และ . ก่อนที่จะตรวจสอบข้อกำหนดเหล่านี้โดยละเอียด เราควรจำไว้ว่าแนวคิดของกระแสไฟฟ้าประกอบด้วยการเคลื่อนที่ตามลำดับของอนุภาคที่มีประจุไฟฟ้า ถ้าอิเล็กตรอนเคลื่อนที่ไปในทิศทางเดียวตลอดเวลา กระแสจะเรียกว่าคงที่ แต่เมื่ออิเล็กตรอนเคลื่อนที่ไปในทิศทางเดียวในช่วงเวลาหนึ่งและในอีกช่วงเวลาหนึ่งพวกมันเคลื่อนที่ไปในทิศทางอื่นนี่คือการเคลื่อนที่ตามลำดับของอนุภาคที่มีประจุซึ่งเคลื่อนที่โดยไม่หยุด กระแสนี้เรียกว่ากระแสสลับ ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างพวกเขาคือค่าคงที่ "+" และ "-" อยู่ในตำแหน่งเฉพาะที่เดียวเสมอ

แรงดันคงที่คืออะไร

ตัวอย่างของแรงดันไฟฟ้าคงที่คือแบตเตอรี่ธรรมดา บนตัวแบตเตอรี่จะมีสัญลักษณ์ "+" และ "-" สิ่งนี้ชี้ให้เห็นว่า ณ ปัจจุบันค่าเหล่านี้มีตำแหน่งคงที่ ในทางตรงกันข้าม ค่า “+” และ “-” จะเปลี่ยนไปในช่วงเวลาสั้นๆ ดังนั้นการกำหนดกระแสตรงจึงใช้ในรูปแบบของเส้นตรงเส้นเดียวและการกำหนดกระแสสลับจะใช้ในรูปแบบของเส้นหยักเส้นเดียว

ความแตกต่างระหว่างกระแสตรงและกระแสสลับ

อุปกรณ์ส่วนใหญ่ที่ใช้กระแสตรงไม่อนุญาตให้ผสมหน้าสัมผัสเมื่อเชื่อมต่อแหล่งพลังงาน เนื่องจากในกรณีนี้อุปกรณ์อาจล้มเหลว ด้วยตัวแปรสิ่งนี้จะไม่เกิดขึ้น หากคุณเสียบปลั๊กเข้ากับเต้ารับด้านใดด้านหนึ่ง อุปกรณ์จะยังคงทำงานอยู่ นอกจากนี้ยังมีสิ่งที่เรียกว่าความถี่กระแสสลับ โดยจะแสดงจำนวนครั้งที่สลับระหว่าง “ลบ” และ “บวก” ครั้งที่สอง ตัวอย่างเช่น ความถี่ 50 เฮิรตซ์หมายถึงขั้วแรงดันไฟฟ้าเปลี่ยนแปลง 50 ครั้งต่อวินาที

กราฟที่นำเสนอแสดงการเปลี่ยนแปลงของแรงดันไฟฟ้า ณ จุดต่างๆ ของเวลา กราฟทางด้านซ้ายแสดง เช่น แรงดันไฟฟ้าข้ามหน้าสัมผัสของหลอดไฟ ในช่วงระยะเวลาตั้งแต่ "0" ถึงจุด "a" จะไม่มีแรงดันไฟฟ้าเลย เนื่องจากไฟฉายปิดอยู่ ณ จุดเวลาแรงดันไฟฟ้า "a" U1 ปรากฏขึ้นซึ่งไม่เปลี่ยนแปลงในช่วงเวลา "a" - "b" เมื่อเปิดไฟฉาย เมื่อปิดไฟฉายที่เวลา "b" แรงดันไฟฟ้าจะกลายเป็นศูนย์อีกครั้ง

บนกราฟของแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับ คุณจะเห็นได้อย่างชัดเจนว่าแรงดันไฟฟ้าที่จุดต่างๆ เพิ่มขึ้นถึงสูงสุด จากนั้นจึงกลายเป็นศูนย์ หรือลดลงเหลือต่ำสุด การเคลื่อนไหวนี้เกิดขึ้นอย่างสม่ำเสมอ เป็นระยะๆ และเกิดขึ้นซ้ำๆ จนกระทั่งไฟดับ

แม้ว่าไฟฟ้าจะเข้ามาในชีวิตของเราอย่างมั่นคง แต่ผู้ใช้ส่วนใหญ่ที่ได้รับประโยชน์จากอารยธรรมนี้ไม่มีความเข้าใจอย่างผิวเผินว่ากระแสคืออะไร ไม่ต้องพูดถึงว่ากระแสตรงแตกต่างจากกระแสสลับอย่างไร ความแตกต่างระหว่างพวกเขาคืออะไร และกระแสโดยทั่วไปเป็นอย่างไร คนแรกที่ถูกไฟฟ้าช็อตคือ อเลสซานโดร โวลตา หลังจากนั้นเขาก็อุทิศทั้งชีวิตให้กับหัวข้อนี้ ให้เราใส่ใจกับหัวข้อนี้ด้วยเพื่อให้มีความเข้าใจทั่วไปเกี่ยวกับธรรมชาติของไฟฟ้า

โทมัส เอดิสัน รู้สึกสดชื่นเล็กน้อยในนิวยอร์กด้วยไฟถนนและไฟฟ้ากระแสตรง กระแสสลับจะเปลี่ยนกลับไปกลับมาเป็นระยะๆ ในไม่กี่วินาที ไฟฟ้าในโครงข่ายไฟฟ้าของเราเคลื่อนที่ 50 เท่า! หลังจากที่ไฟฟ้ากระแสตรงและไฟฟ้ากระแสสลับถูกประดิษฐ์ขึ้น นักประดิษฐ์ทั้งสองคนก็รับประกันซึ่งกันและกัน ไม่ใช่ด้วยอาวุธ แต่ด้วยคำพูด พวกเขายังมีสุนัขเชื่อมต่อกับโครงข่ายไฟฟ้าเพื่อแสดงให้เห็นว่าไฟฟ้าอื่น ๆ นั้นอันตรายแค่ไหน

เราต้องการไฟฟ้าทั้งสองประเภทเพราะไฟฟ้าทั้งสองมีข้อดีและข้อเสียต่างกันไป เหมาะสำหรับการชาร์จแบตเตอรี่และแบตเตอรี่แบบชาร์จไฟได้ พวกเขาต้องการกระแสไฟคงที่ในการชาร์จเพราะกระแสจะต้องสลับไปในทิศทางเดียวกันเสมอ นอกจากนี้ยังใช้กับเครื่องใช้ในครัวเรือนบางชนิดด้วย เพียงแต่ว่าทุกสิ่งที่มีแบตเตอรี่และแบตเตอรี่แบบชาร์จได้ต้องใช้กระแสไฟคงที่ในการชาร์จ เช่น ไฟฉายหรือแล็ปท็อปที่มีแบตเตอรี่ และอุปกรณ์ดังกล่าวต้องการกระแสตรงเช่น กระแสตรง.

กระแสมาจากไหนและเหตุใดจึงแตกต่าง?

เราจะพยายามหลีกเลี่ยงฟิสิกส์ที่ซับซ้อน และจะใช้วิธีเปรียบเทียบและลดความซับซ้อนเพื่อพิจารณาปัญหานี้ แต่ก่อนหน้านั้น ให้เรานึกถึงเรื่องตลกเก่า ๆ เกี่ยวกับการสอบ เมื่อนักเรียนที่ซื่อสัตย์ดึงตั๋วออกมาว่า "กระแสไฟฟ้าคืออะไร"

ขออภัยอาจารย์ ฉันกำลังเตรียมตัวอยู่ แต่ฉันลืมไป” นักเรียนที่ซื่อสัตย์ตอบ - คุณทำได้ยังไง! ศาสตราจารย์ตำหนิเขาว่า “คุณเป็นคนเดียวในโลกที่รู้เรื่องนี้!” (กับ)

แต่โทรทัศน์หรือวิทยุก็ต้องการกระแสตรงเช่นกัน ไม่สามารถทำงานโดยใช้แรงดันไฟฟ้ากระแสสลับซึ่งต้องใช้กระแสไฟคงที่เสมอ ขอย้ำอีกครั้งว่ามีอุปกรณ์มากมายที่ไม่สำคัญว่าคุณจะใช้อะไร ตัวอย่างเช่น Bulbs กำลังเรียกดูไซต์นี้ หลอดไฟเป็นเพียงสายไฟที่ร้อน และทิศทางกระแสไฟไม่สำคัญ กระแสสลับใช้กับมอเตอร์ไฟฟ้านั่นคือกับอุปกรณ์หมุนทั้งหมด เช่น เครื่องปั่นจะหมุน หรือเตาตั้งพื้นยังสามารถทำงานโดยใช้ไฟ AC ซึ่งไม่หมุน แต่ต้องให้ความร้อนแล้วมันก็เหมือนกับหลอดไฟที่มีสายไฟและความร้อนอยู่ในนั้น

แน่นอนว่านี่เป็นเรื่องตลก แต่มีความจริงมากมายอยู่ในนั้น ดังนั้นเราจะไม่มองหารางวัลโนเบล แต่เพียงแค่ค้นหากระแสสลับและกระแสตรงความแตกต่างคืออะไรและสิ่งที่ถือเป็นแหล่งที่มาในปัจจุบัน

โดยพื้นฐานแล้ว เราจะยอมรับสมมติฐานที่ว่ากระแสไม่ใช่การเคลื่อนที่ของอนุภาค (แม้ว่าการเคลื่อนที่ของอนุภาคที่มีประจุจะถ่ายโอนประจุด้วยดังนั้นจึงสร้างกระแส) แต่เป็นการเคลื่อนที่ (การถ่ายโอน) ของประจุส่วนเกินในตัวนำจากจุดที่ ประจุสูง (ศักย์) ถึงจุดประจุน้อย การเปรียบเทียบคืออ่างเก็บน้ำ น้ำมักจะครอบครองระดับเดียวกันเสมอ (เพื่อทำให้ศักยภาพเท่ากัน) หากคุณเปิดหลุมในเขื่อน น้ำจะเริ่มไหลลงเนินทำให้เกิดกระแสตรง ยิ่งหลุมมีขนาดใหญ่ น้ำก็จะไหลมากขึ้น กระแสก็จะเพิ่มขึ้น เช่นเดียวกับกำลังและปริมาณงานที่กระแสไฟฟ้าสามารถทำได้ หากไม่ควบคุมกระบวนการน้ำจะทำลายเขื่อนและสร้างเขตน้ำท่วมทันทีโดยมีพื้นผิวอยู่ในระดับเดียวกัน นี่เป็นไฟฟ้าลัดวงจรที่มีความเท่าเทียมกันพร้อมกับการทำลายล้างครั้งใหญ่

แต่ไฟฟ้ากระแสสลับมีข้อได้เปรียบที่ชัดเจนคือสามารถผลิตได้ในปริมาณมากในโรงไฟฟ้าและสามารถขนส่งได้ดีกว่าไฟฟ้ากระแสตรงมาก เนื่องจากการสูญเสียในระยะทางไกลจะน้อยกว่ามาก ดังนั้น ภายนอกโรงไฟฟ้า ให้เปลี่ยนกระแสสลับในปริมาณมากเป็นสายดิน จากนั้นจึงเปลี่ยนเป็นกล่องจ่ายไฟ จากนั้นไฟฟ้ากระแสสลับจะกระจายไปยังครัวเรือนต่างๆ และสิ่งที่เราใช้นั้นจะถูกแก้ไขโดยอุปกรณ์นี้ มิกเซอร์จะใช้ไฟ AC โดยตรง

คอมพิวเตอร์หรือโทรทัศน์จะแปลงไฟฟ้ากระแสสลับเป็นไฟฟ้ากระแสตรงก่อน ใช้งานได้กับตัวแปลงแรงดันไฟฟ้าที่เรียกว่าไม่มีปัญหา ต้องขอบคุณตัวแปลงแรงดันไฟฟ้าเท่านั้นที่ทำให้เราสามารถเชื่อมต่อทีวีกับแหล่งพลังงานทั่วไปได้ มีการติดตั้งหม้อแปลงแรงดันไฟฟ้าสำหรับอุปกรณ์ทั้งหมดที่ต้องการกระแสตรงแล้ว

ดังนั้นกระแสตรงจึงปรากฏในแหล่งกำเนิด (มักเกิดจากปฏิกิริยาเคมี) ซึ่งมีความต่างศักย์เกิดขึ้นที่จุดสองจุด การเคลื่อนที่ของประจุจากค่า "+" ที่สูงกว่าไปยังค่า "-" ที่ต่ำกว่าจะทำให้ศักย์ไฟฟ้าเท่ากันในขณะที่ปฏิกิริยาเคมีคงอยู่ เรารู้ผลลัพธ์ของการปรับศักยภาพให้เท่ากันอย่างสมบูรณ์ - "แบตเตอรี่หมด" สิ่งนี้นำไปสู่ความเข้าใจว่าทำไม แรงดันไฟฟ้ากระแสตรงและกระแสสลับมีความแตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญในลักษณะความเสถียร- แบตเตอรี่ใช้ประจุจนหมด ดังนั้นแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงจึงลดลงเมื่อเวลาผ่านไป เพื่อรักษาระดับเดียวกันจึงใช้ตัวแปลงเพิ่มเติม ในขั้นต้น มนุษยชาติใช้เวลานานในการตัดสินใจถึงความแตกต่างระหว่างกระแสตรงและกระแสสลับสำหรับการใช้งานอย่างแพร่หลาย ที่เรียกว่า "สงครามแห่งกระแส". มันจบลงด้วยชัยชนะของกระแสสลับไม่เพียงเพราะมีการสูญเสียน้อยลงระหว่างการส่งผ่านในระยะไกล แต่ยังทำให้การสร้างกระแสตรงจากกระแสสลับกลายเป็นเรื่องง่ายอีกด้วย เห็นได้ชัดว่ากระแสตรงที่ได้รับในลักษณะนี้ (โดยไม่มีแหล่งสิ้นเปลือง) มีลักษณะที่เสถียรกว่ามาก ในความเป็นจริงในกรณีนี้มีการเชื่อมต่อแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับและแรงดันไฟฟ้าโดยตรงอย่างเคร่งครัดและในเวลานี้จะขึ้นอยู่กับการผลิตพลังงานและปริมาณการใช้เท่านั้น

ความต้านทานไฟฟ้าคือการวัดว่าต้องใช้แรงดันไฟฟ้าเท่าใดในการส่งกระแสไฟฟ้าผ่านตัวนำ นอกจากนี้ยังหมายความว่าแรงดันไฟฟ้าตกคร่อมตัวต้านทานแต่ละตัวในวงจร ในทางปฏิบัติ ตัวต้านทานมีสามประเภท

ตัวต้านทาน RTD ในระบบ AC - ในขณะนี้เราสนใจเพียงอันแรกเท่านั้น เมื่อเราใช้ตัวต้านทานเป็นส่วนประกอบ เรามักจะพูดถึงความต้านทานโอห์มมิก เช่น เกี่ยวกับความต้านทานซึ่งไม่ได้ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ กระแส หรือแรงดันไฟฟ้า ดังนั้นเราจึงมีความต้านทานคงที่ และสิ่งนี้ทำให้สามารถประยุกต์ตัวอย่างต่อไปนี้ได้

ดังนั้นกระแสตรงโดยธรรมชาติคือการเกิดประจุที่ไม่สม่ำเสมอในปริมาตร (ปฏิกิริยาเคมี) ซึ่งสามารถกระจายซ้ำได้โดยใช้สายไฟโดยเชื่อมต่อจุดที่ประจุสูงและต่ำ (ศักย์)

ให้เราอาศัยคำจำกัดความนี้ตามที่เป็นที่ยอมรับโดยทั่วไป กระแสตรงอื่นๆ ทั้งหมด (ไม่ใช่แบตเตอรี่) ได้มาจากแหล่งกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับ ตัวอย่างเช่น ในภาพนี้ เส้นหยักสีน้ำเงินคือกระแสตรงของเรา ซึ่งเป็นผลมาจากการแปลงกระแสสลับ

ถ้าเราต่อเข้ากับแหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้าโดยตรงก็จะเสียหาย เราเพิ่งดูการควบคุมความตึงเครียดและพบวิธีแก้ปัญหาด้วย มีเพียงโซลูชันนี้เท่านั้นที่มีจุดอ่อนร้ายแรง: เวอร์ชันปัจจุบัน หากมีการเปลี่ยนแปลง แรงดันไฟฟ้าที่ตกผ่านตัวต้านทานก็จะเปลี่ยนไปด้วย แต่มีวิธีแก้ไขสำหรับสิ่งนี้: ตัวแบ่งแรงดันไฟฟ้า นี่คือสิ่งที่ดูเหมือน

ทำไมสายไฟฟ้าแรงสูงถึงทำงานที่ 300 kV?

นี่เป็นคำถามที่ผมถามตัวเองทุกครั้งหรือต้องถาม คำตอบตามมาจากกฎของโอห์มและสูตรกำลัง วัตต์เป็นตัวกำหนดว่าต้องใช้พลังงานเท่าใดเมื่อเวลาผ่านไป ซึ่งหมายความว่าแหล่งจ่ายไฟ 220V ของเราใช้กระแสไฟฟ้า ตอนนี้เราเชื่อมต่ออุปกรณ์ของเราด้วยสายไฟที่ยาวมากกับขั้วต่อนี้ เราเปิดใช้งานและสิ่งนี้เกิดขึ้น: ไม่มีอะไร “การฟื้นฟูภายใน” ที่กล่าวมาข้างต้นมีค่าควรแก่การกล่าวถึงที่นี่ สายยาวที่เชื่อมต่อกับแหล่งจ่ายไฟมีความต้านทานสูง สมมติว่าเนื่องจากแรงดันตกคร่อมจึงไม่มีแรงดันไฟฟ้าที่เอาต์พุตสำหรับผู้ใช้บริการ

ให้ความสนใจกับความคิดเห็นในภาพ” จำนวนมากวงจรและแผ่นสะสม” ถ้าตัวแปลงต่างกันภาพก็จะต่างกัน เส้นสีน้ำเงินเส้นเดิมกระแสน้ำเกือบคงที่แต่เร้าใจจำคำนี้ไว้ ตรงนี้กระแสตรงบริสุทธิ์คือเส้นสีแดง

เนื่องจากกำลังไฟฟ้าไม่เปลี่ยนแปลงเนื่องจากแรงดันไฟฟ้าที่สูงกว่าบนสายเชื่อมต่อ นั่นหมายความว่ากระแสไฟไหลตรงนั้น ดังนั้นนี่คือแรงดันไฟฟ้าตกของเราและด้วยเหตุนี้จึงเป็นขีดจำกัด และนี่ก็เป็นสาเหตุว่าทำไมสายไฟฟ้าแรงสูงจึงมีแรงดันไฟ 100 kV - 300 kV ด้วยเช่นกัน เนื่องจากแรงดันไฟฟ้าสูงและกระแสไฟต่ำที่เกี่ยวข้อง ผลกระทบของความต้านทานภายในที่สูงมากในบางครั้งของสายเคเบิลจึงลดลง ทั่วไป: คำจำกัดความคือปริมาณที่ระบุว่าต้องใช้งานหรือพลังงานมากเพียงใดในการเคลื่อนย้ายตัวพาประจุที่มีประจุไฟฟ้าจำนวนหนึ่งในสนามไฟฟ้า

ความสัมพันธ์ระหว่างแม่เหล็กและไฟฟ้า

ตอนนี้เรามาดูกันว่ากระแสสลับแตกต่างจากกระแสตรงซึ่งขึ้นอยู่กับวัสดุอย่างไร ที่สำคัญที่สุด - การเกิดกระแสสลับไม่ได้ขึ้นอยู่กับปฏิกิริยาในวัสดุ- เมื่อทำงานกับกัลวานิก (กระแสตรง) เป็นที่ยอมรับอย่างรวดเร็วว่าตัวนำจะถูกดึงดูดเข้าหากันเหมือนแม่เหล็ก ผลที่ตามมาคือการค้นพบว่าสนามแม่เหล็กภายใต้เงื่อนไขบางประการทำให้เกิดกระแสไฟฟ้า นั่นคือแม่เหล็กและไฟฟ้ากลายเป็นปรากฏการณ์ที่สัมพันธ์กันกับการเปลี่ยนแปลงแบบย้อนกลับ แม่เหล็กสามารถให้กระแสแก่ตัวนำ และตัวนำที่มีกระแสไฟฟ้าอาจเป็นแม่เหล็ก ภาพนี้แสดงการจำลองการทดลองของฟาราเดย์ ซึ่งแท้จริงแล้วเป็นผู้ค้นพบปรากฏการณ์นี้

คำจำกัดความนี้ยังง่ายต่อการจินตนาการอีกด้วย เพื่อให้ "กระแสไฟฟ้า" ไหลในระบบปิด จำเป็นต้องมีแรงดันไฟฟ้าเป็นข้อกำหนดเบื้องต้น แรงดันไฟฟ้านี้หมายถึงแรงผลักดันที่อนุญาตหรือทำให้เกิดการเคลื่อนที่ของประจุ สรุปจนถึงตอนนี้: หากไม่มีโหลดกระแสหรือแหล่งจ่ายแรงดัน จะไม่มีกระแสไหล ดังนั้นจึงไม่มีแรงดันตก สามารถวัดแรงดันไฟฟ้าวงจรเปิดได้ที่ขั้วของแหล่งจ่ายกระแสไฟ เมื่อโหลดเชื่อมต่อกับแหล่งจ่ายกระแสหรือแรงดัน กระแสไหลและแรงดันไฟฟ้าวงจรเปิดเริ่มต้นจะถูกแบ่งระหว่างความต้านทานโหลดและความต้านทานภายในของแหล่งจ่ายแรงดัน

ตอนนี้การเปรียบเทียบมีไว้สำหรับกระแสสลับ แม่เหล็กของเราจะเป็นแรงดึงดูด และเครื่องกำเนิดไฟฟ้าในปัจจุบันจะเป็นนาฬิกาทรายที่มีน้ำ ครึ่งหนึ่งของนาฬิกาเราจะเขียนว่า "บน" ส่วนอีกครึ่งหนึ่งเป็น "ล่าง" เราพลิกนาฬิกาแล้วดูว่าน้ำไหล “ลง” อย่างไร เมื่อน้ำไหลไปหมดแล้ว เราก็พลิกกลับอีกครั้ง แล้วน้ำไหล “ขึ้น” แม้ว่าเราจะมีกระแส แต่ก็เปลี่ยนทิศทางสองครั้งในรอบเต็ม ตามหลักวิทยาศาสตร์จะมีลักษณะดังนี้: ความถี่ของกระแสไฟฟ้าขึ้นอยู่กับความเร็วการหมุนของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าในสนามแม่เหล็ก ภายใต้เงื่อนไขบางประการ เราจะได้คลื่นไซน์บริสุทธิ์ หรือเพียงแค่กระแสสลับที่มีแอมพลิจูดต่างกัน

บทนี้จะครอบคลุมถึงคำว่าแหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้าและแหล่งจ่ายกระแส แหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้า: ไม่ควรสับสนระหว่างคำว่าแหล่งจ่ายกระแสและแหล่งจ่ายแรงดันซึ่งกันและกัน โดยหลักการแล้ว แหล่งจ่ายกระแสและแรงดันจะมีคุณสมบัติตรงกันข้าม แหล่งกำเนิดแรงดันไฟฟ้าทำหน้าที่เป็นแหล่งพลังงานไฟฟ้าที่จ่ายกระแสไฟฟ้าโดยขึ้นอยู่กับโหลดที่เชื่อมต่อ แต่ต้องไม่สับสนกับแหล่งกำเนิดกระแสไฟฟ้า คุณลักษณะที่สำคัญของแหล่งกำเนิดแรงดันไฟฟ้าคือแรงดันไฟฟ้าต่ำเท่านั้น หรือในกรณีของแบบจำลองแหล่งกำเนิดแรงดันไฟฟ้าในอุดมคติ โดยไม่ขึ้นกับกระแสไฟฟ้าที่ได้รับ

อีกครั้ง! นี่เป็นสิ่งสำคัญมากสำหรับการทำความเข้าใจความแตกต่างระหว่างกระแสตรงและกระแสสลับ ในการเปรียบเทียบทั้งสองแบบ น้ำจะไหล “ลงเนิน” แต่ในกรณีของกระแสตรงอ่างเก็บน้ำจะว่างเปล่าไม่ช้าก็เร็วและสำหรับกระแสสลับนาฬิกาจะล้นน้ำเป็นเวลานานมากโดยอยู่ในปริมาตรปิด แต่ทั้งสองกรณีน้ำจะไหลลงเนิน จริงอยู่ ในกรณีของกระแสสลับ ครึ่งหนึ่งของเวลาที่ไหลลงเนิน แต่ขึ้น กล่าวอีกนัยหนึ่ง ทิศทางการเคลื่อนที่ของกระแสสลับเป็นปริมาณเชิงพีชคณิต นั่นคือ “+” และ “-” เปลี่ยนตำแหน่งอย่างต่อเนื่อง ในขณะที่ทิศทางการเคลื่อนที่ของกระแสยังคงไม่เปลี่ยนแปลง ลองคิดและทำความเข้าใจความแตกต่างนี้ เป็นเรื่องที่ทันสมัยมากที่จะพูดทางออนไลน์: “คุณเข้าใจแล้ว ตอนนี้คุณก็รู้ทุกอย่างแล้ว”

เนื่องจากคุณสมบัติที่สำคัญของแหล่งกำเนิดกระแสคือกระแสมีค่าต่ำเท่านั้น หรือในรูปแบบแหล่งกำเนิดกระแสในอุดมคติ กระแสเฟรมจึงไม่ขึ้นอยู่กับแรงดันไฟฟ้า ตัวอย่างของแหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้า ได้แก่ แบตเตอรี่ เซลล์แสงอาทิตย์ และเครื่องกำเนิดไฟฟ้า และต่างจากแหล่งจ่ายกระแสตรงตรงที่ไม่ได้จ่ายกระแสคงที่ แต่ให้แรงดันคงที่ โดยทั่วไป แหล่งกำเนิดกระแสจะถูกสร้างขึ้นโดยใช้แหล่งจ่ายแรงดันและแปลงเป็นแหล่งกระแสโดยใช้วงจรที่เหมาะสม

ภายในคำว่า "แหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้า" ยังคงสามารถแบ่งออกเป็นแหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้าในอุดมคติและจริงได้ แหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้าในอุดมคติคือแหล่งจ่ายแรงดันคงที่ซึ่งไม่ขึ้นอยู่กับโหลดกระแสและโหลดที่เชื่อมต่อ แหล่งกำเนิดแรงดันไฟฟ้าจริงถือได้ว่าเป็นแหล่งแรงดันไฟฟ้าในอุดมคติที่จ่ายแรงดันไฟฟ้าโดยไม่มีโหลดและขึ้นอยู่กับความต้านทานภายใน ดังนั้นโปรไฟล์แรงดันไฟฟ้าที่ตกคร่อมแหล่งกำเนิดแรงดันไฟฟ้าจริงจะขึ้นอยู่กับกระแสที่ดึงออกมา

ทำให้เกิดกระแสน้ำอันหลากหลาย

หากคุณเข้าใจความแตกต่างระหว่างกระแสตรงและกระแสสลับคำถามธรรมชาติก็เกิดขึ้น - เหตุใดกระแสจึงมีมากมาย? เราจะเลือกกระแสหนึ่งกระแสเป็นมาตรฐาน และทุกอย่างจะเหมือนเดิม

แต่อย่างที่พวกเขาพูดกันว่า “กระแสน้ำไม่ใช่ทุกกระแสจะมีประโยชน์เท่ากัน” อย่างไรก็ตาม ลองคิดดูว่ากระแสใดที่อันตรายกว่า: คงที่หรือสลับกัน ถ้าเราจินตนาการคร่าวๆ ไม่ใช่ธรรมชาติของกระแส แต่เป็นคุณลักษณะของมัน มนุษย์เป็นคอลเดียมที่นำไฟฟ้าได้ดี ชุดธาตุต่างๆ ในน้ำ (เราเป็นน้ำ 70% ถ้าใครไม่รู้) หากใช้แรงดันไฟฟ้ากับคอลเดียม - มีการใช้ไฟฟ้าช็อต อนุภาคในตัวเราจะเริ่มถ่ายโอนประจุ ตามที่ควรจะเป็น จากจุดที่มีศักยภาพสูงไปสู่จุดที่มีศักยภาพต่ำ สิ่งที่อันตรายที่สุดคือการยืนบนพื้น ซึ่งโดยทั่วไปเป็นจุดที่มีศักยภาพเป็นศูนย์อนันต์ กล่าวอีกนัยหนึ่งเราจะถ่ายโอนกระแสทั้งหมดนั่นคือส่วนต่างของประจุไปที่พื้น ดังนั้นด้วยทิศทางการเคลื่อนที่ของประจุที่คงที่ กระบวนการปรับศักยภาพในร่างกายของเราให้เท่ากันจึงเกิดขึ้นได้อย่างราบรื่น เราเป็นเหมือนทรายที่ปล่อยให้น้ำไหลผ่านเรา และเราสามารถ “ดูดซับ” น้ำปริมาณมากได้อย่างปลอดภัย ด้วยกระแสสลับภาพจะแตกต่างออกไปเล็กน้อย - อนุภาคทั้งหมดของเราจะถูก "ดึง" ที่นี่และที่นั่น ทรายไม่สามารถผ่านน้ำได้ง่าย และมันจะปั่นป่วนไปหมด ดังนั้นคำตอบของคำถามที่ว่ากระแสใดอันตรายกว่าคงที่หรือสลับกันคำตอบจึงชัดเจน - สลับกัน สำหรับการอ้างอิง กระแสไฟ DC เกณฑ์ที่เป็นอันตรายถึงชีวิตคือ 300mA สำหรับกระแส AC ค่าเหล่านี้ขึ้นอยู่กับความถี่และเริ่มต้นที่ 35mA ที่กระแส 50 เฮิรตซ์ 100mA เห็นด้วยความแตกต่าง 3-10 เท่าในการตอบคำถาม: อันไหนอันตรายกว่ากัน? แต่นี่ไม่ใช่ข้อโต้แย้งหลักในการเลือกมาตรฐานปัจจุบัน มาจัดระเบียบทุกสิ่งที่นำมาพิจารณาเมื่อเลือกประเภทของกระแส:

การแสดงคำศัพท์สองคำ ขั้นแรก ให้หากระแสและแรงดันอีกครั้ง ยิ่งทั้งสองฝ่ายแข็งแกร่งขึ้น แรงที่กระทำระหว่างทั้งสองฝ่ายก็จะยิ่งแข็งแกร่งขึ้นและความตึงเครียดก็จะมากขึ้นตามไปด้วย แหล่งจ่ายกระแสและแหล่งแรงดันทั้งสองสามารถอธิบายได้ด้วยตัวอย่างที่ไม่ซับซ้อน มีจินตนาการถึงทะเลสาบบนภูเขา ซึ่งแสดงถึงความตึงเครียดในความรู้สึกที่เปลี่ยนไป ยิ่งทะเลสาบสูง แรงดันไฟฟ้าก็จะยิ่งสูงขึ้น ตอนนี้น้ำจากทะเลสาบบนภูเขาถูกพับเข้าไปในหุบเขาผ่านท่อ มีท่อส่งจากทะเลสาบบนภูเขาไปยังหุบเขา

น้ำถือได้ว่าเป็นอิเล็กตรอน หากท่อเปิดที่ด้านบนของทะเลสาบบนภูเขา น้ำจะไหลลงมาตามท่อ ซึ่งเป็นกระแสในลักษณะการเคลื่อนย้าย ซึ่งหมายความว่ายิ่งมีน้ำในทะเลสาบมากเท่าไร น้ำก็จะ "ไหล" ลงมามากขึ้นเท่านั้น แน่นอนว่ามีความต้านทานที่แหล่งจ่ายแรงดันหรือแหล่งจ่ายกระแส สิ่งนี้สามารถจินตนาการได้ ในตัวอย่างนี้ เส้นผ่านศูนย์กลางของท่อจะเป็นค่าความต้านทาน ยิ่งท่อแคบ น้ำไหลได้น้อย ท่อแคบช่วยให้มั่นใจได้ถึงความต้านทานต่อการไหลของน้ำ

• การส่งกระแสไฟฟ้าในระยะทางไกล- กระแสตรงเกือบทั้งหมดจะหายไป
• การเปลี่ยนแปลงในวงจรไฟฟ้าต่างชนิดกันโดยมีระดับการบริโภคที่ไม่แน่นอน สำหรับกระแสตรง ปัญหานั้นไม่สามารถแก้ไขได้ในทางปฏิบัติ
• การรักษาแรงดันไฟฟ้าคงที่สำหรับกระแสสลับนั้นมีราคาถูกกว่ากระแสตรงสองลำดับความสำคัญ
• การแปลงพลังงานไฟฟ้าเป็นแรงกลมีราคาถูกกว่ามากในมอเตอร์และเครื่องจักร AC มอเตอร์ดังกล่าวมีข้อเสียและในบางพื้นที่ไม่สามารถเปลี่ยนมอเตอร์กระแสตรงได้
• สำหรับการใช้งานในวงกว้าง ดังนั้นกระแสตรงจึงมีข้อดีอย่างหนึ่งคือ ปลอดภัยสำหรับมนุษย์มากกว่า

ดังนั้นการประนีประนอมตามสมควรที่มนุษยชาติได้เลือกไว้ ไม่ใช่เพียงกระแสเดียว แต่เป็นการเปลี่ยนแปลงทั้งหมดที่มีตั้งแต่รุ่น การส่งมอบถึงผู้บริโภค การจัดจำหน่าย และการใช้งาน เราจะไม่แสดงรายการทุกอย่าง แต่เราพิจารณาคำตอบหลักสำหรับคำถามของบทความ "กระแสตรงแตกต่างจากกระแสสลับอย่างไร" ในคำเดียว - ลักษณะ นี่อาจเป็นคำตอบที่ถูกต้องที่สุดสำหรับวัตถุประสงค์ในครัวเรือน และเพื่อทำความเข้าใจมาตรฐาน เราขอแนะนำให้พิจารณาลักษณะสำคัญของกระแสเหล่านี้

ในทางคณิตศาสตร์ คุณสามารถรวมสองพจน์เข้าด้วยกันได้ ทะเลสาบบนภูเขา: ความหนาของท่อ = การไหลของน้ำ อธิบายสั้นๆ เกี่ยวกับกระแสตรง กระแสสลับ แรงดันคงที่ แรงดันไฟฟ้ากระแสสลับ - ตัวแปรทางไฟฟ้า ด้วยออสซิลโลสโคป แบตเตอรี่เป็นแหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้าโดยตรง

การส่งพลังงานไฟฟ้าผ่านสายไฟฟ้ากระแสสลับ แผนภาพแรงดันไฟฟ้ากระแสตรง แผนภาพแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับ กระแสไฟฟ้าอยู่ได้ไม่นาน กระแสไฟฟ้าเคลื่อนที่พาประจุพาหะ ประจุเหล่านี้อาจมีประจุลบหรือประจุบวกก็ได้ ในโลหะ อิเล็กตรอนสามารถเคลื่อนที่ได้อย่างอิสระ พวกมันเคลื่อนไหวเพราะตื่นเต้นกับสนามไฟฟ้า การวัดความเข้มของกระแสไฟฟ้าคือกระแสไฟฟ้า มีหน่วยวัดเป็น "แอมแปร์" ย่อว่า A

ลักษณะสำคัญของกระแสที่ใช้ในปัจจุบัน

หากสำหรับกระแสตรงลักษณะโดยทั่วไปยังคงไม่เปลี่ยนแปลงนับตั้งแต่การค้นพบดังนั้นด้วยกระแสสลับทุกอย่างจะซับซ้อนกว่ามาก ดูภาพนี้ - แบบจำลองการเคลื่อนที่ปัจจุบันในระบบสามเฟสจากรุ่นสู่รุ่น

อธิบายแรงดันไฟฟ้าโดยย่อ หาก ณ จุดใดจุดหนึ่ง เรามีประจุบวกจำนวนมาก สนามไฟฟ้าของพวกมันดึงดูดอิเล็กตรอน พวกมันต้องการย้ายไปที่ประจุบวก ยิ่งประจุบวกมาก แรงที่ควบคุมอิเล็กตรอนก็จะยิ่งแข็งแกร่งขึ้น มีการกำหนดหน่วยวัดปริมาณประจุไฟฟ้า ซึ่งเรียกว่า "แรงดันไฟฟ้า" มันเพียงบ่งบอกถึงความแตกต่างของประจุไฟฟ้าระหว่างจุดสองจุด

เพื่อให้กระแสไหลต้องมีแรงดัน ขั้วคืออะไร? แรงดันไฟฟ้ามีสองขั้ว - ขั้วบวกบวกและขั้วลบลบ มีการขาดอิเล็กตรอนที่ขั้วบวก อิเล็กตรอนต้องการย้ายไปยังขั้วบวกนี้ ที่ขั้วลบจะมีอิเล็กตรอนมากเกินไป อิเล็กตรอนจะถูกผลักออกจากขั้วลบ บางครั้งมีการใช้ขั้วแทนขั้ว แหล่งกำเนิดแรงดันไฟฟ้าคืออะไร? แหล่งกำเนิดแรงดันไฟฟ้าเป็นส่วนประกอบแบบไบโพลาร์ ซึ่งอยู่ระหว่างขั้วทั้งสองซึ่งมีแรงดันไฟฟ้าอยู่

จากมุมมองของเรา มันเป็นโมเดลที่ชัดเจนมาก ซึ่งทำให้ชัดเจนว่าจะลบเฟสหนึ่ง สอง หรือสามเฟสออกไปอย่างไร ในขณะเดียวกัน คุณก็สามารถดูได้ว่าสิ่งนี้เข้าถึงผู้บริโภคได้อย่างไร

เป็นผลให้เรามีห่วงโซ่การผลิตไฟฟ้ากระแสสลับและไฟฟ้ากระแสตรง (กระแส) ในระยะผู้บริโภค ดังนั้นยิ่งอยู่ห่างจากผู้ใช้บริการมากเท่าไร กระแสและแรงดันไฟฟ้าก็จะยิ่งสูงขึ้นเท่านั้น ในความเป็นจริงในร้านของเราสิ่งที่ง่ายที่สุดและอ่อนแอที่สุดคือกระแสสลับเฟสเดียว 220V ที่มีความถี่คงที่ 50 Hz การเพิ่มความถี่เท่านั้นที่สามารถทำให้ความถี่สูงในปัจจุบันที่แรงดันไฟฟ้านี้ได้ ตัวอย่างที่ง่ายที่สุดคือในครัวของคุณ การพิมพ์ด้วยไมโครเวฟจะแปลงกระแสธรรมดาให้เป็นกระแสความถี่สูง ซึ่งช่วยในการปรุงอาหารได้จริง ยังไงก็ตามเรามาตอบคำถามเกี่ยวกับพลังงานไมโครเวฟ - นี่คือจำนวนกระแส "ธรรมดา" ที่แปลงเป็นกระแสความถี่สูง

เป็นสิ่งที่ควรค่าแก่การจดจำว่าการเปลี่ยนแปลงของกระแสน้ำนั้นไม่ได้ "ไร้ประโยชน์" ในการรับกระแสสลับคุณต้องหมุนเพลาด้วยบางสิ่ง เพื่อให้ได้กระแสคงที่คุณจะต้องกระจายพลังงานส่วนหนึ่งเป็นความร้อน แม้แต่กระแสการส่งพลังงานก็ยังต้องกระจายไปในรูปของความร้อนเมื่อส่งไปยังอพาร์ทเมนต์โดยใช้หม้อแปลงไฟฟ้า นั่นคือการเปลี่ยนแปลงใดๆ ในพารามิเตอร์ปัจจุบันจะมาพร้อมกับการสูญเสีย และแน่นอนว่าความสูญเสียเกิดขึ้นพร้อมกับการส่งมอบกระแสไฟให้กับผู้บริโภค ความรู้ทางทฤษฎีที่ดูเหมือนช่วยให้เราเข้าใจว่าการจ่ายเงินมากเกินไปสำหรับพลังงานมาจากไหนโดยขจัดคำถามครึ่งหนึ่งว่าทำไมถึงมี 100 รูเบิลบนมิเตอร์ แต่ 115 ในใบเสร็จรับเงิน

กลับสู่กระแสกันเถอะ ดูเหมือนเราจะพูดถึงทุกอย่างแล้ว และเราก็รู้ด้วยซ้ำว่ากระแสตรงแตกต่างจากกระแสสลับอย่างไร ดังนั้นเรามาเตือนคุณว่ากระแสโดยทั่วไปมีอะไรบ้าง

• ดี.ซีแหล่งที่มาคือฟิสิกส์ของปฏิกิริยาเคมีที่มีการเปลี่ยนแปลงประจุสามารถรับได้โดยการแปลงกระแสสลับ วาไรตี้คือกระแสพัลซิ่งที่เปลี่ยนพารามิเตอร์ในช่วงกว้าง แต่ไม่เปลี่ยนทิศทางการเคลื่อนที่
• เครื่องปรับอากาศ- อาจเป็นเฟสเดียว สองเฟส หรือสามเฟส มาตรฐานหรือความถี่สูง การจำแนกประเภทง่ายๆ นี้ค่อนข้างเพียงพอแล้ว

สรุปหรือแต่ละกระแสมีอุปกรณ์ของตัวเอง

ภาพแสดงเครื่องกำเนิดไฟฟ้าปัจจุบันที่โรงไฟฟ้าพลังน้ำ Sayano-Shushenskaya และภาพนี้แสดงสถานที่ที่ติดตั้ง

และนี่คือหลอดไฟธรรมดา

เป็นเรื่องจริงหรือเปล่าที่ความแตกต่างในระดับขนาดนั้นน่าทึ่ง แม้ว่าอันแรกจะถูกสร้างขึ้นเพื่องานอันที่สองก็ตาม หากคุณคิดเกี่ยวกับบทความนี้จะเห็นได้ชัดว่ายิ่งอุปกรณ์อยู่ใกล้กับบุคคลมากเท่าใดก็ยิ่งใช้กระแสตรงบ่อยขึ้นเท่านั้น ยกเว้นมอเตอร์กระแสตรงและการใช้งานทางอุตสาหกรรม นี่เป็นมาตรฐานที่อิงจากข้อเท็จจริงที่ว่าเราพบว่ากระแสใดมีอันตรายมากกว่า กระแสตรงหรือกระแสสลับ ลักษณะของกระแสไฟในครัวเรือนนั้นใช้หลักการเดียวกัน เนื่องจากกระแสสลับ 220V 50Hz เป็นการประนีประนอมระหว่างอันตรายและความสูญเสีย ราคาของการประนีประนอมคือระบบป้องกันอัตโนมัติ: จากฟิวส์ไปจนถึง RCD เมื่อย้ายออกจากมนุษย์ เราพบว่าตัวเองอยู่ในโซนของคุณลักษณะชั่วคราว ซึ่งทั้งกระแสและแรงดันไฟฟ้าสูงกว่า และไม่คำนึงถึงอันตรายต่อมนุษย์ แต่ให้ความสนใจกับข้อควรระวังด้านความปลอดภัย - โซนการใช้กระแสไฟฟ้าทางอุตสาหกรรม . สิ่งที่ไกลจากมนุษย์มากที่สุด แม้แต่ในอุตสาหกรรม ก็คือการส่งผ่านและการสร้างพลังงาน ไม่มีอะไรที่มนุษย์ต้องทำที่นี่ - นี่คือโซนของมืออาชีพและผู้เชี่ยวชาญที่รู้วิธีจัดการพลังนี้ แต่ถึงแม้จะมีการใช้ไฟฟ้าทุกวัน และแน่นอนว่าเมื่อทำงานกับอุปกรณ์ไฟฟ้า การทำความเข้าใจธรรมชาติพื้นฐานของกระแสไฟฟ้าจะไม่มีวันฟุ่มเฟือย

ดี.ซี (กระแสตรง) –นี่คือการเคลื่อนที่ตามลำดับของอนุภาคที่มีประจุในทิศทางเดียวกล่าวอีกนัยหนึ่ง
ปริมาณที่แสดงลักษณะของกระแสไฟฟ้า เช่น แรงดันหรือกระแสไฟฟ้า มีค่าคงที่ทั้งค่าและทิศทาง

ในแหล่งกำเนิดไฟฟ้ากระแสตรง เช่น ในแบตเตอรี่ AA ธรรมดา อิเล็กตรอนจะเคลื่อนที่จากลบไปบวก แต่ในอดีตทิศทางทางเทคนิคของกระแสถือเป็นทิศทางจากบวกไปลบ

สำหรับกระแสตรง จะใช้กฎพื้นฐานทั้งหมดของวิศวกรรมไฟฟ้า เช่น กฎของโอห์ม และกฎของ Kirchhoff

เรื่องราว

เริ่มแรกกระแสตรงเรียกว่ากระแสไฟฟ้ากัลวานิก เนื่องจากได้รับครั้งแรกโดยใช้ปฏิกิริยากัลวานิก จากนั้น ในช่วงปลายศตวรรษที่ 19 โทมัส เอดิสัน พยายามจัดระเบียบการส่งกระแสตรงผ่านสายไฟ ขณะเดียวกันก็เรียกว่า. “สงครามแห่งกระแส”ซึ่งมีทางเลือกเป็นกระแสหลักระหว่างกระแสสลับและกระแสตรง น่าเสียดายที่กระแสตรง "สูญเสีย" "สงคราม" นี้ไป เพราะไม่เหมือนกับกระแสสลับตรงที่กระแสตรงจะสูญเสียพลังงานจำนวนมากเมื่อส่งผ่านระยะทาง กระแสสลับนั้นง่ายต่อการแปลงและด้วยเหตุนี้จึงสามารถส่งผ่านในระยะทางที่กว้างใหญ่ได้

แหล่งจ่ายไฟกระแสตรง

แหล่งที่มาของกระแสตรงอาจเป็นแบตเตอรี่หรือแหล่งอื่นๆ ที่มีกระแสไฟฟ้าเกิดขึ้นเนื่องจากปฏิกิริยาทางเคมี (เช่น แบตเตอรี่ AA)

นอกจากนี้แหล่งจ่ายกระแสตรงยังสามารถเป็นเครื่องกำเนิดกระแสตรงซึ่งกระแสไฟฟ้าถูกสร้างขึ้นเนื่องจาก
ปรากฏการณ์การเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้าแล้วแก้ไขโดยใช้ตัวสะสม

กระแสตรงสามารถรับได้โดยการแก้ไขกระแสสลับ มีวงจรเรียงกระแสและตัวแปลงหลายแบบเพื่อจุดประสงค์นี้

แอปพลิเคชัน

กระแสตรงถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในวงจรและอุปกรณ์ไฟฟ้า ตัวอย่างเช่น ที่บ้าน เครื่องใช้ไฟฟ้าส่วนใหญ่ เช่น โมเด็มหรือเครื่องชาร์จโทรศัพท์มือถือ จะใช้กระแสไฟ DC เครื่องกำเนิดไฟฟ้าของรถยนต์ผลิตและแปลงกระแสตรงเพื่อชาร์จแบตเตอรี่ อุปกรณ์พกพาใดๆ ก็ตามใช้พลังงานจากแหล่งจ่ายไฟ DC

ในอุตสาหกรรม กระแสตรงถูกใช้ในเครื่องจักรกระแสตรง เช่น มอเตอร์หรือเครื่องกำเนิดไฟฟ้า ในบางประเทศ สายไฟ DC ไฟฟ้าแรงสูงมีอยู่

กระแสตรงยังพบการประยุกต์ใช้ในทางการแพทย์ด้วย เช่น ในอิเล็กโตรโฟรีซิส ซึ่งเป็นขั้นตอนการรักษาโดยใช้กระแสไฟฟ้า

ในการขนส่งทางรถไฟ นอกจากไฟฟ้ากระแสสลับแล้ว ยังใช้ไฟฟ้ากระแสตรงอีกด้วย นี่เป็นเพราะความจริงที่ว่ามอเตอร์ฉุดซึ่งมีลักษณะทางกลที่เข้มงวดมากกว่ามอเตอร์แบบอะซิงโครนัสนั้นเป็นมอเตอร์กระแสตรง

ผลกระทบต่อร่างกายมนุษย์

กระแสตรงแตกต่างจากไฟฟ้ากระแสสลับคือปลอดภัยสำหรับมนุษย์มากกว่า ตัวอย่างเช่น กระแสร้ายแรงสำหรับบุคคลคือ 300 mA หากเป็นกระแสตรงและหากเป็นกระแสสลับที่มีความถี่ 50 Hz แสดงว่า 50-100 mA

ลักษณะหนึ่งของกระแสไฟฟ้าคือแรงดันไฟฟ้า ในแต่ละกรณีจะผลิตโดยแหล่งเฉพาะ ลองมาดูปริมาณทางกายภาพนี้ให้ละเอียดยิ่งขึ้น และดูว่าแรงดันไฟฟ้าคงที่แตกต่างจากแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับอย่างไร

การพักผ่อนเล็กๆ

ให้เราจำไว้ว่า "ปัจจุบัน" คืออะไร เป็นปรากฏการณ์ที่อนุภาคมีประจุเคลื่อนที่ไปในทิศทางเฉพาะ หากอิเล็กตรอนหรือไอออนพุ่งไปในทิศทางเดียวกันเสมอ กระแสจะเรียกว่าคงที่ และเมื่อการเคลื่อนที่ของอนุภาคไปในทิศทางที่แตกต่างเป็นระยะ ๆ พวกมันก็พูดถึงกระแสสลับ

มาดูความตึงเครียดกันดีกว่า แก่นแท้ของมันมักถูกเปิดเผยโดยการเปรียบเทียบกับน้ำ อย่างหลังไม่ไหลไปเอง ตัวอย่างเช่น ในท่อที่มีความลาดเอียง ของไหลจะเคลื่อนที่ลงด้านล่างภายใต้อิทธิพลของแรงโน้มถ่วง และยิ่งน้ำจากพื้นดินสูงเท่าไรก็ยิ่งมีพลังงานศักย์มากขึ้นเท่านั้น เช่นเดียวกับกระแส: อนุภาค "ไหล" ภายใต้อิทธิพลของแรงดันไฟฟ้า ในขณะเดียวกัน ในช่วงเริ่มต้นการเดินทาง พวกเขามีศักยภาพที่ยอดเยี่ยม และเมื่อถึงจุดสิ้นสุดก็น้อยลง

การเปรียบเทียบ

ศักยภาพที่มากขึ้นจะแสดงด้วยเครื่องหมายบวก น้อยกว่า - ด้วยเครื่องหมายลบ เมื่อพวกเขาพูดถึงความแตกต่างระหว่างแรงดันไฟฟ้าตรงและแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับ พวกเขาหมายถึงว่า “+” และ “–” จะยังคงอยู่ในตำแหน่งเดิมหรือไม่เมื่ออนุภาคที่มีประจุเคลื่อนที่ ในกรณีของแรงดันไฟฟ้าคงที่ ขั้วจะเท่ากันเสมอ ตัวอย่างต่อไปนี้คือแหล่งที่มา เช่น แบตเตอรี่ สิ่งสำคัญคือแรงดันไฟฟ้าประเภทนี้เป็นลักษณะของกระแสตรงซึ่งระบุด้วยเส้นตรงตามแผนผัง

ด้วยแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับ ศักย์ไฟฟ้าบวกและลบที่ปลายแต่ละด้านของตัวนำจะสลับกันเมื่อเวลาผ่านไป ตัวอย่างที่เกี่ยวข้องคือเครือข่ายไฟฟ้าปกติซึ่งอุปกรณ์เชื่อมต่อผ่านเต้ารับ ในกรณีนี้ กระแสสลับจะทำงาน โดยมีเส้นหยักแสดงเป็นกราฟิก ความถี่ของมัน เช่น 50 เฮิรตซ์ หมายความว่า บวกและลบที่เกี่ยวข้องกับแรงดันไฟฟ้าสลับกันกี่ครั้งต่อวินาที

แผนภาพต่อไปนี้จะช่วยให้คุณเข้าใจความแตกต่างระหว่างแรงดันไฟฟ้าตรงและไฟฟ้ากระแสสลับได้ดีขึ้น:

กราฟแรกแสดงให้เห็นว่าเมื่อเวลาผ่านไป (t) แรงดันไฟฟ้าคงที่ (U) จะคงค่าไว้ ภาพที่สองแสดงไดนามิกของแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับ: เป็นศูนย์ จากนั้นจะเป็นค่าสูงสุด หรือค่าต่ำสุด ในกรณีนี้จะมองเห็นได้ชัดเจนว่าค่าทั้งหมดจะถูกทำซ้ำเป็นระยะ ต้องบอกว่าแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับมักจะได้รับพารามิเตอร์อย่างแม่นยำตามกฎไซน์ซอยด์ แต่ไม่เสมอไป ในกรณีอื่นๆ รูปภาพบนแผนภูมิจะมีลักษณะแตกต่างออกไปเล็กน้อย

ความแตกต่างระหว่างกระแส AC และ DC คืออะไร

แนวคิดทั่วไปของกระแสไฟฟ้าสามารถแสดงเป็นการเคลื่อนที่ของอนุภาคที่มีประจุต่างๆ (อิเล็กตรอน, ไอออน) ในทิศทางที่แน่นอน และค่าของมันสามารถกำหนดได้ด้วยจำนวนอนุภาคที่มีประจุที่ผ่านตัวนำในช่วงเวลาหนึ่ง

หากค่าของอนุภาคที่มีประจุ 1 คูลอมบ์ผ่านหน้าตัดหนึ่งของตัวนำในเวลา 1 วินาที เราก็สามารถพูดถึงความแรงของกระแส 1 แอมแปร์ที่ไหลผ่านตัวนำได้ สิ่งนี้จะกำหนดจำนวนแอมแปร์หรือกระแส นี่คือแนวคิดทั่วไปของกระแส ตอนนี้เรามาดูแนวคิดเรื่องกระแสสลับและกระแสตรงและความแตกต่างกัน

กระแสไฟฟ้าตรงตามคำนิยามคือกระแสที่ไหลในทิศทางเดียวเท่านั้นและไม่เปลี่ยนแปลงตามเวลา กระแสสลับมีลักษณะเฉพาะคือความจริงที่ว่ามันเปลี่ยนทิศทางและขนาดเมื่อเวลาผ่านไป ถ้ากระแสตรงแสดงเป็นกราฟเป็นเส้นตรง แสดงว่ากระแสสลับจะไหลผ่านตัวนำตามกฎไซน์ และแสดงเป็นกราฟเป็นคลื่นไซน์

เนื่องจากกระแสสลับแตกต่างกันไปตามกฎของไซนัสอยด์ จึงมีพารามิเตอร์เช่นระยะเวลาของวงจรที่สมบูรณ์ เวลาที่แสดงด้วยตัวอักษร T ความถี่ของกระแสสลับคือค่าผกผันของระยะเวลาของวงจรที่สมบูรณ์ . ความถี่ของไฟฟ้ากระแสสลับแสดงด้วยจำนวนคาบที่สมบูรณ์ในช่วงเวลาหนึ่ง (1 วินาที)

มีช่วงเวลาดังกล่าว 50 ช่วงในเครือข่ายไฟฟ้ากระแสสลับของเราซึ่งสอดคล้องกับความถี่ 50 Hz F = 1/T โดยที่คาบสำหรับ 50 Hz คือ 0.02 วินาที ฟา =1/0.02 = 50 เฮิรตซ์ กระแสสลับแสดงด้วยตัวอักษรภาษาอังกฤษ AC และเครื่องหมาย "~" กระแสตรงเรียกว่า DC และมีสัญลักษณ์ "-" นอกจากนี้กระแสสลับอาจเป็นเฟสเดียวหรือหลายเฟสก็ได้ ส่วนใหญ่จะใช้เครือข่ายสามเฟส

เหตุใดจึงมีแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับในเครือข่ายและไม่คงที่?

กระแสสลับมีข้อดีมากกว่ากระแสตรงหลายประการ การสูญเสียต่ำระหว่างการส่งกระแสสลับในสายไฟ (สายไฟ) เมื่อเทียบกับกระแสตรง เครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับนั้นเรียบง่ายและราคาถูก เมื่อส่งสัญญาณในระยะทางไกลตามสายไฟ ไฟฟ้าแรงสูงจะสูงถึง 330,000 โวลต์โดยมีกระแสไฟฟ้าน้อยที่สุด

กระแสไฟฟ้าในสายไฟยิ่งต่ำ ความสูญเสียก็จะยิ่งน้อยลง การส่งกระแสตรงในระยะทางไกลจะทำให้เกิดความสูญเสียอย่างมาก นอกจากนี้เครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับไฟฟ้าแรงสูงยังง่ายกว่าและราคาถูกกว่ามาก ง่ายต่อการรับแรงดันไฟฟ้าต่ำจากแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับผ่านหม้อแปลงธรรมดา

นอกจากนี้การรับแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงจากแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับยังถูกกว่าการใช้ตัวแปลงแรงดันไฟฟ้า DC-AC ที่มีราคาแพงมากอีกด้วย คอนเวอร์เตอร์ดังกล่าวมีประสิทธิภาพต่ำและมีการสูญเสียสูง มีการใช้การแปลงสองครั้งตามเส้นทางการส่งสัญญาณ AC

ขั้นแรก รับแรงดันไฟจากเครื่องกำเนิดไฟฟ้า 220 - 330 กิโลโวลต์ และส่งผ่านระยะทางไกลไปยังหม้อแปลงไฟฟ้าซึ่งจะลดแรงดันไฟฟ้าแรงสูงลงเหลือ 10 กิโลโวลต์ จากนั้นจะมีสถานีย่อยที่ลดแรงดันไฟฟ้าแรงสูงลงเหลือ 380 โวลต์ จากสถานีย่อยเหล่านี้ แจกจ่ายให้กับผู้บริโภคและจำหน่ายให้กับบ้านและอาคารอพาร์ตเมนต์แผงไฟฟ้า

กระแสไฟฟ้าสามเฟสสามเฟสเลื่อนไป 120 องศา

แรงดันไฟฟ้าเฟสเดียวมีลักษณะเป็นไซนัสอยด์หนึ่งตัวและแรงดันไฟฟ้าสามเฟสมีลักษณะเป็นไซนัสอยด์สามตัวซึ่งเลื่อนไป 120 องศาสัมพันธ์กัน เครือข่ายสามเฟสยังมีข้อได้เปรียบเหนือเครือข่ายเฟสเดียวอีกด้วย สิ่งเหล่านี้เป็นขนาดที่เล็กกว่าของหม้อแปลงไฟฟ้า มอเตอร์ไฟฟ้าก็มีโครงสร้างที่เล็กกว่าเช่นกัน

สามารถเปลี่ยนทิศทางการหมุนของโรเตอร์ของมอเตอร์ไฟฟ้าแบบอะซิงโครนัสได้ ในเครือข่ายสามเฟสคุณจะได้รับแรงดันไฟฟ้า 2 ระดับ - 380 V และ 220 V ซึ่งใช้ในการเปลี่ยนกำลังเครื่องยนต์และปรับอุณหภูมิขององค์ประกอบความร้อน การใช้แรงดันไฟฟ้าสามเฟสในการส่องสว่างสามารถกำจัดการกะพริบของหลอดฟลูออเรสเซนต์ซึ่งเชื่อมต่อกับเฟสต่างๆได้

กระแสตรงใช้ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และในเครื่องใช้ในครัวเรือนทั้งหมด เนื่องจากสามารถแปลงจากไฟฟ้ากระแสสลับได้อย่างง่ายดายโดยการแบ่งบนหม้อแปลงให้เป็นค่าที่ต้องการแล้วยืดให้ตรงอีก แหล่งที่มาของไฟฟ้ากระแสตรงคือ แบตเตอรี่ แบตเตอรี่ เครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสตรง แผงไฟ LED อย่างที่คุณเห็นความแตกต่างระหว่างกระแสสลับและกระแสตรงนั้นมีมาก ตอนนี้เราได้เรียนรู้แล้ว - เหตุใดเต้ารับของเราจึงไหลเป็นไฟฟ้ากระแสสลับไม่ใช่ไฟฟ้ากระแสตรง?

ทุกวันนี้ ถ้าคุณมองไปรอบๆ เกือบทุกอย่างที่คุณเห็นนั้นใช้พลังงานไฟฟ้าในรูปแบบใดรูปแบบหนึ่ง
กระแสสลับและกระแสตรงเป็นประจุสองรูปแบบหลักที่จ่ายพลังงานให้กับโลกไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์ของเรา

เอซีคืออะไร? เครื่องปรับอากาศสามารถกำหนดได้ว่าเป็นการไหลของประจุไฟฟ้าที่เปลี่ยนทิศทางเป็นระยะสม่ำเสมอ

ระยะเวลา/ช่วงปกติที่ AC เปลี่ยนทิศทางคือความถี่ (Hz) ยานพาหนะทางทะเล ยานอวกาศ และอุปกรณ์ทางทหารบางครั้งใช้ 400 Hz AC อย่างไรก็ตาม ความถี่ AC จะถูกตั้งค่าเป็น 50 หรือ 60 Hz โดยส่วนใหญ่ รวมถึงการใช้งานภายในอาคาร

ดีซีคืออะไร?(สัญลักษณ์บนเครื่องใช้ไฟฟ้า) ดี.ซีคือกระแส (การไหลของประจุไฟฟ้าหรืออิเล็กตรอน) ที่ไหลไปในทิศทางเดียวเท่านั้น ต่อมาไม่มีความถี่ที่เกี่ยวข้องกับกระแสตรง กระแสตรงหรือกระแสตรงมีความถี่เป็นศูนย์
แหล่งพลังงานไฟฟ้ากระแสสลับและกระแสตรง:

AS: โรงไฟฟ้าและเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับผลิตไฟฟ้ากระแสสลับ

กระแสตรง: เซลล์แสงอาทิตย์ เซลล์เชื้อเพลิง และเทอร์โมคัปเปิลเป็นแหล่งหลักสำหรับการผลิตกระแสตรง แต่แหล่งที่มาหลักของกระแสตรงคือการแปลงไฟฟ้ากระแสสลับ

การใช้กระแสไฟ AC และ DC:

เครื่องปรับอากาศใช้จ่ายไฟให้กับตู้เย็น เตาผิงในบ้าน พัดลม มอเตอร์ไฟฟ้า เครื่องปรับอากาศ โทรทัศน์ เครื่องเตรียมอาหาร เครื่องซักผ้า และอุปกรณ์อุตสาหกรรมเกือบทั้งหมด

DC ส่วนใหญ่จะใช้เพื่อจ่ายไฟให้กับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และอุปกรณ์ดิจิทัลอื่นๆ สมาร์ทโฟน แท็บเล็ต รถยนต์ไฟฟ้า ฯลฯ ทีวี LED และ LCD ยังทำงานบน DC ซึ่งแปลงจากไฟ AC ปกติ

ทำไม AC ถึงใช้ส่งไฟฟ้า? ราคาถูกกว่าและผลิตง่ายกว่า ไฟฟ้ากระแสสลับที่ไฟฟ้าแรงสูงสามารถขนส่งได้หลายร้อยกิโลเมตรโดยไม่สูญเสียพลังงานมากนัก โรงไฟฟ้าและหม้อแปลงไฟฟ้าจะลดแรงดันไฟฟ้าลงเหลือ (110 หรือ 230 โวลต์) เพื่อส่งไปยังบ้านของเรา

อันไหนอันตรายกว่ากัน? เอซีหรือดีซี?
เชื่อกันว่า DC มีอันตรายน้อยกว่า AC แต่ไม่มีข้อพิสูจน์ที่แน่ชัด มีความเข้าใจผิดว่าการสัมผัสไฟฟ้ากระแสสลับแรงสูงมีอันตรายมากกว่าการสัมผัสไฟฟ้ากระแสตรงแรงดันต่ำ จริงๆ แล้ว มันไม่ได้เกี่ยวกับแรงดันไฟฟ้า แต่เกี่ยวกับปริมาณกระแสที่ไหลผ่านร่างกายมนุษย์ กระแสตรงและกระแสสลับอาจถึงแก่ชีวิตได้ อย่าสอดนิ้วหรือวัตถุเข้าไปในเต้ารับหรืออุปกรณ์และอุปกรณ์ไฟฟ้าแรงสูง