Arus ulang alik ialah sejenis arus yang arah alirannya sentiasa berubah. Ia menjadi mungkin kerana adanya perbezaan potensi yang mematuhi undang-undang. Dalam pemahaman harian, bentuk arus ulang alik menyerupai gelombang sinus. Pemalar boleh berubah dalam amplitud, tetapi arahnya tetap sama. Jika tidak, kita mendapat arus ulang alik. Tafsiran juruteknik radio adalah bertentangan dengan sekolah. Pelajar diberitahu - arus terus satu amplitud.

Bagaimanakah arus ulang alik dijana?

Arus ulang alik telah dimulakan oleh Michael Faraday; pembaca akan mengetahui lebih lanjut di bawah dalam teks. Ditunjukkan: medan elektrik dan magnet disambungkan. Arus menjadi akibat daripada interaksi. Penjana moden beroperasi dengan menukar magnitud fluks magnet melalui kawasan yang diliputi oleh litar wayar kuprum. Konduktor boleh jadi apa sahaja. Kuprum dipilih berdasarkan kriteria kesesuaian maksimum pada kos minimum.

Caj statik kebanyakannya dibentuk oleh geseran (bukan satu-satunya cara), arus ulang-alik timbul akibat proses yang tidak dapat dilihat oleh mata. Nilai adalah berkadar dengan kadar perubahan fluks magnet melalui kawasan yang diliputi oleh litar.

Sejarah penemuan arus ulang alik

Buat pertama kalinya, arus ulang alik mula mendapat perhatian kerana nilai komersialnya selepas ciptaan Nikola Tesla. Konflik material dengan Edison menandakan nasib kedua-duanya. Apabila usahawan Amerika itu mengambil kembali janjinya kepada Nikola Tesla, dia kehilangan banyak faedah. Saintis yang cemerlang tidak menyukai rawatan percuma; orang Serb mencipta motor AC jenis industri (dia membuat ciptaan lebih awal). Perusahaan digunakan secara eksklusif berterusan. Edison mempromosikan spesies tersebut.

Tesla adalah yang pertama menunjukkan bahawa hasil yang lebih besar boleh dicapai dengan voltan berselang-seli. Terutama apabila tenaga perlu dihantar pada jarak yang jauh. Penggunaan transformer dengan mudah boleh meningkatkan voltan, secara mendadak mengurangkan kerugian pada rintangan aktif. Bahagian penerima mengembalikan parameter kepada yang asal. Jimat banyak pada ketebalan wayar.

Hari ini telah ditunjukkan bahawa penghantaran arus terus lebih menguntungkan dari segi ekonomi. Tesla mengubah perjalanan sejarah. Jika saintis telah menghasilkan penukar DC-DC, dunia akan kelihatan berbeza.

Nikola Tesla memulakan penggunaan aktif arus ulang alik dengan mencipta motor dua fasa. Pengalaman dalam menghantar tenaga pada jarak yang jauh telah meletakkan fakta di tempat mereka: adalah menyusahkan untuk memindahkan pengeluaran ke kawasan Air Terjun Niagara, lebih mudah untuk meletakkan garis ke destinasinya.

Versi sekolah tafsiran arus ulang alik dan terus

Arus ulang alik mempamerkan beberapa sifat yang membezakan fenomena daripada arus terus. Pertama, mari kita beralih kepada sejarah penemuan fenomena itu. Otto von Guericke dianggap sebagai pengasas arus ulang alik dalam kegunaan manusia. Dia adalah orang pertama yang perasan: caj semula jadi mempunyai dua tanda. Arus boleh mengalir dalam arah yang berbeza. Mengenai Tesla, jurutera lebih berminat dalam bahagian praktikal; syarahan pengarang menyebut dua penguji asal British:

1. William Spottiswoode tidak mendapat halaman Wikipedia bahasa Rusia, bahagian kebangsaan tidak bersuara tentang kerja dengan arus ulang-alik. Seperti Georg Ohm, saintis itu adalah seorang ahli matematik yang berbakat; masih perlu dikesali bahawa sukar untuk mengetahui apa sebenarnya yang dilakukan oleh suami sains.
2. James Edward Henry Gordon lebih dekat dengan bahagian praktikal persoalan penggunaan elektrik. Dia banyak bereksperimen dengan penjana dan membangunkan peranti reka bentuknya sendiri dengan kuasa 350 kW. Beliau memberi banyak perhatian kepada pencahayaan dan bekalan tenaga kepada loji dan kilang.

Adalah dipercayai bahawa penjana arus ulang-alik pertama dicipta pada 30-an abad ke-19. Michael Faraday mengkaji medan magnet secara eksperimen. Eksperimen itu menimbulkan rasa cemburu Sir Humphry Davy, yang mengkritik pelajar itu kerana plagiarisme. Sukar bagi keturunan untuk mengetahui apa yang betul, hakikatnya tetap: arus ulang-alik wujud tanpa dituntut selama setengah abad. Pada separuh pertama abad ke-19, motor elektrik dicipta (oleh Michael Faraday). Bekerja dikuasakan oleh arus terus.

Nikola Tesla adalah orang pertama yang merealisasikan teori Arago tentang medan magnet berputar. Dua fasa arus ulang alik (anjakan 90 darjah) diperlukan. Sepanjang perjalanan, Tesla menyatakan: konfigurasi yang lebih kompleks mungkin (teks paten). Kemudian, pencipta motor tiga fasa, Dolivo-Dobrovolsky, cuba sia-sia untuk mematenkan idea minda yang subur.

Untuk masa yang lama, arus ulang alik kekal tidak dituntut. Edison menentang pengenalan fenomena itu ke dalam kehidupan seharian. Pengusaha industri itu takut akan kerugian kewangan yang besar.

Nikola Tesla mempelajari mesin elektrik

Mengapakah arus ulang alik digunakan lebih kerap daripada arus terus?

Para saintis baru-baru ini membuktikan bahawa menghantar arus terus lebih menguntungkan. Kehilangan sinaran talian dikurangkan. Nikola Tesla mengubah perjalanan sejarah, dan kebenaran telah berjaya.

Nikola Tesla: isu keselamatan dan kecekapan

Nikola Tesla melawat syarikat saingan Edison, mempromosikan fenomena baharu. Saya terbawa-bawa dan sering bereksperimen pada diri saya sendiri. Berbeza dengan Sir Humphry Davy, yang memendekkan hayatnya dengan menyedut pelbagai gas, Tesla mencapai kejayaan besar: dia mencapai umur 86 tahun. Para saintis menemui: menukar arah aliran arus pada kelajuan melebihi 700 kali sesaat menjadikan proses itu selamat untuk manusia.

Semasa kuliahnya, Tesla mengambil mentol dengan filamen platinum di tangannya dan menunjukkan cahaya peranti itu, melepasi arus frekuensi tinggi melalui badannya sendiri. Tegasnya, fenomena itu tidak berbahaya malah memberi manfaat kepada kesihatan. Arus yang mengalir merentasi permukaan kulit secara serentak membersihkan. Tesla berkata bahawa penguji pada hari-hari sebelumnya (lihat di atas) terlepas fenomena menakjubkan atas sebab berikut:

• Penjana mekanikal yang tidak sempurna. Medan berputar digunakan dalam erti kata literal: pemutar dipusing menggunakan motor. Prinsip yang sama tidak berkuasa untuk menghasilkan arus frekuensi tinggi. Hari ini ia bermasalah, walaupun tahap pembangunan teknologi semasa.
• Dalam kes yang paling mudah, suis manual digunakan. Tiada apa yang boleh dikatakan sama sekali tentang frekuensi tinggi.

Tesla sendiri menggunakan fenomena mengecas dan menyahcas kapasitor. Kami maksudkan rantai RC. Setelah dicas ke tahap tertentu, kapasitor mula menyahcas melalui rintangan. Parameter unsur menentukan kelajuan proses, yang berjalan mengikut undang-undang eksponen. Tesla kehilangan keupayaan untuk menggunakan kaedah untuk mengawal litar dengan suis semikonduktor. Diod termionik diketahui. Kami akan cuba meneka bahawa Tesla boleh menggunakan produk yang meniru diod zener, beroperasi dengan kerosakan boleh balik.

Walau bagaimanapun, isu keselamatan tidak mendapat tempat pertama yang terhormat. Kekerapan 60 Hz (secara umum diterima di Amerika Syarikat) telah dicadangkan oleh Nikola Tesla sebagai optimum untuk operasi enjin reka bentuknya sendiri. Sangat berbeza daripada julat selamat. Lebih mudah untuk mereka bentuk penjana. Arus ulang alik adalah lebih baik daripada arus terus dalam kedua-dua deria.

Melalui udara

Sehingga hari ini, perdebatan mengenai penemu radio masih tidak berjaya. Laluan gelombang melalui eter ditemui oleh Hertz, yang menerangkan undang-undang gerakan dan menunjukkan pertalian optik. Hari ini ia dikenali: medan berselang seli menjelajah ruang angkasa. Popov (1895) menggunakan fenomena itu apabila menghantar mesej Bumi pertama "Heinrich Hertz".

Kita lihat lelaki yang berilmu itu mesra sesama mereka. Betapa rasa hormat yang ditunjukkan oleh mesej pertama. Tarikh itu masih kontroversi; setiap negeri mahu memperuntukkan kejuaraan secara tidak berbelah bahagi. Arus ulang alik mencipta medan yang merambat melalui eter.

Hari ini julat penyiaran, tingkap, dinding atmosfera, pelbagai media (air, gas) terkenal. Kekerapan memainkan peranan penting. Telah ditetapkan bahawa setiap isyarat boleh diwakili sebagai jumlah ayunan sinusoidal asas (mengikut teorem Fourier). Analisis spektrum beroperasi pada harmonik yang paling mudah. Jumlah kesan dianggap sebagai paduan komponen asas. Isyarat sewenang-wenangnya diuraikan oleh transformasi Fourier.

Tingkap atmosfera ditakrifkan dengan cara yang sama. Kita akan melihat frekuensi yang melalui ketebalan, baik dan buruk. Yang terakhir tidak selalu mempunyai kesan negatif. Ketuhar gelombang mikro menggunakan frekuensi 2.4 GHz, yang merupakan kejutan yang diserap oleh wap air. Gelombang tidak berguna untuk komunikasi, tetapi ia bagus untuk kebolehan masakan!

Pemula mengambil berat tentang isu perambatan gelombang melalui eter. Mari kita bincangkan dengan lebih terperinci satu misteri yang masih belum dapat diselesaikan oleh saintis.

Penggetar Hertz, eter, gelombang elektromagnet

Hubungan antara medan elektrik dan magnet pertama kali ditunjukkan pada tahun 1821 oleh Michael Faraday. Tidak lama kemudian mereka menunjukkan bahawa kapasitor sesuai untuk mencipta ayunan. Tidak boleh dikatakan bahawa hubungan antara kedua-dua peristiwa itu segera direalisasikan. Felix Savary mengeluarkan balang Leyden melalui pencekik, yang intinya adalah jarum keluli.

Tidak diketahui secara pasti apa yang cuba dicapai oleh ahli astronomi itu, tetapi hasilnya ternyata menarik. Kadang-kadang jarum itu dimagnetkan ke satu arah, kadang-kadang ke arah yang bertentangan. Arus penjana dengan tanda yang sama. Ahli sains membuat kesimpulan dengan betul: proses berayun yang lembap. Tanpa benar-benar mengetahui tindak balas induktif dan kapasitif.

Teori proses itu disimpulkan kemudian. Eksperimen telah diulang oleh Joseph Henry dan William Thompson, yang menentukan kekerapan resonans: di mana proses itu berlangsung untuk tempoh masa maksimum. Fenomena ini memungkinkan untuk menggambarkan secara kuantitatif pergantungan ciri litar pada elemen komponen (aruhan dan kapasitansi). Pada tahun 1861, Maxwell memperoleh persamaan yang terkenal, satu akibat yang sangat penting: "Medan elektrik berselang-seli menjana medan magnet dan sebaliknya."

Gelombang timbul, vektor aruhan saling berserenjang. Ulang secara spasial bentuk proses yang menjananya. Gelombang membajak melalui eter. Heinrich Hertz menggunakan fenomena itu dengan membuka lipatan plat kapasitor di angkasa, pesawat menjadi pemancar. Popov memikirkan cara memasukkan maklumat ke dalam gelombang elektromagnet (memodulasi), yang digunakan di mana-mana hari ini. Selain itu, teknologi semikonduktor di udara dan di dalam.

Di manakah AC digunakan?

Arus ulang alik mendasari prinsip operasi kebanyakan peranti yang dikenali hari ini. Lebih mudah untuk mengatakan di mana pemalar digunakan, pembaca akan membuat kesimpulan:

1. Arus terus digunakan dalam bateri. Pembolehubah menjana pergerakan - tidak boleh disimpan oleh peranti moden. Kemudian peranti menukar elektrik ke dalam bentuk yang dikehendaki.
2. Kecekapan motor DC berus adalah lebih tinggi. Atas sebab ini, adalah berfaedah untuk menggunakan varieti ini.
3. Magnet beroperasi menggunakan arus terus. Contohnya, interkom.
4. Voltan malar digunakan oleh elektronik. Penggunaan semasa berbeza dalam had tertentu. Dalam industri ia dipanggil kekal.
5. Voltan malar digunakan oleh tiub gambar untuk mencipta potensi, meningkatkan pelepasan katod. Kami akan memanggil kes analog bekalan kuasa untuk teknologi semikonduktor, walaupun kadangkala perbezaannya adalah ketara.

Dalam kes lain, arus ulang alik menunjukkan kelebihan yang ketara. Transformer adalah sebahagian daripada teknologi. Walaupun dalam kimpalan, arus terus tidak selalu menguasai, tetapi mana-mana peralatan moden jenis ini mempunyai penyongsang. Ini menjadikannya lebih mudah dan lebih mudah untuk mendapatkan ciri teknikal yang baik.

Walaupun secara sejarah yang pertama diperoleh adalah caj statik. Marilah kita ingat bulu dan ambar yang Thales of Miletus bekerja.

Arus ulang alik ialah arus yang perubahan magnitud dan arahnya diulang secara berkala pada selang masa yang sama T.

Dalam bidang pengeluaran, penghantaran dan pengagihan tenaga elektrik, arus ulang alik mempunyai dua kelebihan utama berbanding arus terus:

1) keupayaan (menggunakan transformer) untuk meningkatkan dan mengurangkan voltan secara ringkas dan ekonomik, ini penting untuk menghantar tenaga pada jarak yang jauh.

2) kesederhanaan yang lebih besar bagi peranti motor elektrik, dan oleh itu kosnya lebih rendah.

Nilai kuantiti berubah (arus, voltan, emf) pada bila-bila masa t dipanggil nilai serta merta dan dilambangkan dengan huruf kecil (arus i, voltan u, emf - e).

Nilai terbesar serta-merta bagi arus, voltan atau emf yang berubah secara berkala dipanggil maksimum atau amplitud nilai dan ditetapkan dengan huruf besar dengan indeks "m" (I m, U m).

Tempoh masa terpendek selepas itu nilai serta-merta bagi kuantiti berubah (arus, voltan, emf) diulang dalam urutan yang sama dipanggil tempoh T, dan jumlah perubahan yang berlaku dalam tempoh tersebut ialah kitaran.

Timbal balik tempoh dipanggil kekerapan dan dilambangkan dengan huruf f.

Itu. kekerapan – bilangan tempoh setiap 1 saat.

Unit kekerapan 1/saat - dipanggil hertz (Hz). Unit frekuensi yang lebih besar ialah kilohertz (kHz) dan megahertz (MHz).

Mendapatkan arus sinusoidal ulang alik.

Dalam teknologi, arus ulang-alik dan voltan dicari untuk diperolehi mengikut undang-undang berkala paling mudah - sinusoidal. Kerana sinusoid adalah satu-satunya fungsi berkala yang mempunyai derivatif yang serupa dengan dirinya, akibatnya bentuk voltan dan lengkung arus dalam semua pautan litar elektrik adalah sama, yang sangat memudahkan pengiraan.

Untuk mendapatkan arus frekuensi industri, gunakan alternator yang operasinya berdasarkan undang-undang aruhan elektromagnet, mengikut mana, apabila litar tertutup bergerak dalam medan magnet, arus timbul di dalamnya.

Gambar rajah litar alternator ringkas

Penjana arus ulang-alik berkuasa tinggi, direka untuk voltan 3–15 kV, dibuat dengan penggulungan pegun pada pemegun mesin dan pemutar elektromagnet berputar. Dengan reka bentuk ini, lebih mudah untuk melindungi wayar penggulungan tetap dan lebih mudah untuk mengalihkan arus ke litar luaran.

Satu pusingan pemutar penjana dua kutub sepadan dengan satu tempoh EMF berselang-seli teraruh pada belitannya.

Jika pemutar membuat n pusingan seminit, maka kekerapan emf teraruh

.

Kerana dalam kes ini halaju sudut penjana
, maka di antaranya dan frekuensi yang disebabkan oleh EMF terdapat hubungan
.

fasa. Peralihan fasa.

Mari kita anggap bahawa penjana mempunyai dua pusingan yang sama pada angker, beralih di angkasa. Apabila angker berputar, EMF dengan frekuensi yang sama dan dengan amplitud yang sama teraruh dalam selekoh, kerana gegelung berputar pada kelajuan yang sama dalam medan magnet yang sama. Tetapi disebabkan oleh peralihan lilitan dalam ruang, EMF tidak mencapai tanda amplitud secara serentak.

Jika pada masa kiraan masa bermula (t=0) pusingan 1 terletak pada sudut berbanding dengan satah neutral
, dan pusingan 2 adalah pada sudut
. Kemudian EMF diinduksi pada pusingan pertama:

dan pada yang kedua:

Pada masa kira detik:

Sudut elektrik Dan nilai penentu emf pada saat awal masa dipanggil fasa awal.

Perbezaan dalam fasa awal dua kuantiti sinusoidal frekuensi yang sama dipanggil sudut fasa .

Kuantiti yang mana nilai sifar (selepas itu mengambil nilai positif) atau nilai amplitud positif dicapai lebih awal daripada yang lain dianggap maju dalam fasa, dan yang mana nilai yang sama dicapai kemudian - ketinggalan dalam fasa.

Jika dua kuantiti sinusoidal serentak mencapai nilai amplitud dan sifarnya, maka kuantiti tersebut dikatakan dalam fasa . Jika sudut anjakan fasa kuantiti sinusoidal ialah 180 0
, maka mereka dikatakan berubah antifasa.

Arahan

Mula-mula, mari kita fikirkan apa itu arus elektrik. Pergerakan terarah () zarah bercas dipanggil arus elektrik. Dalam arus ulang alik konduktor, jumlah zarah bercas yang berbeza melalui dalam tempoh masa yang sama. Dalam pemalar, bilangan zarah ini untuk masa yang sama sentiasa setara.

Arus ulang alik sentiasa mengubah kekuatan, magnitud atau arahnya. Dan perubahan ini sentiasa berkala, iaitu, ia diulang pada selang masa yang tetap. Contohnya, menggunakan pembolehubah semasa bateri tidak boleh dicas atau tidak boleh digunakan untuk tujuan teknikal tersebut.

Tidak seperti kekal semasa, pembolehubah mempunyai beberapa makna tambahan: - tempoh - nilai sementara melengkapkan kitaran penuh penunjuk pembolehubah semasa; separuh kitaran dan kekerapan (bilangan kitaran untuk tempoh masa tertentu); - amplitud - nilai tertinggi pembolehubah semasa;- nilai serta-merta – nilai semasa pada masa tertentu.

Arus ulang alik adalah lebih biasa dan digunakan secara meluas. Lebih mudah untuk menukarnya kepada arus ulang alik voltan yang berbeza, untuk menukar voltan dalam rangkaian bergantung kepada keperluan yang diperlukan. Ini boleh dilakukan menggunakan pengubah. Transformer - peranti yang menukarkan arus ulang alik satu voltan kepada arus yang sama, tetapi voltan berbeza pada frekuensi yang sama semasa.

Pneumonia lobar bermula secara akut, selalunya selepas hipotermia yang teruk. Suhu mencapai 39-40 darjah, pesakit mengalami menggigil yang teruk. Sakit serta-merta muncul apabila bernafas dan dari paru-paru yang terjejas. Batuk disertai dengan pembebasan kahak purulen, likat dari darah. Keadaan pesakit serius. Pernafasan adalah cetek, cepat, dengan melebarkan sayap hidung. Bahagian dada yang terjejas ketara ketinggalan di belakang bahagian yang sihat apabila bernafas.

Di planet Bumi hari ini, 98% daripada semua tenaga elektrik dijana oleh penjana arus ulang-alik. Arus sedemikian agak mudah untuk dihasilkan dan dihantar pada jarak yang jauh. Dalam kes ini, arus dan voltan boleh ditingkatkan dan dikurangkan berulang kali - diubah. Kerja dilakukan bukan oleh voltan, tetapi oleh arus. Oleh itu, semakin rendah nilainya, semakin rendah kerugian dalam wayar.

Ramai pengguna percaya bahawa hanya arus ulang alik dengan voltan 220V dan frekuensi 50Hz digunakan. Ini hanya berlaku untuk lampu pijar, motor elektrik dalam pembersih vakum dan peti sejuk.

Dalam mana-mana peranti rumah yang kompleks yang dikuasakan oleh rangkaian arus ulang-alik, terdapat komponen yang beroperasi pada voltan malar dengan nilai yang berbeza. Hampir mustahil untuk meramalkan apakah nilai-nilai ini. Oleh itu, semua pengguna di alur keluar mempunyai arus ulang alik dengan frekuensi dan voltan yang sama.

D.C

Walaupun bahagian penjanaan DC hanya 2%, nilainya agak besar. Arus terus dijana oleh sel galvanik, bateri, termokopel, dan panel solar.

Panel solar menjadi kawasan tenaga yang sangat menjanjikan hari ini, apabila isu penggunaan sumber tenaga boleh diperbaharui adalah akut.

Arus terus menggerakkan enjin lokomotif dalam pengangkutan kereta api dan digunakan dalam rangkaian dalam pesawat dan kereta.

Terdapat lebih banyak kereta elektrik dan hibrid di jalan raya bandar moden. Untuk mengecas semula bateri mereka, stesen dibina yang menyediakan keperluan mereka untuk arus terus.

Apakah jenis soket yang perlu ada?

Dimensi soket, jenisnya, bahan dari mana ia dibuat bergantung terutamanya pada tujuan soket, arus dan voltan yang direka bentuknya. Peranti yang beroperasi pada voltan malar mempunyai palam terkutub. Oleh itu, soket untuk mereka mesti terpolarisasi. Kemudian walaupun pengguna yang tidak berpengalaman tidak akan dapat mengelirukan di mana "+" dan "–".

Arus ulang alik dalam litar ialah aliran elektrik zarah bercas, arah dan kelajuan yang berubah secara berkala mengikut masa mengikut undang-undang tertentu.

Arahan

Rujuk kepada umum dalam litar elektrik yang diterangkan dalam buku teks sekolah anda. Di sana anda akan melihat bahawa arus ulang alik ialah arus elektrik, nilainya berbeza-beza mengikut hukum sinusoidal atau kosinus. Ini bermakna bahawa magnitud arus dalam rangkaian arus ulang-alik berbeza mengikut hukum sinus atau kosinus. Tegasnya, ini sepadan dengan arus yang mengalir dalam rangkaian elektrik isi rumah. Walau bagaimanapun, sinusoidal arus bukanlah definisi umum arus ulang alik dan tidak menjelaskan sepenuhnya sifat alirannya.

Lukiskan graf gelombang sinus pada sekeping kertas. Graf ini menunjukkan bahawa nilai fungsi itu sendiri, yang dinyatakan oleh kekuatan semasa dalam konteks ini, berubah daripada nilai positif kepada nilai negatif. Lebih-lebih lagi, masa selepas perubahan tanda sentiasa sama. Masa ini dipanggil tempoh ayunan semasa, dan timbal balik masa itu dipanggil kekerapan arus ulang-alik. Sebagai contoh, kekerapan kuasa AC isi rumah ialah 50 Hz.

Sila ambil perhatian bahawa tanda fungsi berubah secara fizikal. Sebenarnya, ini hanya bermakna bahawa pada satu ketika arus mula mengalir ke arah yang bertentangan. Lebih-lebih lagi, jika hukum perubahan adalah sinusoidal, maka perubahan arah pergerakan tidak berlaku secara tiba-tiba, tetapi dengan brek secara beransur-ansur. Oleh itu konsep arus ulang alik, dan perbezaan utamanya daripada arus terus, yang sentiasa mengalir dalam arah yang sama dan mempunyai nilai yang tetap. Seperti yang diketahui, arah arus ditentukan oleh arah zarah bercas positif dalam litar. Oleh itu, dalam litar arus ulang alik, zarah bercas selepas masa tertentu menukar arah pergerakannya ke arah yang bertentangan.

Pada permulaannya, mari kita berikan definisi ringkas tentang arus elektrik. Arus elektrik ialah pergerakan tertib (diarahkan) zarah bercas. semasa ialah pergerakan elektron dalam konduktor, voltan- inilah yang menyebabkan mereka (elektron) bergerak.

Sekarang mari kita lihat konsep seperti arus terus dan ulang alik dan kenal pasti perbezaan asasnya.

Perbezaan antara arus terus dan arus ulang alik

Ciri utama voltan malar ialah ia malar dalam magnitud dan tanda. Arus terus "mengalir" dalam satu arah sepanjang masa. Sebagai contoh, sepanjang wayar logam dari terminal positif sumber voltan ke terminal negatif (dalam elektrolit ia dicipta oleh ion positif dan negatif). Elektron itu sendiri bergerak dari tolak ke tambah, tetapi sebelum penemuan elektron, mereka bersetuju untuk menganggap bahawa arus mengalir dari tambah ke tolak dan masih mematuhi peraturan ini dalam pengiraan.

Bagaimanakah arus ulang alik (voltan) berbeza daripada arus terus? Dari nama itu sendiri ia mengikuti bahawa ia berubah. Tetapi - bagaimana sebenarnya? Arus ulang alik berubah dalam satu tempoh kedua-dua magnitud dan arah pergerakan elektron. Dalam soket isi rumah kami, ini ialah arus dengan ayunan sinusoidal (harmonik) dengan frekuensi 50 hertz (50 ayunan sesaat).

Jika kita menganggap litar tertutup menggunakan contoh mentol lampu, kita mendapat yang berikut:

• dengan arus malar, elektron akan sentiasa mengalir melalui mentol dalam satu arah dari (-) tolak ke (+) tambah
• dengan berselang seli, arah pergerakan elektron akan berubah bergantung kepada frekuensi penjana. iaitu jika dalam rangkaian kita frekuensi arus ulang alik ialah 50 hertz (Hz), maka arah pergerakan elektron akan berubah 100 kali dalam 1 saat. Oleh itu, + dan - dalam soket kami menukar tempat seratus kali sesaat relatif kepada sifar. Inilah sebabnya mengapa kita boleh memasangkan palam elektrik ke alur keluar secara terbalik dan semuanya akan berfungsi.

Voltan berselang-seli dalam alur keluar isi rumah kami berbeza-beza mengikut undang-undang sinusoidal. Apakah maksudnya? Voltan dari sifar meningkat kepada nilai amplitud positif (maksimum positif), kemudian menurun kepada sifar dan terus menurun lagi - kepada nilai amplitud negatif (maksimum negatif), kemudian meningkat semula, melalui sifar dan kembali kepada nilai amplitud positif.

Dengan kata lain, dengan arus ulang alik casnya sentiasa berubah. Ini bermakna voltan sama ada 100%, kemudian 0%, kemudian 100% semula. Ternyata dalam sesaat, elektron mengubah arah pergerakannya dan kekutubannya 100 kali, daripada positif kepada negatif (ingat bahawa frekuensinya ialah 50 hertz - 50 tempoh atau ayunan sesaat?).

Rangkaian elektrik pertama adalah arus terus. Terdapat beberapa masalah yang berkaitan dengan ini, salah satunya adalah kerumitan reka bentuk penjana itu sendiri. Dan alternator mempunyai reka bentuk yang lebih ringkas, dan oleh itu mudah dan murah untuk dikendalikan.

Hakikatnya ialah kuasa yang sama boleh dihantar dengan voltan tinggi dan arus rendah, atau sebaliknya: dengan voltan rendah dan arus tinggi. Semakin besar arus, semakin besar keratan rentas wayar yang diperlukan, i.e. wayar harus lebih tebal. Untuk voltan, ketebalan wayar tidak penting, asalkan penebatnya baik. Arus ulang alik (berbanding dengan arus terus) adalah lebih mudah untuk ditukar.

Dan ini adalah mudah. Jadi, melalui wayar dengan keratan rentas yang agak kecil, loji kuasa boleh menghantar lima ratus ribu (dan kadangkala sehingga satu setengah juta) volt tenaga pada arus 100 ampere dengan hampir tiada kerugian. Kemudian, sebagai contoh, sebuah transformer di pencawang bandar akan "mengambil" 500,000 volt pada arus 10 ampere dan "memberi" 10,000 volt pada 500 amperes kepada rangkaian bandar. Dan pencawang daerah sudah pun menukar voltan ini kepada 220/380 volt pada arus kira-kira 10,000 ampere, untuk keperluan kawasan perumahan dan perindustrian bandar.

Sudah tentu, rajah itu dipermudahkan dan merujuk kepada keseluruhan set pencawang daerah di bandar, dan bukan mana-mana satu khususnya.

Komputer peribadi (PC) berfungsi pada prinsip yang sama, tetapi dalam arah yang bertentangan. Ia menukarkan arus ulang alik kepada arus terus dan kemudian, menggunakan , mengurangkan voltannya kepada nilai yang diperlukan untuk operasi semua komponen di dalamnya.

Pada akhir abad ke-19, elektrifikasi di seluruh dunia mungkin telah mengambil jalan yang berbeza. Thomas Edison (yang dipercayai telah mencipta salah satu mentol lampu pijar pertama yang berjaya secara komersial) secara aktif mempromosikan ideanya tentang arus terus. Dan jika bukan kerana penyelidikan orang cemerlang lain yang membuktikan keberkesanan arus ulang-alik, maka semuanya mungkin berbeza.

Nikola Tesla dari Serbia yang cerdik (yang bekerja untuk Edison untuk beberapa waktu) adalah yang pertama mereka bentuk dan membina penjana arus ulang-alik polifasa, membuktikan kecekapan dan keunggulannya berbanding perkembangan serupa yang berfungsi dengan sumber tenaga yang berterusan.

Sekarang mari kita lihat "habitat" arus terus dan ulang-alik. Yang kekal, sebagai contoh, terdapat dalam bateri telefon atau bateri kita. Pengecas mengubah arus ulang alik dari rangkaian kepada arus terus, dan dalam bentuk ini ia berakhir di tempat di mana ia disimpan (bateri).

Sumber voltan DC ialah:

1. bateri biasa yang digunakan dalam pelbagai peranti (lampu suluh, pemain, jam tangan, penguji, dll.)
2. pelbagai bateri (beralkali, asid, dll.)
3. Penjana DC
4. peranti khas lain, contohnya: penerus, penukar
5. sumber tenaga kecemasan (lampu)

Sebagai contoh, pengangkutan elektrik bandar beroperasi pada arus terus dengan voltan 600 Volt (trem, bas troli). Untuk metro ia lebih tinggi - 750-825 Volt.

Sumber voltan AC:

1. penjana
2. pelbagai penukar (transformer)
3. rangkaian elektrik isi rumah (soket isi rumah)

Kami bercakap tentang bagaimana dan dengan apa untuk mengukur voltan terus dan berselang-seli, dan akhirnya (kepada semua mereka yang membaca artikel itu hingga akhir) saya ingin bercerita pendek. Bos saya menyuarakannya kepada saya, dan saya akan menceritakannya semula daripada kata-katanya. Ia sangat sesuai dengan topik kita hari ini!

Dia pernah pergi dalam perjalanan perniagaan dengan pengarah kami ke bandar jiran. Jalinkan hubungan mesra dengan orang IT di sana :) Dan betul-betul di sebelah lebuh raya terdapat tempat yang begitu indah: mata air dengan air bersih. Semua orang berhenti berhampiran dan mengambil air. Ini, dalam satu cara, sudah menjadi tradisi.

Pihak berkuasa tempatan, setelah memutuskan untuk memperbaiki tempat ini, melakukan segala-galanya dengan teknologi terkini: mereka menggali lubang segi empat tepat yang besar betul-betul di bawah mata air, melapisinya dengan jubin terang, memasang limpahan, lampu LED, dan ternyata menjadi kolam. Lagi lagi! Mata air itu sendiri "dibungkus" dalam cip granit berbintik-bintik, diberi bentuk yang mulia, ikon di atas bolong tertanam di bawah kaca - tempat yang suci, nampaknya!

Dan sentuhan terakhir - kami memasang sistem bekalan air berdasarkan fotosel. Ternyata kolam itu sentiasa penuh dan "bergegas" di dalamnya, tetapi untuk menarik air terus dari mata air, anda perlu membawa tangan anda dengan kapal ke fotosel dan dari sana ia "mengalir" :)

Saya mesti mengatakan bahawa dalam perjalanan ke sumber, bos kami memberitahu salah seorang pengarah betapa hebatnya: teknologi baharu, Wi-Fi, fotosel, pengimbasan retina, dll. Pengarahnya adalah seorang technophobe klasik, jadi dia mempunyai pendapat yang bertentangan. Oleh itu, mereka memandu ke mata air, meletakkan tangan mereka di tempat yang sepatutnya, tetapi air tidak mengalir!

Mereka melakukan ini dan itu, tetapi hasilnya adalah sifar! Ternyata tidak ada voltan dalam rangkaian elektrik yang membekalkan sistem syaitan ini :) Pengarahnya "menunggang kuda"! Saya membuat beberapa frasa "kawalan" tentang semua teknologi n...x ini, elemen n...x yang sama, semua mesin secara umum dan yang khusus ini. Saya mencedok kanister terus dari kolam dan pergi ke kereta!

Jadi ternyata kita boleh menyediakan apa sahaja, "meningkatkan" pelayan yang canggih, memberikan perkhidmatan yang terbaik dan paling popular, tetapi, semua yang sama, orang yang paling penting ialah Uncle Vasya, juruelektrik dalam jaket berlapis, yang dengan satu pergerakan tangan boleh mengatur lengkap melangkau semua kuasa teknikal dan rahmat ini :)

Jadi ingat: perkara utama ialah bekalan kuasa berkualiti tinggi. Voltan yang baik (bekalan kuasa tidak terganggu) dan stabil dalam soket, dan segala-galanya akan mengikuti :)

Itu sahaja untuk hari ini dan sehingga artikel seterusnya. Jaga diri! Di bawah adalah video pendek mengenai topik artikel.

DAN . Sebelum meneliti istilah-istilah ini secara terperinci, kita harus ingat bahawa konsep arus elektrik terdiri daripada pergerakan tertib zarah yang mempunyai cas elektrik. Jika elektron sentiasa bergerak ke satu arah, maka arus dipanggil malar. Tetapi apabila elektron bergerak ke satu arah pada satu saat masa, dan pada saat yang lain mereka bergerak ke arah yang lain, maka ini adalah pergerakan tertib zarah bercas yang bergerak tanpa henti. arus ini dipanggil selang seli. Perbezaan ketara antara mereka ialah nilai malar "+" dan "-" sentiasa berada di satu tempat tertentu.

Apakah voltan malar

Contoh voltan malar ialah bateri biasa. Pada badan mana-mana bateri terdapat simbol "+" dan "-". Ini menunjukkan bahawa pada arus malar nilai-nilai ini mempunyai lokasi yang tetap. Bagi pembolehubah, sebaliknya, nilai "+" dan "-" berubah pada selang masa yang singkat. Oleh itu, sebutan untuk arus terus digunakan dalam bentuk satu garis lurus, dan sebutan untuk arus ulang alik digunakan dalam bentuk satu garis bergelombang.

Perbezaan antara arus terus dan arus ulang alik

Kebanyakan peranti yang menggunakan arus terus tidak membenarkan kenalan bercampur apabila menyambungkan sumber kuasa, kerana dalam kes ini peranti mungkin gagal. Dengan pembolehubah ini tidak akan berlaku. Jika anda memasukkan palam ke dalam soket kedua-dua sisi, peranti masih akan berfungsi. Di samping itu, terdapat perkara seperti frekuensi arus ulang-alik. Ia menunjukkan berapa kali semasa "tolak" dan "tambah" kedua ditukar. Sebagai contoh, frekuensi 50 hertz bermakna kekutuban voltan berubah 50 kali sesaat.

Graf yang dibentangkan menunjukkan perubahan voltan pada pelbagai titik masa. Graf di sebelah kiri menunjukkan, sebagai contoh, voltan pada sesentuh mentol lampu suluh. Dalam tempoh masa dari "0" ke titik "a" tiada voltan sama sekali, kerana lampu suluh dimatikan. Pada titik masa "a" voltan U1 muncul, yang tidak berubah dalam selang masa "a" - "b" apabila lampu suluh dihidupkan. Apabila lampu suluh dimatikan pada masa "b" voltan sekali lagi menjadi sifar.

Pada graf voltan ulang-alik, anda boleh melihat dengan jelas bahawa voltan pada pelbagai titik sama ada meningkat kepada maksimum, kemudian menjadi sama dengan sifar, atau menurun kepada minimum. Pergerakan ini berlaku sama rata, pada selang masa yang tetap, dan diulang sehingga lampu dimatikan.