna struja. U izmjeničnoj struji vodiča u jednakim vremenskim razdobljima prolazi različit broj nabijenih čestica. U konstanti je broj tih čestica za isto vrijeme uvijek ekvivalentan.

Izmjenična struja stalno mijenja svoju snagu, veličinu ili smjer. A te su promjene uvijek periodične, odnosno ponavljaju se u pravilnim vremenskim razmacima. Na primjer, pomoću varijable trenutni baterija se ne može puniti ili se ne može koristiti u takve tehničke svrhe.

Za razliku od trajnog trenutni, varijabla ima nekoliko dodatnih značenja: - razdoblje - privremena vrijednost završetka punog ciklusa varijabilnih pokazatelja trenutni; poluciklus i frekvencija (broj ciklusa za određeno vremensko razdoblje) - najveća vrijednost varijable trenutni;- trenutna vrijednost – vrijednost trenutni u određenom trenutku vremena.

Izmjenična struja je češća i široko korištena. Lakše ga je pretvoriti u izmjeničnu struju drugog napona, mijenjati napon u mrežama ovisno o potrebnim potrebama. To se može učiniti pomoću transformatora. Transformator - uređaj koji pretvara izmjeničnu struju jednog napona u istu struju, ali različitog napona na istoj frekvenciji trenutni.

Lobarna pneumonija počinje akutno, najčešće nakon teške hipotermije. Temperatura doseže 39-40 stupnjeva, pacijent ima jake zimice. Bol se odmah javlja pri disanju i iz zahvaćenog pluća. Kašalj je popraćen oslobađanjem gnojnog, viskoznog ispljuvka iz krvi. Stanje pacijenta je teško. Disanje je plitko, ubrzano, s širenjem krila nosa. Zahvaćena strana prsnog koša zamjetno zaostaje za zdravom stranom pri disanju.

Na planeti Zemlji danas se 98% sve električne energije proizvodi pomoću generatora izmjenične struje. Takvu struju vrlo je lako proizvesti i prenijeti na velike udaljenosti. U tom se slučaju struja i napon mogu više puta povećavati i smanjivati ​​- transformirati. Rad se ne vrši naponom, već strujom. Stoga, što je niža njegova vrijednost, manji su gubici u žicama.

Mnogi korisnici vjeruju da se koristi samo izmjenična struja s naponom od 220 V i frekvencijom od 50 Hz. Ovo vrijedi samo za žarulje sa žarnom niti, elektromotore u usisavačima i hladnjacima.

U svakom složenom kućanskom uređaju koji se napaja mrežom izmjenične struje postoje komponente koje rade na konstantnom naponu s različitim vrijednostima. Gotovo je nemoguće predvidjeti koje bi to vrijednosti mogle biti. Dakle, svi potrošači u utičnici imaju izmjeničnu struju iste frekvencije i napona.

D.C

Iako je udio istosmjerne proizvodnje samo 2%, njezina vrijednost je prilično velika. Istosmjernu struju stvaraju galvanske ćelije, baterije, termoparovi i solarni paneli.

Solarni paneli danas postaju vrlo perspektivno područje energetike, kada je pitanje korištenja obnovljivih izvora energije akutno.

Istosmjerna struja pokreće motore lokomotiva u željezničkom prometu i koristi se u mreži zrakoplova i automobila.

Na cestama modernih gradova sve je više električnih i hibridnih automobila. Za punjenje baterija izgrađene su stanice koje zadovoljavaju njihove potrebe za istosmjernom strujom.

Kakve bi utičnice trebale biti?

Dimenzije utičnica, njihov tip, materijal od kojeg su izrađene ovise prvenstveno o namjeni utičnica, strujama i naponima za koje su predviđene. Uređaji koji rade na konstantnom naponu imaju polarizirane utikače. Stoga, utičnice za njih moraju biti polarizirane. Tada čak ni neiskusni korisnik neće moći zbuniti gdje su "+" i "–".

Izmjenična struja u krugu je električni tok nabijenih čestica, čiji se smjer i brzina povremeno mijenjaju tijekom vremena prema određenom zakonu.

upute

Pogledajte općenitosti u električnom krugu opisanom u vašem školskom udžbeniku. Tamo ćete vidjeti da je izmjenična struja električna struja čija vrijednost varira prema sinusoidnom ili kosinusnom zakonu. To znači da se veličina struje u mreži izmjenične struje mijenja prema zakonu sinusa ili kosinusa. Strogo govoreći, to odgovara struji koja teče u električnoj mreži kućanstva. Međutim, sinusoidalnost struje nije opća definicija izmjenične struje i ne objašnjava u potpunosti prirodu njezina toka.

Nacrtajte graf sinusnog vala na komad papira. Ovaj grafikon pokazuje da se vrijednost same funkcije, izražena jakošću struje u ovom kontekstu, mijenja iz pozitivne vrijednosti u negativnu vrijednost. Štoviše, vrijeme nakon kojeg se predznak mijenja uvijek je isto. To vrijeme nazivamo periodom oscilacija struje, a recipročnu vrijednost vremena nazivamo frekvencijom izmjenične struje. Na primjer, frekvencija izmjenične struje u kućanstvu je 50 Hz.

Imajte na umu da se predznak funkcije fizički mijenja. Zapravo, to samo znači da u nekom trenutku struja počinje teći u suprotnom smjeru. Štoviše, ako je zakon promjene sinusoidan, tada se promjena smjera kretanja ne događa naglo, već postupnim kočenjem. Otuda i koncept izmjenične struje, te njena glavna razlika od istosmjerne struje, koja uvijek teče u istom smjeru i ima stalnu vrijednost. Kao što je poznato, smjer struje određen je smjerom pozitivno nabijenih čestica u krugu. Dakle, u krugu izmjenične struje, nabijene čestice nakon određenog vremena mijenjaju smjer svog kretanja u suprotan.

Na samom početku dajmo kratku definiciju električne struje. Električna struja je uređeno (usmjereno) kretanje nabijenih čestica. Trenutni je kretanje elektrona u vodiču, napon- to je ono što ih (elektrone) pokreće.

Sada pogledajmo koncepte kao što su istosmjerna i izmjenična struja i identificirajmo njihove temeljne razlike.

Razlika između istosmjerne i izmjenične struje

Glavna značajka konstantnog napona je da je konstantan i po veličini i po znaku. Istosmjerna struja cijelo vrijeme "teče" u jednom smjeru. Na primjer, duž metalnih žica od pozitivnog priključka izvora napona do negativnog priključka (u elektrolitima ga stvaraju pozitivni i negativni ioni). Sami elektroni se kreću od minusa do plusa, ali su se i prije otkrića elektrona složili pretpostaviti da struja teče od plusa do minusa i još uvijek se pridržavaju tog pravila u proračunima.

Po čemu se izmjenična struja (napon) razlikuje od istosmjerne? Iz samog naziva proizilazi da se mijenja. Ali – kako točno? Izmjenična struja tijekom razdoblja mijenja i svoju veličinu i smjer kretanja elektrona. U našim kućnim utičnicama radi se o struji sa sinusoidnim (harmonijskim) oscilacijama frekvencije 50 herca (50 oscilacija u sekundi).

Ako promatramo zatvoreni krug na primjeru žarulje, dobivamo sljedeće:

• uz konstantnu struju, elektroni će uvijek teći kroz žarulju u jednom smjeru od (-) minus do (+) plus
• s izmjeničnim, smjer kretanja elektrona će se mijenjati ovisno o frekvenciji generatora. tj. ako je u našoj mreži frekvencija izmjenične struje 50 herca (Hz), tada će se smjer kretanja elektrona promijeniti 100 puta u 1 sekundi. Dakle, + i - u našoj utičnici mijenjaju mjesta sto puta u sekundi u odnosu na nulu. Zbog toga električni utikač možemo uključiti u utičnicu naopako i sve će raditi.

Izmjenični napon u našoj kućnoj utičnici varira prema sinusoidnom zakonu. Što to znači? Napon od nule raste do pozitivne vrijednosti amplitude (pozitivni maksimum), zatim se smanjuje do nule i nastavlja se smanjivati ​​dalje - do negativne vrijednosti amplitude (negativni maksimum), zatim ponovno raste, prolazi kroz nulu i vraća se na pozitivnu vrijednost amplitude.

Drugim riječima, kod izmjenične struje njegov naboj se stalno mijenja. To znači da je napon ili 100%, zatim 0%, pa opet 100%. Ispostavilo se da u sekundi elektroni 100 puta promijene smjer kretanja i polaritet, iz pozitivnog u negativni (sjećate se da im je frekvencija 50 herca - 50 perioda ili oscilacija u sekundi?).

Prve električne mreže bile su istosmjerne. S tim je bilo povezano nekoliko problema, a jedan od njih bila je složenost dizajna samog generatora. A alternator ima jednostavniju konstrukciju, te je stoga jednostavan i jeftin za rukovanje.

Činjenica je da se ista snaga može prenijeti visokim naponom i slabom strujom, ili obrnuto: niskim naponom i velikom strujom. Što je struja veća, potreban je veći presjek žice, tj. žica bi trebala biti deblja. Za napon nije važna debljina žice, samo da su izolatori dobri. Izmjeničnu struju (za razliku od istosmjerne) jednostavno je lakše pretvoriti.

I ovo je zgodno. Dakle, kroz žicu relativno malog poprečnog presjeka, elektrana može poslati pet stotina tisuća (a ponekad i do milijun i pol) volti energije pri struji od 100 ampera bez ikakvih gubitaka. Tada će, primjerice, transformator na gradskoj trafostanici "uzeti" 500 000 volti pri struji od 10 ampera i "dati" 10 000 volti pri 500 ampera u gradsku mrežu. A gradske trafostanice taj napon već pretvaraju u 220/380 volti pri struji od oko 10.000 ampera, za potrebe stambenih i industrijskih područja grada.

Naravno, dijagram je pojednostavljen i odnosi se na cijeli niz gradskih trafostanica, a ne na jednu posebno.

Osobno računalo (PC) radi na sličnom principu, ali u suprotnom smjeru. Pretvara izmjeničnu struju u istosmjernu, a zatim pomoću , smanjuje svoj napon na vrijednosti potrebne za rad svih komponenti unutar.

Krajem 19. stoljeća svjetska je elektrifikacija mogla krenuti drugim putem. Thomas Edison (za kojeg se vjeruje da je izumio jednu od prvih komercijalno uspješnih žarulja sa žarnom niti) aktivno je promovirao svoju ideju o istosmjernoj struji. A da nije bilo istraživanja još jedne izvanredne osobe koja je dokazala učinkovitost izmjenične struje, onda bi sve moglo biti drugačije.

Genijalni Srbin Nikola Tesla (koji je neko vrijeme radio za Edisona) prvi je projektirao i izgradio polifazni generator izmjenične struje, dokazavši njegovu učinkovitost i superiornost u odnosu na slične razvoje koji su radili s konstantnim izvorom energije.

Sada pogledajmo "staništa" istosmjerne i izmjenične struje. Trajni se, primjerice, nalazi u bateriji ili baterijama našeg telefona. Punjači pretvaraju izmjeničnu struju iz mreže u istosmjernu iu tom obliku ona završava na mjestima gdje se skladišti (baterije).

Izvori istosmjernog napona su:

1. obične baterije koje se koriste u raznim uređajima (baterijske svjetiljke, playeri, satovi, testeri itd.)
2. razne baterije (alkalne, kiselinske itd.)
3. DC generatori
4. drugi posebni uređaji, na primjer: ispravljači, pretvarači
5. izvori energije za nuždu (rasvjeta)

Na primjer, gradski električni prijevoz radi na istosmjernoj struji napona od 600 volti (tramvaji, trolejbusi). Za metro je veći - 750-825 volti.

Izvori izmjeničnog napona:

1. generatori
2. razni pretvarači (transformatori)
3. kućanske električne mreže (kućanske utičnice)

Razgovarali smo o tome kako i čime mjeriti istosmjerni i izmjenični napon, a na kraju (svima onima koji su pročitali članak do kraja) želim ispričati kratku priču. Moj šef mi je to rekao, a ja ću to prepričati iz njegovih riječi. Stvarno odgovara našoj današnjoj temi!

Jednom je s našim direktorima išao na službeni put u susjedni grad. Uspostavite prijateljske odnose s tamošnjim informatičarima :) A tik uz autocestu postoji tako divno mjesto: izvor čiste vode. Svi se zaustavljaju kraj njega i uzimaju vodu. Ovo je na neki način već tradicija.

Lokalne vlasti, odlučivši poboljšati ovo mjesto, učinile su sve s najnovijom tehnologijom: iskopale su veliku pravokutnu rupu točno ispod izvora, obložile je svijetlim pločicama, postavile preljev, LED rasvjetu i pokazalo se da je to bazen. Dalje - više! Sam izvor bio je “upakiran” u šarene granitne krhotine, dobio je plemeniti oblik, ikona iznad otvora bila je ugrađena ispod stakla - sveto mjesto, čini se!

I posljednji dodir - instalirali smo vodoopskrbni sustav na temelju fotoćelije. Ispostavilo se da je bazen uvijek pun i "klokoće" u njemu, ali da biste vodu crpili direktno iz izvora, potrebno je prinijeti ruke s posudom fotoćeliji i odatle ona "teče" :)

Moram reći da je na putu do izvora naš šef rekao jednom od direktora kako je to super: nove tehnologije, Wi-Fi, fotoćelije, skeniranje mrežnice itd. Redatelj je bio klasični tehnofob pa je imao suprotno mišljenje. I tako, dovezu se do izvora, stave ruke gdje treba, ali voda ne teče!

Rade ovo i ono, ali rezultat je nula! Ispostavilo se da glupo nije bilo napona u električnoj mreži koja je hranila ovaj šejtanski sustav :) Direktor je bio “na konju”! Napravio sam nekoliko "kontrolnih" fraza o svim tim n...x tehnologijama, istim n...x elementima, svim strojevima općenito i ovom posebno. Pokupio sam kanister ravno iz bazena i otišao do auta!

Tako se ispostavlja da možemo postaviti bilo što, "podići" sofisticirani server, pružiti najbolju i najpopularniju uslugu, ali svejedno, najvažnija osoba je ujak Vasja, električar u štepanoj jakni, koji jednim pokretom ruku može organizirati potpuni preskok sve ove tehničke snage i gracioznosti :)

Zato zapamtite: glavna stvar je visokokvalitetno napajanje. Dobar (neprekidno napajanje) i stabilan napon u utičnicama, a sve ostalo dolazi :)

To je sve za danas i do sljedećih članaka. Čuvajte se! Ispod je kratki video na temu članka.

I . Prije nego što detaljno ispitamo ove pojmove, trebamo zapamtiti da se koncept električne struje sastoji od uređenog kretanja čestica koje imaju električni naboj. Ako se elektroni stalno kreću u jednom smjeru, tada se struja naziva konstantnom. Ali kada se elektroni u jednom trenutku kreću u jednom smjeru, au drugom trenutku u drugom smjeru, tada je to uređeno kretanje nabijenih čestica koje se kreću bez zaustavljanja. ta struja se naziva izmjenična. Značajna razlika između njih je u tome što su konstantne vrijednosti “+” i “-” uvijek na jednom određenom mjestu.

Što je konstantan napon

Primjer konstantnog napona je obična baterija. Na kućištu svake baterije nalaze se simboli "+" i "-". To sugerira da pri konstantnoj struji ove vrijednosti imaju konstantan položaj. Za varijablu, naprotiv, vrijednosti "+" i "-" mijenjaju se u određenim kratkim intervalima. Stoga se oznaka za istosmjernu struju koristi u obliku jedne ravne, a oznaka za izmjeničnu struju u obliku jedne valovite crte.

Razlika između istosmjerne i izmjenične struje

Većina uređaja koji koriste istosmjernu struju ne dopuštaju miješanje kontakata pri spajanju izvora napajanja, jer u tom slučaju uređaj može jednostavno pokvariti. S varijablom se to neće dogoditi. Ako utaknete utikač u utičnicu s bilo koje strane, uređaj će i dalje raditi. Osim toga, postoji takva stvar kao što je frekvencija izmjenične struje. Pokazuje koliko se puta tijekom sekunde "minus" i "plus" zamijene. Na primjer, frekvencija od 50 herca znači da se polaritet napona mijenja 50 puta u sekundi.

Prikazani grafikoni pokazuju promjenu napona u različitim vremenskim točkama. Grafikon lijevo prikazuje, na primjer, napon na kontaktima žarulje svjetiljke. U vremenskom razdoblju od "0" do točke "a" uopće nema napona, jer je svjetiljka isključena. U vremenskoj točki "a" pojavljuje se napon U1, koji se ne mijenja u vremenskom intervalu "a" - "b" kada je svjetiljka uključena. Kada se svjetiljka isključi u trenutku "b", napon ponovno postaje nula.

Na grafikonu izmjeničnog napona možete jasno vidjeti da napon u različitim točkama ili raste do maksimuma, zatim postaje jednak nuli, ili pada na minimum. Ovaj pokret se događa ravnomjerno, u pravilnim intervalima, i ponavlja se sve dok se svjetla ne ugase.