EN . Voordat we deze termen in detail onderzoeken, moeten we bedenken dat het concept van elektrische stroom bestaat uit de geordende beweging van deeltjes met elektrische lading. Als elektronen constant in één richting bewegen, wordt de stroom constant genoemd. Maar wanneer elektronen op het ene moment in de ene richting bewegen, en op een ander moment in een andere richting, dan is dit de geordende beweging van geladen deeltjes die bewegen zonder te stoppen. deze stroom wordt wisselstroom genoemd. Het significante verschil tussen beide is dat de constante waarden “+” en “-” zich altijd op één specifieke plaats bevinden.

Wat is constante spanning

Een voorbeeld van constante spanning is een gewone batterij. Op de behuizing van elke batterij staan ​​de symbolen "+" en "-". Dit suggereert dat deze waarden bij constante stroom een ​​constante locatie hebben. Voor een variabele daarentegen veranderen de waarden “+” en “-” met bepaalde korte intervallen. Daarom wordt de aanduiding voor gelijkstroom gebruikt in de vorm van één rechte lijn, en de aanduiding voor wisselstroom in de vorm van één golvende lijn.

Het verschil tussen gelijkstroom en wisselstroom

Bij de meeste apparaten die gelijkstroom gebruiken, kunnen de contacten niet worden verwisseld bij het aansluiten van de stroombron, omdat het apparaat in dit geval eenvoudigweg defect kan raken. Met variabele zal dit niet gebeuren. Als u de stekker aan weerszijden in het stopcontact steekt, werkt het apparaat nog steeds. Daarnaast bestaat er zoiets als wisselstroomfrequentie. Het laat zien hoe vaak gedurende een seconde “min” en “plus” worden verwisseld. Een frequentie van 50 hertz betekent bijvoorbeeld dat de spanningspolariteit 50 keer per seconde verandert.

De gepresenteerde grafieken tonen de verandering in spanning op verschillende tijdstippen. De grafiek links toont bijvoorbeeld de spanning aan de contacten van een zaklamp. In de periode van “0” tot punt “a” is er helemaal geen spanning, aangezien de zaklamp is uitgeschakeld. Op tijdstip “a” verschijnt spanning U1, die niet verandert in het tijdsinterval “a” - “b” wanneer de zaklamp wordt ingeschakeld. Wanneer de zaklamp op tijdstip “b” wordt uitgeschakeld, wordt de spanning weer nul.

Op de grafiek van de wisselspanning kun je duidelijk zien dat de spanning op verschillende punten ofwel stijgt naar een maximum, dan gelijk wordt aan nul, of daalt naar een minimum. Deze beweging vindt gelijkmatig en met regelmatige tussenpozen plaats en wordt herhaald totdat de lichten worden uitgeschakeld.

Ondanks het feit dat elektriciteit stevig in ons leven is binnengedrongen, heeft de overgrote meerderheid van de gebruikers van dit voordeel van de beschaving niet eens een oppervlakkig begrip van wat stroom is, om nog maar te zwijgen van hoe gelijkstroom verschilt van wisselstroom, wat het verschil daartussen is en wat de stroom in het algemeen is. De eerste persoon die werd geëlektrocuteerd was Alessandro Volta, waarna hij zijn hele leven aan dit onderwerp wijdde. Laten we ook aandacht besteden aan dit onderwerp om een ​​algemeen begrip te krijgen van de aard van elektriciteit.

Thomas Edison kreeg in New York een opfrisbeurt met straatverlichting en gelijkstroom. De wisselstroom wisselt periodiek heen en weer. In een seconde beweegt de elektriciteit in ons elektriciteitsnet 50 keer! Nadat gelijkstroom en wisselstroom waren uitgevonden, stonden beide uitvinders elkaar garant. Niet met wapens, maar met woorden. Ze hebben zelfs honden aangesloten op het elektriciteitsnet om te laten zien hoe gevaarlijk andere elektriciteit is.

We hebben beide soorten elektriciteit nodig omdat beide hun voor- en nadelen hebben. Het is ideaal voor het opladen van batterijen en oplaadbare batterijen. Ze hebben een constante stroom nodig om op te laden, omdat de stroom altijd in dezelfde richting moet wisselen. Dit geldt ook voor sommige huishoudelijke apparaten. Het is alleen zo dat alles met batterijen en oplaadbare batterijen een constante stroom nodig heeft om op te laden. Bijvoorbeeld een zaklamp of een laptop met batterijen. En dergelijke apparaten vereisen gelijkstroom, d.w.z. gelijkstroom.

Waar komt de stroom vandaan en waarom is deze anders?

We zullen proberen complexe natuurkunde te vermijden en zullen de methode van analogieën en vereenvoudigingen gebruiken om dit probleem te overwegen. Maar laten we eerst een oude grap over een examen in herinnering brengen, toen een eerlijke student het kaartje tevoorschijn haalde: 'Wat is elektrische stroom.'

Sorry professor, ik was me aan het voorbereiden, maar ik was het vergeten”, antwoordde de eerlijke student. - Hoe kon je! De professor verweet hem: "Jij bent de enige persoon op aarde die dit wist!" (Met)

Maar ook televisie of radio hebben gelijkstroom nodig. Ze kunnen niet werken op wisselspanning, waarvoor altijd een constante stroom nodig is. Nogmaals, er zijn apparaten die er niet toe doen wat je gebruikt. Bollen surfen bijvoorbeeld op deze site. Een gloeilamp is slechts een draad die heet wordt, en de stroomrichting doet er niet toe. Wisselstroom wordt gebruikt bij elektromotoren, dat wil zeggen bij alle roterende apparaten. De blender draait bijvoorbeeld. Of het fornuis kan ook werken met AC, die draait niet, maar moet wel verwarmd worden, en dan is het net een gloeilamp, er zit draad en warmte in.

Dit is natuurlijk een grap, maar er zit een enorme hoeveelheid waarheid in. Daarom zullen we niet op zoek gaan naar Nobelprijswinnaars, maar eenvoudigweg uitzoeken wat wisselstroom en gelijkstroom zijn, wat het verschil is en wat als stroombronnen wordt beschouwd.

Als basis aanvaarden we de aanname dat stroom niet de beweging van deeltjes is (hoewel de beweging van geladen deeltjes ook lading overdraagt ​​en daardoor stromen creëert), maar de beweging (overdracht) van overtollige lading in een geleider vanuit een punt van hoge lading (potentieel) naar een punt met minder lading. Een analogie is dat water altijd de neiging heeft hetzelfde niveau te bezetten (om de potentiëlen gelijk te maken). Als je een gat in de dam opent, begint het water bergafwaarts te stromen, waardoor een gelijkstroom ontstaat. Hoe groter het gat, hoe meer water er zal stromen, de stroom zal toenemen, evenals het vermogen en de hoeveelheid werk die deze stroom kan doen. Als het proces niet onder controle wordt gehouden, zal het water de dam vernietigen en onmiddellijk een overstromingsgebied creëren met het oppervlak op hetzelfde niveau. Dit is een kortsluiting met potentiaalvereffening, die gepaard gaat met grote vernietiging.

Maar wisselstroom heeft het beslissende voordeel dat het in grote hoeveelheden kan worden geproduceerd in energiecentrales en veel beter kan worden getransporteerd dan gelijkstroom, omdat de verliezen over lange afstanden veel lager zijn. Schakel dus buiten de elektriciteitscentrale de wisselstroom in grote hoeveelheden over naar de vaste lijn en vervolgens naar de verdeelkasten. Van daaruit wordt wisselstroom naar huishoudens gedistribueerd, en wat we toen gebruikten, wordt door dit apparaat opgelost. De mixer maakt rechtstreeks gebruik van wisselstroom.

De computer of televisie zet wisselstroom eerst om in gelijkstroom. Dit werkt zonder problemen met een zogenaamde spanningsomvormer. Alleen dankzij een spanningsomvormer kunnen we de tv op conventionele stroombronnen aansluiten. Voor alle apparaten die gelijkstroom nodig hebben, is al een spanningstransformator geïnstalleerd.

Zo ontstaat gelijkstroom in een bron (meestal als gevolg van chemische reacties), waarbij op twee punten een potentiaalverschil ontstaat. De beweging van de lading van een hogere "+"-waarde naar een lage "-"-waarde maakt de potentiaal gelijk terwijl de chemische reactie duurt. Het resultaat van het volledig gelijk maken van het potentieel, weten we: “de batterij is leeg.” Dit leidt tot inzicht in het waarom Gelijk- en wisselspanning verschillen aanzienlijk wat betreft stabiliteitseigenschappen. De batterij verbruikt zijn lading, waardoor de gelijkspanning na verloop van tijd afneemt. Om het op hetzelfde niveau te houden, worden extra converters gebruikt. Aanvankelijk heeft de mensheid er lang over gedaan om het verschil te bepalen tussen gelijkstroom en wisselstroom voor wijdverbreid gebruik, de zogenaamde. "Oorlog van stromingen". Het eindigde met de overwinning van wisselstroom, niet alleen omdat er minder verliezen waren bij transmissie over een afstand, maar ook het opwekken van gelijkstroom uit wisselstroom eenvoudiger bleek. Het is duidelijk dat de op deze manier verkregen gelijkstroom (zonder verbruiksbron) veel stabielere eigenschappen heeft. In dit geval zijn wissel- en gelijkspanning feitelijk strikt met elkaar verbonden, en na verloop van tijd zijn ze alleen afhankelijk van de opwekking van energie en de hoeveelheid verbruik.

Elektrische weerstand is een maatstaf voor de hoeveelheid spanning die nodig is om een ​​bepaalde stroom door een geleider te laten gaan. Dit betekent ook dat over elke weerstand in de schakeling een bepaalde spanning daalt. In de praktijk zijn er drie soorten weerstanden.

RTD-weerstanden in AC-systemen. . Op dit moment zijn we alleen geïnteresseerd in de eerste. Wanneer we een weerstand als component gebruiken, hebben we het meestal over ohmse weerstand, d.w.z. over weerstand, die niet afhankelijk is van temperatuur, stroom of spanning. We hebben dus een constante weerstand en dit maakt de volgende voorbeeldtoepassingen mogelijk.

Gelijkstroom is dus van nature het optreden van een ongelijkmatige lading in het volume (chemische reactie), die kan worden herverdeeld met behulp van draden door een punt met hoge en lage lading (potentiaal) met elkaar te verbinden.

Laten we stilstaan ​​bij deze definitie zoals algemeen aanvaard. Alle andere gelijkstromen (geen batterijen) zijn afkomstig van de wisselstroombron. Op deze foto is de blauwe golvende lijn bijvoorbeeld onze gelijkstroom, als resultaat van de omzetting van wisselstroom.

Als we hem rechtstreeks op een spanningsbron zouden aansluiten, zou hij kapot gaan. We hebben zojuist gekeken naar het verlagen van de spanning en hebben ook een oplossing gevonden. Alleen deze oplossing heeft een ernstige zwakte: de huidige. Als deze verandert, verandert ook de spanning die door de weerstand valt. Maar daar is een oplossing voor: een spanningsdeler. Dit is hoe het eruit ziet.

Waarom werken hoogspanningskabels op 300 kV?

Dit is een vraag die ik mezelf elke keer stelde of moest stellen. Het antwoord volgt uit de wet van Ohm en de formule voor macht. Vermogen bepaalt hoeveel energie er in de loop van de tijd nodig is. Dit betekent dat onze 220V-voeding stroom gebruikt. Nu verbinden we ons apparaat met een zeer lange stroomkabel met deze connector. We zetten hem aan en dit gebeurt: niets. De eerder genoemde “interne restauratie” is hier het vermelden waard. De lange lijn die op de voeding is aangesloten, heeft zo'n hoge weerstand, laten we zeggen dat er door de spanningsval geen spanning aan de uitgang voor de consument staat.

Let op de opmerkingen op de foto: “ groot aantal circuits en collectorplaten." Als de converter anders is, zal het beeld anders zijn. Dezelfde blauwe lijn, de stroom is bijna constant, maar pulserend, onthoud dit woord. Hier is trouwens pure gelijkstroom de rode lijn.

Omdat het vermogen niet verandert als gevolg van de hogere spanning op de verbindingslijn, betekent dit dat daar stroom vloeit, dus dit is onze spanningsval en dus de limiet. En dit is ook de reden waarom hoogspanningskabels ook 100 kV - 300 kV voeren. Door de hoge spanning en de daarmee gepaard gaande lagere stroom worden de effecten van de soms zeer hoge interne weerstanden van de kabels geminimaliseerd. Algemeen: Definitie is een grootheid die aangeeft hoeveel werk of energie er nodig is om een ​​ladingsdrager met een bepaalde elektrische lading in een elektrisch veld te verplaatsen.

De relatie tussen magnetisme en elektriciteit

Laten we nu eens kijken hoe wisselstroom verschilt van gelijkstroom, wat afhankelijk is van het materiaal. Het belangrijkste - het optreden van wisselstroom is niet afhankelijk van reacties in het materiaal. Door te werken met galvanische stroom (gelijkstroom) werd al snel vastgesteld dat geleiders als magneten tot elkaar worden aangetrokken. Het gevolg was de ontdekking dat een magnetisch veld onder bepaalde omstandigheden een elektrische stroom opwekt. Dat wil zeggen, magnetisme en elektriciteit bleken een onderling gerelateerd fenomeen te zijn met een omgekeerde transformatie. Een magneet kan een stroom aan een geleider geven, en een geleider met stroom kan een magneet zijn. Deze foto toont een simulatie van de experimenten van Faraday, die dit fenomeen feitelijk ontdekte.

Deze definitie is ook gemakkelijker voor te stellen. Om in een gesloten systeem "stroom" te laten stromen, is spanning een voorwaarde. Deze elektrische spanning verwijst naar de drijvende kracht die de beweging van een lading mogelijk maakt of veroorzaakt. Samenvatting tot nu toe: Als er geen stroom- of spanningsbron door een belasting wordt belast, vloeit er geen stroom en is er dus geen spanningsval. De nullastspanning kan worden gemeten aan de klemmen van de stroombron. Wanneer een belasting is aangesloten op een stroom- of spanningsbron, vloeit er stroom en wordt de initiële nullastspanning verdeeld tussen de belastingsweerstand en de interne weerstand van de spanningsbron.

Nu de analogie voor wisselstroom. Onze magneet zal de aantrekkingskracht zijn en de stroomgenerator zal een zandloper met water zijn. Op de ene helft van de klok schrijven we “boven”, op de andere helft “onder”. We draaien onze klok om en zien hoe het water “naar beneden” stroomt, als al het water voorbij is, draaien we hem weer om en stroomt het water “naar boven”. Ondanks dat we stroming hebben, verandert deze in een volledige cyclus tweemaal van richting. Volgens de wetenschap zal het er zo uitzien: de frequentie van de stroom hangt af van de rotatiesnelheid van de generator in het magnetische veld. Onder bepaalde omstandigheden krijgen we een zuivere sinusgolf, of eenvoudigweg wisselstroom met verschillende amplitudes.

In dit hoofdstuk worden nu de termen spanningsbron en stroombron behandeld. Spanningsbron: De termen stroombron en spanningsbron mogen niet met elkaar worden verward. In principe hebben stroom- en spanningsbronnen tegengestelde eigenschappen. Een spanningsbron dient als bron van elektrische energie die, afhankelijk van de aangesloten belasting, elektrische stroom levert, maar kan niet worden verward met een stroombron. Een belangrijk kenmerk van een spanningsbron is dat de spanning slechts laag is, of, in het geval van het ideale spanningsbronmodel, onafhankelijk van de ontvangen elektrische stroom.

Opnieuw! Dit is erg belangrijk om het verschil tussen gelijkstroom en wisselstroom te begrijpen. In beide analogieën stroomt water ‘bergafwaarts’. Maar bij gelijkstroom zal het reservoir vroeg of laat leeg zijn, en bij wisselstroom zal de klok heel lang water laten stromen, hij bevindt zich in een gesloten volume. Maar in beide gevallen stroomt het water bergafwaarts. Het is waar dat in het geval van wisselstroom de helft van de tijd bergafwaarts stroomt, maar omhoog. Met andere woorden, de bewegingsrichting van wisselstroom is een algebraïsche grootheid, dat wil zeggen dat "+" en "-" voortdurend van plaats veranderen, terwijl de richting van de stroombeweging onveranderd blijft. Probeer over dit verschil na te denken en het te begrijpen. Het is zo in de mode om online te zeggen: “Je snapt het, nu weet je alles.”

Omdat de essentiële eigenschap van een stroombron is dat de stroom slechts laag is, of in het ideale stroombronmodel, is de framestroom onafhankelijk van de elektrische spanning. Voorbeelden van spanningsbronnen zijn batterijen, zonnecellen en generatoren en leveren in tegenstelling tot stroombronnen geen constante stroom, maar constante spanning. Normaal gesproken worden stroombronnen gecreëerd door een spanningsbron te gebruiken en deze met behulp van een geschikt circuit om te zetten in een stroombron.

Binnen de term "spanningsbron" kan nog steeds worden verdeeld in ideale en reële spanningsbron. Een ideale spanningsbron is een spanningsbron die een constante spanning genereert, onafhankelijk van de stroom en aangesloten belastingen. Echte spanningsbronnen kunnen worden gezien als een ideale spanningsbron die spanning levert zonder belasting en afhankelijk is van de interne weerstand, zodat het spanningsprofiel over de echte spanningsbron afhangt van de stroom die wordt getrokken.

Wat veroorzaakt de grote verscheidenheid aan stromingen

Als je het verschil begrijpt tussen gelijkstroom en wisselstroom, rijst er een natuurlijke vraag: waarom zijn er zoveel stromingen? We zouden één stroom als standaard kiezen, en alles zou hetzelfde zijn.

Maar, zoals ze zeggen: "niet alle stromingen zijn even nuttig", laten we trouwens eens nadenken over welke stroming gevaarlijker is: constant of afwisselend, als we ons grofweg niet de aard van de stroming hebben voorgesteld, maar eerder de kenmerken ervan. De mens is een collodium dat elektriciteit goed geleidt. Een reeks verschillende elementen in water (we bestaan ​​voor 70% uit water, als iemand het niet weet). Als er spanning wordt toegepast op zo'n collodium - er wordt een elektrische schok toegepast, dan zullen de deeltjes in ons lading beginnen over te dragen. Zoals het zou moeten zijn, van een punt met een hoog potentieel naar een punt met een laag potentieel. Het gevaarlijkste is om op de grond te staan, wat meestal een punt is met een oneindig nulpotentieel. Met andere woorden: we zullen alle stroom, dat wil zeggen het verschil in ladingen, naar de grond overbrengen. Dus met een constante bewegingsrichting van de lading verloopt het proces van het egaliseren van het potentieel in ons lichaam soepel. Wij zijn als zand dat water door ons heen laat stromen. En we kunnen veilig veel water ‘absorberen’. Bij wisselstroom is het beeld een beetje anders: al onze deeltjes zullen hier en daar worden “getrokken”. Het zand zal niet gemakkelijk water kunnen passeren, en het zal allemaal in beweging zijn. Daarom is het antwoord op de vraag welke stroom gevaarlijker, constant of afwisselend is, het antwoord duidelijk: afwisselend. Ter referentie: de levensbedreigende drempel voor gelijkstroom is 300 mA. Voor wisselstroom zijn deze waarden afhankelijk van de frequentie en beginnen bij 35mA. Bij een stroomsterkte van 50 hertz 100mA. Mee eens, een verschil van 3-10 keer beantwoordt op zichzelf de vraag: wat is gevaarlijker? Maar dit is niet het belangrijkste argument bij het kiezen van een huidige standaard. Laten we alles organiseren waarmee rekening wordt gehouden bij het kiezen van het type stroom:

De twee termen visualiseren: eerst de stroom en spanning opnieuw uitzoeken. Hoe sterker de twee partijen, hoe sterker de kracht die tussen hen inwerkt en hoe groter de spanning. De twee stroombronnen en spanningsbronnen kunnen worden verklaard met een luchtig voorbeeld. Er wordt een bergmeer voorgesteld dat spanning in getransponeerde zin vertegenwoordigt. Hoe hoger het meer, hoe hoger de spanning. Nu wordt water uit het bergmeer via leidingen het dal in geperst. Er loopt een pijpleiding van het bergmeer naar de vallei.

Water kan worden gezien als elektronen. Als een pijp op de top van een bergmeer open is, stroomt er water door de pijp, wat een stroming is in de getransponeerde zin. Dit betekent dat hoe meer water er in het meer zit, hoe meer water er naar beneden zal "stromen". Natuurlijk is er weerstand bij de spanningsbron of stroombron. Dit is ook voorstelbaar. In het gepresenteerde voorbeeld is de diameter van de buis de weerstand. Hoe smaller de buis, hoe minder water er kan stromen. De smalle buis zorgt voor weerstand tegen waterstroming.

• Levering van stroom over lange afstanden. Bijna alle gelijkstroom zal verloren gaan;
• Transformatie in heterogene elektrische circuits met een onzeker verbruiksniveau. Voor gelijkstroom is het probleem vrijwel onoplosbaar;
• Het handhaven van een constante spanning voor wisselstroom is twee ordes van grootte goedkoper dan voor gelijkstroom;
• Het omzetten van elektrische energie in mechanische kracht is veel goedkoper in AC-motoren en machines. Dergelijke motoren hebben hun nadelen en kunnen in sommige gebieden gelijkstroommotoren niet vervangen;
• Voor massaal gebruik heeft gelijkstroom daarom één voordeel: het is veiliger voor de mens.

Vandaar het redelijke compromis waar de mensheid voor heeft gekozen. Niet slechts één stroming, maar het hele scala aan beschikbare transformaties van opwekking, levering aan de consument, distributie en gebruik. We zullen niet alles opsommen, maar we beschouwen het belangrijkste antwoord op de vraag van het artikel: "hoe verschilt gelijkstroom van wisselstroom" in één woord: kenmerken. Dit is waarschijnlijk het meest correcte antwoord voor alle huishoudelijke doeleinden. En om de normen te begrijpen, raden we aan de belangrijkste kenmerken van deze stromingen te overwegen.

Wiskundig gezien kunnen de twee termen worden gecombineerd. Bergmeer: ​​buisdikte = waterstroom. Gelijkstroom, wisselstroom, constante spanning, wisselspanning - elektrische variabelen worden kort uitgelegd. Met een oscilloscoop. Batterijen als gelijkspanningsbronnen.

Overdracht van elektrische energie via wisselstroomleidingen. Gelijkstroomspanningsdiagram. Wisselstroomspanningsdiagram. Elektrische stroom duurt niet lang. Elektrische stroom beweegt ladingsdragers, ze kunnen een negatieve lading of een positieve lading hebben. In een metaal kunnen elektronen vrij bewegen. Ze bewegen omdat ze worden opgewonden door een elektrisch veld. De maatstaf voor de stroomsterkte is elektrische stroom. Het wordt gemeten in "Ampere", afgekort als A.

Belangrijkste kenmerken van de huidige stromingen

Als voor gelijkstroom de kenmerken sinds de ontdekking ervan over het algemeen onveranderd zijn gebleven, dan is bij wisselstromen alles veel gecompliceerder. Kijk eens naar dit plaatje: een model van de huidige beweging in een driefasensysteem, van generatie tot consumptie

De elektrische spanning wordt kort uitgelegd. Als we op een gegeven moment veel positieve ladingen hebben, is hun elektrisch veld aantrekkelijk voor elektronen, ze willen naar positieve ladingen gaan. Hoe meer positieve ladingen, hoe sterker de kracht die de elektronen controleert. Voor de hoeveelheid elektrische lading is een maatstaf gedefinieerd, dit is “elektrische spanning”. Het geeft eenvoudigweg het verschil in elektrische lading tussen twee punten aan.

Om stroom te laten stromen, moet er spanning zijn. Wat is polariteit? Elektrische spanning heeft twee polen: een positieve positieve pool en een negatieve negatieve pool. Er is een tekort aan elektronen aan de positieve pool, elektronen willen naar deze positieve pool migreren. Bij de minpool is er een overschot aan elektronen, van de minpool worden elektronen afgestoten. Polariteit wordt soms gebruikt in plaats van polariteit. Wat is een spanningsbron? De spanningsbron is een bipolaire component, tussen de twee polen staat een elektrische spanning.

Vanuit ons oogpunt is het een heel duidelijk model, dat duidelijk maakt hoe je één, twee of drie fasen kunt verwijderen. Tegelijkertijd zie je hoe het bij de consument terechtkomt.

Als gevolg hiervan hebben we een opwekkingsketen, wissel- en gelijkspanning (stromen) in de consumentenfase. Hoe verder weg van de consument, hoe hoger de stromen en spanningen. In ons stopcontact is de eenvoudigste en zwakste eenfasige wisselstroom, 220 V met een vaste frequentie van 50 Hz. Alleen een verhoging van de frequentie kan de stroom bij deze spanning hoogfrequent maken. Het eenvoudigste voorbeeld is in uw keuken. Magnetronprinten zet eenvoudige stroom om in hoogfrequente stroom, wat daadwerkelijk helpt bij het koken. Laten we trouwens de vraag over microgolfvermogen beantwoorden: dit is precies hoeveel "gewone" stroom het omzet in hoogfrequente stromen.

Het is de moeite waard eraan te denken dat elke transformatie van stromingen niet “voor niets” is. Om wisselstroom te krijgen, moet je de as ergens mee draaien. Om er een constante stroom uit te krijgen, zul je een deel van de energie als warmte moeten afvoeren. Zelfs energietransmissiestromen zullen in de vorm van warmte moeten worden afgevoerd wanneer ze met behulp van een transformator aan het appartement worden geleverd. Dat wil zeggen dat elke verandering in de huidige parameters gepaard gaat met verliezen. En natuurlijk gaan verliezen gepaard met de levering van stroom aan de consument. Deze ogenschijnlijk theoretische kennis stelt ons in staat te begrijpen waar onze te veel betaalde energiekosten vandaan komen, waardoor de helft van de vragen wordt geëlimineerd over waarom er 100 roebel op de meter staat, maar 115 op de bon.

Laten we terugkeren naar de stromingen. Het lijkt erop dat we alles hebben genoemd, en we weten zelfs hoe gelijkstroom verschilt van wisselstroom, dus laten we u eraan herinneren welke stromen er bestaan.

• DC, de bron is de fysica van chemische reacties met een verandering in lading, kan worden verkregen door wisselstroom om te zetten. Een variëteit is een gepulseerde stroom die zijn parameters over een groot bereik verandert, maar de bewegingsrichting niet verandert.
• AC. Kan eenfasig, tweefasig of driefasig zijn. Standaard of hoge frequentie. Deze eenvoudige classificatie is ruim voldoende.

Conclusie of elke stroom heeft zijn eigen apparaat

De foto toont de huidige generator bij de waterkrachtcentrale Sayano-Shushenskaya. En deze foto toont de plaats waar het werd geïnstalleerd.

En dit is een gewone gloeilamp.

Is het niet waar dat het schaalverschil verbazingwekkend is, ook al is de eerste onder meer gemaakt voor het werk van de tweede? Als je over dit artikel nadenkt, wordt het duidelijk dat hoe dichter het apparaat bij een persoon is, hoe vaker het gelijkstroom gebruikt. Met uitzondering van gelijkstroommotoren en industriële toepassingen is dit inderdaad een norm die juist is gebaseerd op het feit dat we hebben ontdekt welke stroom gevaarlijker is: gelijkstroom of wisselstroom. De kenmerken van huishoudelijke stromen zijn gebaseerd op hetzelfde principe, aangezien wisselstroom 220V 50Hz een compromis is tussen gevaar en verliezen. De prijs van een compromis is beschermende automatisering: van de zekering tot de aardlekschakelaar. Als we ons van de mens afkeren, bevinden we ons in de zone van voorbijgaande kenmerken, waar zowel stromen als spanningen hoger zijn, en waar geen rekening wordt gehouden met het gevaar voor de mens, maar aandacht wordt besteed aan veiligheidsmaatregelen – de zone van industrieel gebruik van stroom . Het verst verwijderd van de mens, zelfs in de industrie, is de transmissie en opwekking van energie. Voor een gewone sterveling is hier niets te doen - dit is een zone van professionals en specialisten die weten hoe ze deze kracht moeten beheren. Maar zelfs bij het dagelijks gebruik van elektriciteit, en natuurlijk bij het werken met elektrische apparatuur, zal het begrijpen van de fundamentele aard van stromen nooit overbodig zijn.

DC (gelijkstroom) –Dit is de geordende beweging van geladen deeltjes in één richting. Met andere woorden
grootheden die elektrische stroom karakteriseren, zoals spanning of stroom, zijn constant, zowel in waarde als in richting.

In een gelijkstroombron, bijvoorbeeld in een gewone AA-batterij, bewegen elektronen van min naar plus. Maar historisch gezien wordt de technische richting van de stroom beschouwd als de richting van plus naar min.

Voor gelijkstroom zijn alle basiswetten van de elektrotechniek van toepassing, zoals de wet van Ohm en de wetten van Kirchhoff.

Verhaal

Aanvankelijk werd gelijkstroom galvanische stroom genoemd, omdat deze voor het eerst werd verkregen met behulp van een galvanische reactie. Toen, aan het einde van de negentiende eeuw, probeerde Thomas Edison de transmissie van gelijkstroom via hoogspanningslijnen te organiseren. Tegelijkertijd zijn de zogenaamde “oorlog van stromingen”, waarin als hoofdstroom gekozen kon worden tussen wisselstroom en direct. Helaas heeft gelijkstroom deze “oorlog” “verloren”, omdat gelijkstroom, in tegenstelling tot wisselstroom, grote vermogensverliezen lijdt wanneer deze over afstanden wordt overgedragen. Wisselstroom is gemakkelijk te transformeren en kan daardoor over grote afstanden worden overgedragen.

DC-voedingen

Gelijkstroombronnen kunnen batterijen zijn of andere bronnen waarin stroom ontstaat als gevolg van een chemische reactie (bijvoorbeeld een AA-batterij).

Ook kunnen gelijkstroombronnen een gelijkstroomgenerator zijn, waarin stroom wordt gegenereerd
het fenomeen van elektromagnetische inductie, en vervolgens gecorrigeerd met behulp van een collector.

Gelijkstroom kan worden verkregen door wisselstroom gelijk te richten. Hiervoor bestaan ​​verschillende gelijkrichters en omvormers.

Sollicitatie

Gelijkstroom wordt veel gebruikt in elektrische circuits en apparaten. Thuis werken de meeste apparaten, zoals een modem of oplader voor mobiele telefoons, bijvoorbeeld op gelijkstroom. De generator van de auto produceert en zet gelijkstroom om om de accu op te laden. Elk draagbaar apparaat wordt gevoed door een gelijkstroombron.

In de industrie wordt gelijkstroom gebruikt in gelijkstroommachines zoals motoren of generatoren. In sommige landen bestaan ​​er hoogspannings-gelijkstroomleidingen.

Gelijkstroom heeft ook zijn toepassing gevonden in de geneeskunde, bijvoorbeeld bij elektroforese, een behandelingsprocedure waarbij gebruik wordt gemaakt van elektrische stroom.

In het spoorvervoer wordt naast wisselstroom ook gelijkstroom gebruikt. Dit komt door het feit dat tractiemotoren, die stijvere mechanische eigenschappen hebben dan asynchrone motoren, gelijkstroommotoren zijn.

Effect op het menselijk lichaam

Gelijkstroom is, in tegenstelling tot wisselstroom, veiliger voor de mens. Een dodelijke stroom voor een persoon is bijvoorbeeld 300 mA als het een gelijkstroom is, en als het een wisselstroom is met een frequentie van 50 Hz, dan 50-100 mA.

Een van de kenmerken van stroom is spanning. In elk geval wordt het geproduceerd door een specifieke bron. Laten we deze fysieke grootheid eens nader bekijken en ontdekken hoe constante spanning verschilt van wisselspanning.

Een klein toevluchtsoord

Laten we niet vergeten wat ‘huidig’ is. Het is een fenomeen waarbij geladen deeltjes in een specifieke richting bewegen. Als deze bijvoorbeeld elektronen of ionen altijd in dezelfde richting snellen, wordt de stroom constant genoemd. En wanneer de beweging van deeltjes periodiek een andere richting op gaat, spreken ze van wisselstroom.

Laten we verder gaan met de spanning. De essentie ervan wordt vaak onthuld door analogie met water. Dit laatste stroomt niet vanzelf. In een hellende buis beweegt vloeistof bijvoorbeeld onder invloed van de zwaartekracht naar beneden. En hoe hoger het water uit de grond komt, hoe meer potentiële energie het heeft. Hetzelfde geldt voor stroom: deeltjes ‘stromen’ onder invloed van spanning. Tegelijkertijd hebben ze aan het begin van hun reis een groot potentieel, en aan het eindpunt - minder.

Vergelijking

Een groter potentieel wordt aangegeven door een plus, minder door een min. Als ze het hebben over het verschil tussen gelijkspanning en wisselspanning, bedoelen ze of “+” en “–” op hun plaats blijven wanneer geladen deeltjes bewegen. Bij constante spanning is de polariteit altijd hetzelfde. Een voorbeeld hiervan is een bron zoals een batterij. Het is belangrijk dat dit soort spanning kenmerkend is voor gelijkstroom, schematisch aangegeven door een rechte lijn.

Bij wisselspanning wisselen positieve en negatieve spanningen aan elk uiteinde van de geleider elkaar af naarmate de tijd verstrijkt. Een overeenkomstig voorbeeld is een regulier elektriciteitsnet, waarop apparaten via een stopcontact zijn aangesloten. In dit geval werkt er wisselstroom, grafisch weergegeven door een golvende lijn. De frequentie ervan, bijvoorbeeld 50 Hz, betekent onder meer hoe vaak per seconde de spanningsgerelateerde plus en min elkaar afwisselen.

Het volgende diagram zal u helpen het verschil tussen gelijkspanning en wisselspanning beter te begrijpen:

De eerste grafiek laat zien dat de constante spanning (U) in de loop van de tijd (t) zijn waarde behoudt. De tweede afbeelding toont de dynamiek van wisselspanning: deze is nul, dan maximaal en dan minimaal. In dit geval is duidelijk zichtbaar dat alle waarden periodiek worden herhaald. Het moet gezegd worden dat wisselspanning vaak, maar niet altijd, zijn parameters precies volgens de sinusoïdale wet verkrijgt. In andere gevallen ziet de afbeelding op de kaart er iets anders uit.

Wat is het verschil tussen AC- en DC-stroom

Het algemene concept van elektrische stroom kan worden uitgedrukt als de beweging van verschillende geladen deeltjes (elektronen, ionen) in een bepaalde richting. En de waarde ervan kan worden gekarakteriseerd door het aantal geladen deeltjes dat in een bepaalde tijd door de geleider is gegaan.

Als de waarde van geladen deeltjes van 1 coulomb in een tijd van 1 seconde door een bepaalde doorsnede van een geleider gaat, dan kunnen we spreken van een stroomsterkte van 1 ampère die door de geleider stroomt. Dit bepaalt het aantal ampère of stroom. Dit is het algemene concept van stroom. Laten we nu eens kijken naar het concept van wissel- en gelijkstroom en hun verschillen.

Een elektrische gelijkstroom is per definitie een stroom die slechts in één richting stroomt en in de loop van de tijd niet verandert. Wisselstroom wordt gekenmerkt door het feit dat deze in de loop van de tijd van richting en omvang verandert. Als gelijkstroom grafisch wordt weergegeven als een rechte lijn, vloeit wisselstroom volgens de sinuswet door de geleider en wordt grafisch weergegeven als een sinusgolf.

Omdat wisselstroom varieert volgens de wet van een sinusoïde, heeft deze parameters zoals de periode van een volledige cyclus, waarvan de tijd wordt aangegeven met de letter T. De frequentie van wisselstroom is het omgekeerde van de periode van een volledige cyclus . De frequentie van wisselstroom wordt uitgedrukt door het aantal volledige perioden in een bepaalde tijdsperiode (1 sec).

Er zijn 50 van dergelijke perioden in ons wisselstroomnetwerk, wat overeenkomt met een frequentie van 50 Hz. F = 1/T, waarbij de periode voor 50 Hz 0,02 sec. is. F=1/0,02 = 50 Hz. Wisselstroom wordt aangegeven met de Engelse letters AC en het teken “~”. Gelijkstroom wordt gelijkstroom genoemd en heeft een “-” symbool. Bovendien kan wisselstroom eenfasig of meerfasig zijn. Er wordt hoofdzakelijk gebruik gemaakt van een driefasig netwerk.

Waarom is er wisselspanning in het netwerk en niet constant?

Wisselstroom heeft veel voordelen ten opzichte van gelijkstroom. Lage verliezen tijdens de overdracht van wisselstroom in hoogspanningsleidingen (powerlines) vergeleken met gelijkstroom. Dynamo's zijn eenvoudig en goedkoop. Bij overdracht over lange afstanden langs hoogspanningsleidingen bereikt de hoogspanning 330.000 volt met minimale stroom.

Hoe lager de stroom in de elektriciteitsleiding, hoe lager de verliezen. Het overbrengen van gelijkstroom over lange afstanden zal aanzienlijke verliezen met zich meebrengen. Bovendien zijn hoogspanningsdynamo's veel eenvoudiger en goedkoper. Het is gemakkelijk om via eenvoudige transformatoren een lagere spanning uit wisselspanning te halen.

Bovendien is het veel goedkoper om gelijkspanning uit wisselspanning te verkrijgen dan, in tegendeel, dure gelijkstroom-wisselspanningsomzetters te gebruiken. Dergelijke converters hebben een laag rendement en hoge verliezen. Er wordt dubbele conversie gebruikt langs het AC-transmissiepad.

Eerst ontvangt het 220 - 330 kV van de generator en zendt dit over lange afstanden naar transformatoren, die de hoogspanning verlagen tot 10 kV, en dan zijn er onderstations die de hoogspanning verlagen tot 380 V. Vanuit deze onderstations wordt de elektriciteit wordt gedistribueerd aan consumenten en geleverd aan woningen en elektrische panelen in appartementencomplexen.

Drie fasen van driefasige stroom verschoven met 120 graden

Eenfasige spanning wordt gekenmerkt door één sinusoïde, en driefasige spanning wordt gekenmerkt door drie sinusoïden, die 120 graden ten opzichte van elkaar zijn verschoven. Een driefasig netwerk heeft ook zijn voordelen ten opzichte van eenfasige netwerken. Dit zijn kleinere afmetingen van transformatoren, elektromotoren zijn ook structureel kleiner.

Het is mogelijk om de draairichting van de rotor van een asynchrone elektromotor te veranderen. In een driefasig netwerk kun je 2 spanningen krijgen: 380 V en 220 V, die worden gebruikt om het motorvermogen te veranderen en de temperatuur van de verwarmingselementen aan te passen. Met behulp van driefasige spanning in verlichting is het mogelijk om het flikkeren van fluorescentielampen te elimineren, waarvoor ze op verschillende fasen zijn aangesloten.

Gelijkstroom wordt gebruikt in de elektronica en in alle huishoudelijke apparaten, omdat het gemakkelijk kan worden omgezet van wisselstroom door het op een transformator tot de gewenste waarde te verdelen en verder recht te trekken. De bron van gelijkstroom zijn batterijen, batterijen, gelijkstroomgeneratoren, LED-panelen. Zoals je ziet is het verschil tussen wissel- en gelijkstroom aanzienlijk. Nu hebben we geleerd: waarom stroomt er wisselstroom in ons stopcontact en geen gelijkstroom?

Als je tegenwoordig om je heen kijkt, wordt bijna alles wat je ziet aangedreven door elektriciteit in een of andere vorm.
Wisselstroom en gelijkstroom zijn de twee belangrijkste vormen van lading die onze elektrische en elektronische wereld van stroom voorzien.

Wat is AC? AC kan worden gedefinieerd als een stroom elektrische lading die met regelmatige tussenpozen van richting verandert.

De periode/regelmatige intervallen waarmee AC van richting verandert, is de frequentie (Hz). Zeevoertuigen, ruimtevaartuigen en militaire uitrusting gebruiken soms 400 Hz wisselstroom. Voor het grootste deel van de tijd, inclusief gebruik binnenshuis, is de AC-frequentie echter ingesteld op 50 of 60 Hz.

Wat is gelijkstroom?(Symbool op elektrische apparaten) DC is een stroom (stroom van elektrische lading of elektronen) die slechts in één richting stroomt. Vervolgens is er geen frequentie geassocieerd met DC. Gelijkstroom of gelijkstroom heeft een nulfrequentie.
AC- en DC-stroombronnen:

AS: Elektriciteitscentrales en wisselstroomgeneratoren produceren wisselstroom.

DC: Zonnecellen, brandstofcellen en thermokoppels zijn de belangrijkste bronnen voor DC-productie. Maar de belangrijkste bron van gelijkstroom is wisselstroomconversie.

Toepassing van AC- en DC-stroom:

AC wordt gebruikt om koelkasten, open haarden, ventilatoren, elektromotoren, airconditioners, televisies, keukenmachines, wasmachines en bijna alle industriële apparatuur van stroom te voorzien.

DC wordt voornamelijk gebruikt om elektronica en andere digitale apparatuur van stroom te voorzien. Smartphones, tablets, elektrische auto's, etc. LED- en LCD-tv's werken ook op gelijkstroom, die wordt omgezet van gewone wisselstroom.

Waarom wordt AC gebruikt om elektriciteit te transporteren? Het is goedkoper en gemakkelijker te produceren. AC op hoge spanning kan honderden kilometers worden getransporteerd zonder veel vermogensverlies. Elektriciteitscentrales en transformatoren verlagen de spanning tot (110 of 230 V) om deze naar onze huizen te verzenden.

Wat is gevaarlijker? AC of DC?
Aangenomen wordt dat DC minder gevaarlijk is dan AC, maar er is geen definitief bewijs. Er bestaat een misvatting dat contact met hoogspanningswisselstroom gevaarlijker is dan contact met laagspanningsgelijkstroom. In feite gaat het niet om spanning, maar om de hoeveelheid stroom die door het menselijk lichaam gaat. Gelijkstroom en wisselstroom kunnen dodelijk zijn. Steek geen vingers of voorwerpen in stopcontacten, gadgets en krachtige apparatuur.