В сети ток: В розетке постоянный ток или переменный, сколько вольт

Содержание

Какой ток в сети переменный или постоянный?

Переменный ток — это тот ток, который у нас в розетке. Он называется переменным, потому что направление движения электронов постоянно меняется. У переменного тока из розеток бывает разная частота и электрическое напряжение.

Какой ток используется в быту постоянный или переменный?

Большинство современных бытовых приборов имеют небольшой встроенный или внешний трансформатор, который преобразует переменный 220-вольтный ток из розетки в постоянный ток низкого напряжения. Мы живем в век электроники, а электронные устройства питаются именно таким током и вообще потребляют очень мало мощности.

Какой ток у нас в сети?

Переменный ток — это тот ток, который у нас в розетке. Он называется переменным, потому что направление движения электронов постоянно меняется. У переменного тока из розеток бывает разная частота и электрическое напряжение.

Где используется переменный ток?

Где используется переменный ток

  • Постоянный ток применяется в аккумуляторах. …
  • КПД коллекторных двигателей постоянного тока выше. …
  • При помощи постоянного тока действуют магниты. …
  • Постоянное напряжение применяется электроникой. …
  • Постоянное напряжение применяется кинескопами для создания потенциала, увеличения эмиссии катода.

Какой ток DC?

Постоянный ток (DC) все время движется в одном направлении, из-за чего его полярность всегда одинакова. Переменный ток (AC) половину времени движется в одном направлении и половину – в другом. Таким образом, при частоте 60 Герц полярность тока меняется 120 раз в секунду.

Какой ток чаще используется в быту?

Конечно же переменный. Этот вид электричества гораздо проще производить и передавать на большие расстояния, а потому выбор в пользу переменного тока очевиден.

Какой ток используется в бытовых приборах?

В Европейских странах, в том числе и в России, в бытовых электросетях используется однофазный переменный ток, имеющий частоту 50 Гц, то есть меняющий своё направление 100 раз в секунду.

Что такое источник постоянного тока?

Источником постоянного электрического тока можно назвать в определенном смысле электрический конденсатор. Конденсатор накапливает электрическую энергию в форме постоянного электрического поля между своими обкладками, а затем может отдавать эту энергию в форме постоянного тока или импульсного разряда.

Как узнать постоянка или переменка?

Сначала меряем в режиме переменного напряжения. Меняем щупы местами и меряем снова в том же режиме. Если показания будут одинаковы, значит переменка. Если в одном положении щупов будет около ноля, значит постоянка.

Как понять какой ток?

Силу тока можно определить и по другой формуле, которая в себе содержит напряжение и мощность. Она имеет вид: I=P/U (сила тока равна электрическая мощность деленная на напряжение). То есть, 1 ампер равен 1 ватт деленный на 1 вольт.

Система контроля сопротивлений изоляции в сети оперативного постоянного тока

ЭКРА-СКИ предназначена для автоматического измерения сопротивлений изоляции положительного и отрицательного полюса относительно «земли» сети постоянного тока, определения присоединений с поврежденной изоляцией без отключения потребителей от сети, а также для поиска фидера с поврежденной изоляцией относительно «земли» с помощью переносного устройства поиска фидеров с замыканием на землю в сети оперативного постоянного тока ЭКРА-ПКИ

Система ЭКРА-СКИ включает в себя следующие основные компоненты:

  • терминал системы ЭКРА-СКИ (далее – терминал ЭКРА-СКИ)
  • датчики дифференциальных токов типов: ДДТ-25, ДДТ-40, ДДТ-70, ДДТ-100, ДДТ-150 (далее – датчики ДДТ)

Терминал ЭКРА-СКИ

Контроль сопротивления изоляции полюсов сети осуществляется терминалом ЭКРА-СКИ посредством измерения напряжений на полюсах сети относительно земли, а также протекающего между клеммами «КЕ» и «РЕ» тока с помощью датчика полного тока, находящегося в терминале ЭКРА-СКИ

На панель управления терминала выводится информация о состоянии изоляции присоединений и сети оперативного тока, а также информация о неисправности системы ЭКРА-СКИ

Датчики ДДТ

С помощью датчиков дифференциальных токов ДДТ производится измерение дифференциальных токов присоединений. На основании данных дифференциальных токов и напряжений на полюсах осуществляется контроль изоляции отдельных присоединений

Датчики ДДТ связаны с контроллером терминала ЭКРА-СКИ интерфейсом RS485

На лицевой панели ДДТ имеются переключатель для присвоения датчику адреса от 1 до 255, светодиоды желтого и красного цвета для индикации об обмене данными между датчиком ДДТ и контроллером терминала ЭКРА-СКИ, неисправности датчика ДДТ, снижении сопротивления изоляции присоединения

Схема подключения терминала ЭКРА-СКИ и датчиков ДДТ

Система ЭКРА-СКИ может поставляться в составе шкафов и щитов постоянного тока напряжением 220 (110) В, а также как самостоятельное устройство

Так же возможна установка в:

  • шкафы оперативного постоянного тока (ШОТЭ)
  • шкафы распределения оперативного постоянного тока (ШРОТ)
  • шкафы питания цепей оперативной блокировки разъединителей (ШПОБР)
  • шкафы вспомогательного питания и сигнализации (ШВПС)
  • шкафы резервного питания (ШРП)

6 опасностей электричества

В современном мире невозможно представить нашу жизнь без электроэнергии. Большинство устройств и приборов, окружающих нас, в той или иной мере зависят в своей работе от наличия электропитания, а без освещения наших квартир и домов уже невозможно даже представить современную жизнь. Однако, как и любая энергия, помимо созидания, электричество несет и определенные опасности, о которых будет идти речь в этой статье.

 

Итак, таких опасностями являются: короткое замыкание (или просто КЗ, как его часто называют), перегрузка электрической сети, перенапряжение, повышение напряжения в сети выше нормального уровня, поражение человека электрическим током, пожар.

Расскажем о каждом явлении подробнее.

 

Короткое замыкание (КЗ) можно представить в виде ситуации, когда проводники провода или кабеля электрической сети замыкаются друг на друга. Такая авария сопровождается появлением токов, которые могут достигать сотен и даже тысяч ампер и является одним из самых разрушительных явлений. Основным последствием КЗ является нагрев всех элементов электрической сети, что может привести к выходу их из строя и даже разрушению, но все же главной опасностью является риск возникновения пожара. Именно поэтому в электрической сети важно иметь защитные устройства, которые не только вовремя обнаружат КЗ, но и гарантировано и максимально быстро отключат его до того, как последствия станут необратимыми.

 

Перегрузка электрической сети еще один из типов аварии в электрической сети, при котором ток в цепи превышает допустимый для элементов электрической сети. Это не менее опасное явление, т.к. не смотря на меньшие токи, является более длительным и может привести нагреву электрических конструкций и в конечном итоге, к пожару. К сожалению, перегрузка является одним из самых распространенных явлений и возникает она, как правило, по вине самих людей. Многим знакома ситуация, когда не хватает розеток в доме. Поступают в этом случае просто – применяют устройства типа удлинители с несколькими гнездами, но при этом не учитывается, что суммарный потребляемый ток на данном участке электрической цепи может превысить допустимый, скажем для розетки, к которой подключен удлинитель. Результат предсказуем – розетка начнет нагреваться и, если данный участок цепи не отключить, в итоге воспламениться, что может привести к пожару. Именно по этому, защита от перегрузки обязательно нужна в электрической сети.

 

В данный момент функции защиты от перегрузки и КЗ выполняют устройства, называемые автоматическими выключателями. Это компактные устройства, сочетающие защитные свойства с рядом дополнительных функций. Например, в автоматических выключателях серии Acti 9 от Schneider Electric, можно с помощью дополнительных контактов, контролировать состояние включено/выключено и своевременно обнаружить момент аварийного отключения. Это удобно, если речь идет о загородном доме. Хозяин бесспорно будет чувствовать себя гораздо спокойнее за сохранность своего имущества, имей он возможность удаленно контролировать ситуацию.

 

Однако, короткими замыканиями и перегрузками опасности электричества не ограничиваются. Еще более серьезной опасностью является поражение человека электрическим током. В этом случае речь идет уже о сохранении жизни и здоровья нашего и наших близких, особенно детей и вопрос этот требует самого пристального внимания.

 

Давайте разберемся, что может стать причиной поражения электрическим током. Возможны несколько вариантов: когда опасный потенциал попадает на корпус устройства в результате повреждения. Например, в изоляции провода внутри стиральной машины появилась трещина, и небольшой электрический ток «утекает» на металлический корпус, на котором из-за этого появляется опасное напряжение или когда человек по неосторожности касается частей под напряжением. Не стоит сбрасывать со счетов и тот случай, когда ребенок из любопытства засовывает в розетку посторонние предметы – такое тоже увы не редкость…

 

Что же происходит, когда человек попадает под действие электрического тока? Этот вопрос достаточно изучен и подробно изложен во многих источниках. Нужно сказать только одно – протекание тока через организм человека СМЕРТЕЛЬНО ОПАСНО и с большой долей вероятности может привести к летальному исходу. Поэтому, устройства, способные защитить от поражения электрическим током ОБЯЗАТЕЛЬНО должны быть установлены в каждом электрическом щите, особенно там, где присутствуют дети! И эти устройства называются Выключателями Дифференциального Тока (часто употребляемое название – устройство защитного отключения — УЗО).

 

Что же такое УЗО и как оно защищает нас? По сути это выключатель, который сравнивает ток на входе и на выходе одной электрической цепи. Если токи равны или разница минимальная, значит электрическая цепь и присоединенный к ней прибор исправны, если же разница превышает заданное значение, называемое уставкой срабатывания – УЗО отключается, обесточивая электрическую цепь. Величина уставки отключения для УЗО очень мала и составляет 10 или 30 мА (миллиАмпер и тысячных долей Ампера), данные токи являются безопасными для человека, и в сочетании с быстротой отключения УЗО обеспечивается гарантированная защита жизни и здоровья человека. Это объясняет требование обязательного применения УЗО для защиты розеток в т.ч. в жилых домах, электрических цепей во влажных помещениях (санузлы и ванные комнаты, сауны, бани и т.п.).

 

Но только защитой от поражения электрическим током роль УЗО не ограничивается, отдельно стоит отметить способность УЗО защищать от возникновения пожара. Дело в том, что появляющаяся «утечка» тока около 300 мА (миллиАмпер) способна вызвать нагрев и возгорание элементов строительных конструкций. В этом случае знакомый нам автоматический выключатель не отключится, т.к. ток все-таки мал, а вот УЗО как раз способно обнаружить и защитить от такой опасности. УЗО с уставкой срабатывания 100 и 300 мА (их называют иногда противопожарными) устанавливаются в начале электрической цепи и дополняют защиту от токов КЗ и перегрузки, а также защиту от поражения током. Такие устройства не используются для защиты от поражения током!

 

Итак, мы обеспечили защиту людей от опасностей, которые таит в себе электрическая энергия, но как быть с окружающей нас техникой? Ведь каждый владелец хотел бы, что бы любимый ноутбук или телевизор работали безотказно долгие годы. Давайте рассмотрим, какие же риски существуют для бытовой техники.

 

Одной из частых причин выхода бытовых электрических устройств из строя является повышение напряжения выше допустимых значений. Статистика неумолима – сообщения о сгоревших холодильниках, телевизорах и другой технике появляются периодически и причина, как правило, колебания напряжения. В чем же причина таких явлений? Для понимания причин повышения напряжения, стоит сказать несколько слов о том, какие же напряжения действуют в 3-х фазной электрической сети.

 

Итак, в 3-х фазной сети действуют 2 вида напряжения: линейное – напряжение между двумя фазами и фазное, это напряжение между фазой и рабочим нулевым проводником, (его еще часто называют «нулем» или «нейтралью»). Соответственно, линейное напряжение равно 380 В, фазное — 220 В. В бытовой электросети мы используем фазное напряжение, но при обрыве нулевого проводника (так называемом «обрыве нуля») это напряжение может достигать 1,73* фазного напряжения, или 380 В. Таким образом, подключенные к сети устройства в этом момент окажутся под напряжением, на которые не расчитаны и будут выведены из строя или, что еще хуже, загорятся и могут вызвать пожар.

 

Защитить оборудование в доме от подобной опасности может устройство, называемое реле напряжения. Это компактный защитный элемент сети, который устанавливается в электрическом щитке и контролирует напряжение в сети. Как только напряжение превышает заданный порог, устройство отключает участок сети, но само при этом остается включенным. После того, как напряжение вновь станет нормальным, реле напряжения снова включит питание. Таким образом реле напряжения позволяет защитить от повреждения подключенное оборудование.

 

Еще одним опасным для бытового оборудования фактором являются так называемые перенапряжения, причиной которых являются грозовые разряды и внутренние процессы электрических сетей. Обычно этот вид опасности незаслуженно забывают при установке защитного оборудования в электрическом щите, а между тем, перенапряжения, вызванные грозовыми разрядами часто являются причиной не только сбоев в работе электрического и, особенно, электронного оборудования, но и выводят это оборудование из строя, что требует от владельцев дорогостоящего ремонта. Какова же причина подобных явлений? Ответ лежит в школьном курсе физики. Представим здание, электроснабжение которого осуществляется по воздушной линии электропередач (ВЛ). Во время грозы разряд молнии распространяет вокруг себя электромагнитные колебания, которые наводят в проводниках ВЛ напряжение. Далее по проводам   наведенное напряжение попадает в сеть нашего дома и воздействует на подключенное к сети оборудование. Учитывая, что напряжение разряда молнии может достигать миллиона вольт, в сети наводится напряжение, порой достигающее нескольких тысяч вольт и имеющее длительность тысячные доли секунды. Конечно же, оборудование, особенно имеющее в своем составе электронные блоки, не в состоянии без последствий выдержать такие перенапряжения. В лучшем случае это вызовет сбой в работе, но чаще всего при таких воздействиях речь идет о выходе оборудования из строя. Однако и от таких опасностей можно защититься с помощью Устройств Защиты от импульсных перенапряжений (УЗИП) или как их еще называют ограничителей перенапряжений (ОПН). Установленные в электрическом щите, они способны ограничить импульс перенапряжения до безопасных значений, тем самым защитив оборудование, подключенное к сети. Современные УЗИП способны защитить электрическую сеть дома даже если разряд молнии ударит прямо в провод линии электропередач. Такие устройства есть в линейке УЗИП Acti 9, производимых Schneider Electric.

 

Итак, мы рассмотрели все виды опасностей, которые могут подстерегать нас при пользовании электрической энергией. Однако, если правильно выбрать и установить защитные устройства, то можно защитить наш дом и нас самих и сделать его безопасным и комфортным.


Какой ток в сети 220?

Чаще всего, современные домашние розетки 220В рассчитаны на максимальный ток 10 или 16 Ампер. Некоторые производители заявляют, что их розетки выдерживают и 25 Ампер, но таких моделей крайне мало. Старые, советские розетки, которые еще встречаются в наших квартирах, вообще рассчитаны всего на 6 Ампер.

Какой ток в сети 220 вольт переменный или постоянный?

Переменный ток — это тот ток, который у нас в розетке. Он называется переменным, потому что направление движения электронов постоянно меняется. У переменного тока из розеток бывает разная частота и электрическое напряжение.

Какая сила тока в сети 220?

Стандартные розетки рассчитаны на силу тока в 16 Ампер. Поскольку напряжение в сети составляет 220 Вольт, то максимальная мощность составляет 16 Ампер * 220 Вольт = 3 520 Ватт или 3,5 Киловатт.

Где используется постоянный и переменный ток?

Переменный и постоянный ток в электроустановках

Для трехфазной электрической сети характерен переменный ток. … Кроме того, постоянный ток используется для передачи по высоковольтным линиям больших мощностей электрической энергии.

Какой ток смертельный для человека?

фибрилляционным порогом называется сила переменного тока (50 Гц) около 100 мА и 300 мА постоянного тока, воздействие которого дольше 0,5 с с большой вероятностью вызывает фибрилляцию сердечных мышц. Этот порог одновременно считается условно смертельным для человека.

Какой в России ток?

Всем известно, что в США стандарт напряжения 100–127 В частотой 60 Гц, а в России — 220 В частотой 50 Гц.

Какой ток у аккумулятора в машине?

Аккумуляторные батареи для автомобилей имеют от 40 до 225 Ач. Но наиболее популярный диапазон, это 55 – 60 Ач. Проще говоря, на протяжении 60 минут, АКБ может отдавать силу тока в 55 Ампер, после чего полностью разрядится.

Сколько вольт и ампер убивает человека?

Бьют не вольты, бьют амперы. Если человека ударило током, то он может пострадать от большой силы тока и от малого напряжения. И если было большое напряжение и большое сопротивление, то сила тока будет маленькой, а значит и меньше последствий. … Итог: убивает сила тока, которая равна напряжение/сопротивление.

Сколько в 1 ампер вольт?

В то же время можно сказать, что Ватт – это неизменная мощность электрического тока. При напряжении в 1 Вольт ее сила составляет 1 Ампер.

Сколько ампер у электрошокера?

В зависимости от нагрузки, сила тока в бытовой сети колеблется в пределах 5-32 Ампер. Сила тока электрошокера — 5 МИЛЛИампер.

Где используется переменный ток?

Где используется переменный ток

  • Постоянный ток применяется в аккумуляторах. …
  • КПД коллекторных двигателей постоянного тока выше. …
  • При помощи постоянного тока действуют магниты. …
  • Постоянное напряжение применяется электроникой. …
  • Постоянное напряжение применяется кинескопами для создания потенциала, увеличения эмиссии катода.

Какой ток DC?

Постоянный ток (DC) все время движется в одном направлении, из-за чего его полярность всегда одинакова. Переменный ток (AC) половину времени движется в одном направлении и половину – в другом. Таким образом, при частоте 60 Герц полярность тока меняется 120 раз в секунду.

Почему переменный ток используется для электроснабжения сети

Автор admin На чтение 2 мин. Просмотров 36 Опубликовано

Практически все наши электрические приборы настроены на работу с электрической сетью переменного тока на 220 вольт, некоторые на 380 вольт тоже переменного тока, но есть и такие электроприборы, которые хоть и подключаются в сеть 220 с переменным током, но работают от постоянного (например компьютер). Так почему не провести в квартиру или дом сеть постоянного тока, тем более, что она безопаснее, чем переменный ток?

Переменный ток используется в сети, потому что большинство компонентов питания (электроприборы) настроены на питание от сети с переменным током. Двигатели переменного тока широко используются в кондиционерах, стиральных машинах, водяных насосах, соковыжималках, потолочных вентиляторах, комнатных холодильниках и так далее.
Но электронное оборудование, такое как мобильные телефоны, зарядные устройства для ноутбуков, использует питание постоянного тока. Современные инверторы и компрессоры также полагаются на постоянный ток. Однако их потребность в постоянном токе удовлетворяется при помощи блоков питания с преобразованием переменного тока в постоянный. Такие расходные материалы просты по конструкции и экономически доступны.
С другой стороны, преобразование постоянного тока в переменный не выгодно экономически. Используемые при изготовлении преобразователей из постоянного в переменный электрический ток электронные компоненты стоят дорого, проектирование и изготовление таких источников несколько сложнее.
Кроме того, подача электроэнергии от генерирующей станции к нашим домам требует ступенчатого напряжения в нескольких точках. Напряжение переменного тока может быть легко повышено или понижено с помощью трансформаторов.
Важно помнить: трансформатор не может работать с постоянным током, вместо этого нам требуются понижающие и повышающие преобразователи. Такие преобразователи практически не возможны для высоковольтных напряжений.
Все эти причины ограничивают нас в использовании переменного тока в нашей сети.
В чем отличие между переменным и постоянным током, читайте в статье.

Где лучше всего использовать постоянный ток дома?

В последнее время всё больше людей используют постоянный ток в ванной комнате и туалете, полностью отказавшись от проведения кабеля с переменным током в эти помещения. Это реализуется следующим образом, на наружной стенке перед ванной комнаты или возле электросчётчика, устанавливают преобразователь переменного тока в постоянный и провода уже в ванную и туалет заводят только с постоянным током. Соответственно все электрические приборы использующие переменный ток заменяют на приборы с постоянным током питания (светильники, фен, бритва и прочие), а стиральную машинку выносят на кухню, коридор или в любое другое место.

Частота тока в розетке — 50 герц. Почему?

Почему в розетке частота тока 50 герц? Понятно, что это вовсе не случайно, а закономерно. А, значит, тому должно быть какое-то объяснение. И оно действительно есть. Сразу нужно подчеркнуть, что это – стандарт для Европы, России, Украины и прочих стран (скажем, бывших республик СССР), который выглядит как 220-240 В/ 50 Гц.

Но в некоторых странах действует другой стандарт напряжения и частоты. Например, так называемый североамериканский стандарт предусматривает 110-120 В с частотой 60 Гц. Непосредственно в США – тоже 60 Гц. Но все приборы рассчитаны на обе частоты. И все потому, что в США в розетке может быть и 53 Гц, и 56,3 Гц, то есть любое значение между 50 и 60. И в Японии действуют оба стандарта.

Но все равно частота должна быть не меньше 50 Гц, иначе начнется мерцание лампочек. При более низкой частоте необходимы особенно большие, даже гигантские трансформаторы, с повышенной индуктивностью. Из-за ёмкости и индуктивности длинных проводов возрастают потери на протяженных линиях электропередач. Все это и объясняет необходимость в таком стандарте.

И все-таки, прежде всего, ответ на этот вопрос необходимо искать в истории развития электросистем. Ранее (как, впрочем, и сейчас во многих случаях) электрогенераторы приводили в движение дизели и паровые турбины. И здесь есть такой нюанс: эти агрегаты удобно было производить из расчета на частоту вращения в районе 3000 об/мин.

А частота на выходе генератора напрямую определяется частотой вращения его ротора, как и количеством полюсов. А 3000 об/мин – это как раз 50 об/сек, то есть те самые 50 Гц, о которых мы и говорим.

В настоящее время это, вообще-то, уже не так важно – 50 Гц, 500 КГц или 10 МГц… Современные устройства способны какой угодно ток превратить в какой угодно. Однако не надо забывать, что системы электроснабжения были преимущественно спроектированы и построены в начале прошлого века. И тогда преимущества, о которых мы говорили выше, играли огромную роль.

И все электрооборудования было «заточено» именно под такие параметры питания. Мощь современной электроники, а также огромного количества работающих машин была настолько значительна, что уже не было никакого резона перестраивать систему электроснабжения.

Согласитесь, что менять то, что и так хорошо функционирует, неоправданно. Особенно, если подходить к проблеме чисто экономически. Вот почему мы привычно пользуемся стандартом в 220 В и 50 Гц. Так исторически сложилось.

Урок 8. переменный электрический ток — Физика — 11 класс

Физика, 11 класс

Урок 8. Переменный электрический ток

Перечень вопросов, рассматриваемых на уроке:

1) Свойства переменного тока;

2) Понятия активного сопротивления, индуктивного и ёмкостного сопротивления;

3) Особенности переменного электрического тока на участке цепи с резистором;

4) Определение понятий: переменный электрический ток, активное сопротивление, индуктивное сопротивление, ёмкостное сопротивление.

Глоссарий по теме

Переменный электрический ток — это ток, периодически изменяющийся со временем.

Сопротивление элемента электрической цепи (резистора), в котором происходит превращение электрической энергии во внутреннюю называют активным сопротивлением.

Действующее значение силы переменного тока равно силе такого постоянного тока, при котором в проводнике выделяется то же количество теплоты, что и при переменном токе за то же время.

Величину ХC, обратную произведению ωC циклической частоты на электрическую ёмкость конденсатора, называют ёмкостным сопротивлением.

Величину ХL, равную произведению циклической частоты на индуктивность, называют индуктивным сопротивлением.

Основная и дополнительная литература по теме урока:

Мякишев Г.Я., Буховцев Б.Б., Чаругин В.М. Физика.11 класс. Учебник для общеобразовательных организаций М.: Просвещение, 2014. – С. 86 – 95.

Рымкевич А.П. Сборник задач по физике. 10-11 класс. — М.: Дрофа, 2014. – С. 128 – 132.

Степанова. Г.Н. Сборник задач по физике. 10-11 класс. М., Просвещение 1999 г.

Е.А. Марон, А.Е. Марон. Контрольные работы по физике. М., Просвещение, 2004

Основное содержание урока

Сейчас невозможно представить себе нашу цивилизацию без электричества. Телевизоры, холодильники, компьютеры – вся бытовая техника работает на нем. Основным источником энергии является переменный ток.

Электрический ток, питающий розетки в наших домах, является переменным А что это такое? Каковы его характеристики? Чем же переменный ток отличается от постоянного? Об этом мы поговорим на данном уроке.

В известном опыте Фарадея при движении полосового магнита относительно катушки появлялся ток, что фиксировалось стрелкой гальванометра, соединенного с катушкой. Если магнит привести колебательное движение относительно катушки, то стрелка гальванометра будет отклоняться то в одну сторону, то в другую – в зависимости от направления движения магнита. Это означает, что возникающий в катушке ток меняет свое направление. Такой ток называют переменным.

Электрический ток, периодически меняющийся со временем по модулю и направлению, называется переменным током.

Переменный электрический ток представляет собой электромагнитные вынужденные колебания. Переменный ток в отличие от постоянного имеет период, амплитуду и частоту.

Сила тока и напряжение меняются со временем по гармоническому закону, такой ток называется синусоидальным. В основном используется синусоидальный ток. Колебания тока можно наблюдать с помощью осциллографа.

Если напряжение на концах цепи будет меняться по гармоническому закону, то и напряженность внутри проводника будет так же меняться гармонически. Эти гармонические изменения напряженности поля, в свою очередь вызывают гармонические колебания упорядоченного движения свободных частиц и, следовательно, гармонические колебания силы тока. При изменении напряжения на концах цепи, в ней с очень большой скоростью распространяется электрическое поле. Сила переменного тока практически во всех сечениях проводника одинакова потому, что время распространения электромагнитного поля превышает период колебаний.

Рассмотрим процессы, происходящие в проводнике, включенном в цепь переменного тока. Сопротивление проводника, в котором происходит превращение электрической энергии во внутреннюю энергию, называют активным. При изменении напряжения на концах цепи по гармоническому закону, точно так же меняется напряженность электрического поля и в цепи появляется переменный ток.

При наличии такого сопротивления колебания силы тока и напряжения совпадают по фазе в любой момент времени.

𝒾 — мгновенное значение силы тока;

m— амплитудное значение силы тока.

– колебания напряжения на концах цепи.

Колебания ЭДС индукции определяются формулами:

При совпадении фазы колебаний силы тока и напряжения мгновенная мощность равна произведению мгновенных значений силы тока и напряжения. Среднее значение мощности равно половине произведения квадрата амплитуды силы тока и активного сопротивления.

Часто к параметрам и характеристикам переменного тока относят действующие значения. Напряжение, ток или ЭДС, которая действует в цепи в каждый момент времени — мгновенное значение (помечают строчными буквами — і, u, e). Однако оценивать переменный ток, совершенную им работу, создаваемое тепло сложно рассчитывать по мгновенному значению, так как оно постоянно меняется. Поэтому применяют действующее, которое характеризует силу постоянного тока, выделяющего за время прохождения по проводнику столько же тепла, сколько это делает переменный.

Действующее значение силы переменного тока равно силе такого постоянного тока, при котором в проводнике выделяется то же количество теплоты, что и при переменном токе за то же время.

Um — амплитудное значение напряжения.

Действующие значения силы тока и напряжения:

Электрическая аппаратура в цепях переменного тока показывает именно действующие значения измеряемых величин.

Конденсатор включенный в электрическую цепь оказывает сопротивление прохождению тока. Это сопротивление называют ёмкостным.

Величину ХC, обратную произведению циклической частоты на электрическую ёмкость конденсатора, называют ёмкостным сопротивлением.

Ёмкостное сопротивление не является постоянной величиной. Мы видим, что конденсатор оказывает бесконечно большое сопротивление постоянному току.

Если включить в электрическую цепь катушку индуктивности, то она будет влиять на прохождение тока в цепи, т.е. оказывать сопротивление току. Это можно объяснить явлением самоиндукции.

Величину ХL, равную произведению циклической частоты на индуктивность, называют индуктивным сопротивлением.

XL= ωL

Если частота равна нулю, то индуктивное сопротивление тоже равно нулю.

При увеличении напряжения в цепи переменного тока сила тока будет увеличиваться так же, как и при постоянном токе. В цепи переменного тока содержащем активное сопротивление, конденсатор и катушка индуктивности будет оказываться сопротивление току. Сопротивление оказывает и катушка индуктивности, и конденсатор, и резистор. При расчёте общего сопротивления всё это надо учитывать. Основываясь на этом закон Ома для переменного тока формулируется следующим образом: значение тока в цепи переменного тока прямо пропорционально напряжению в цепи и обратно пропорционально полному сопротивлению цепи.

Если цепь содержит активное сопротивление, катушку и конденсатор соединенные последовательно, то полное сопротивление равно

Закон Ома для электрической цепи переменного тока записывается имеет вид:

Преимущество применения переменного тока заключается в том, что он передаётся потребителю с меньшими потерями.

В электрической цепи постоянного тока зная напряжение на зажимах потребителя и протекающий ток можем легко определить потребляемую мощность, умножив величину тока на напряжение.   В цепи переменного тока мощность равна произведению напряжения на силу тока и на коэффициент мощности.

Мощность цепи переменного тока

P=IU cosφ

Величина cosφ – называется коэффициентом мощности

Коэффициент мощности показывает какая часть энергии преобразуется в другие виды. Коэффициент мощности находят с помощью фазометров. Уменьшение коэффициента мощности приводит к увеличению тепловых потерь. Для повышения коэффициента мощности электродвигателей параллельно им подключают конденсаторы. Конденсатор и катушка индуктивности в цепи переменного тока создают противоположные сдвиги фаз. При одновременном включении конденсатора и катушки индуктивности происходит взаимная компенсация сдвига фаз и повышение коэффициента мощности. Повышение коэффициента мощности является важной народнохозяйственной задачей.

Разбор типовых тренировочных заданий

1. Рамка вращается в однородном магнитном поле. ЭДС индукции, возникающая в рамке, изменяется по закону e=80 sin 25πt. Определите время одного оборота рамки.

Дано: e=80 sin 25πt.

Найти: T.

Решение:

Колебания ЭДС индукции в цепи переменного тока происходят по гармоническому закону

Согласно данным нашей задачи:

Время одного оборота, т.е. период связан с циклической частотой формулой:

Подставляем числовые данные:

Ответ: T = 0,08 c.

2. Чему равна амплитуда силы тока в цепи переменного тока частотой 50 Гц, содержащей последовательно соединенные активное сопротивление 1 кОм и конденсатор емкости С = 1 мкФ, если действующее значение напряжения сети, к которой подключен участок цепи, равно 220 В?

Дано:

ν=50 Гц,

R=1 кОм=1000 Ом,

C=1 мкФ=10-6 Ф,

U=220 В.

Найти: Im

Решение:

Напишем закон Ома для переменного тока:

I=U/Z

Для амплитудных значений силы тока и напряжения, мы можем записать Im=Um/Z?

Полное сопротивление цепи равно:

Подставляя числовые данные находим полное сопротивление Z≈3300 Ом. Так как действующее значение напряжения равно:

то после вычислений получаем Im ≈0,09 Ом.

Ответ: Im ≈0,09 Ом.

2. Установите соответствие между физической величиной и прибором для измерения.

 Физические величины

    Физические приборы

Сила тока

Омметр

Напряжение

Вольтметр

Сопротивление

Амперметр

Мощность

Ваттметр

Правильный ответ:

 Физические величины

    Физические приборы

Сила тока

Амперметр

Напряжение

Вольтметр

Сопротивление

Омметр

Мощность

Ваттметр

Текущий метод ответвления | Анализ сети постоянного тока

Первый и наиболее простой метод сетевого анализа называется Метод ветвления тока . В этом методе мы предполагаем направления токов в сети, а затем пишем уравнения, описывающие их отношения друг к другу с помощью законов Кирхгофа и Ома. Если у нас есть одно уравнение для каждого неизвестного тока, мы можем решить одновременные уравнения и определить все токи и, следовательно, все падения напряжения в сети.

Решение с использованием метода ветвления тока

Давайте используем эту схему для иллюстрации метода:

Выбор узла

Первый шаг — выбрать узел (соединение проводов) в цепи, чтобы использовать его в качестве точки отсчета для наших неизвестных токов. Я выберу узел, соединяющий правую часть R 1 , верхнюю часть R 2 и левую часть R 3 .

В этом узле угадайте, в каком направлении текут три провода, обозначив три тока как I 1 , I 2 и I 3 соответственно.Имейте в виду, что эти направления тока являются спекулятивными на данный момент. К счастью, если выяснится, что какое-либо из наших предположений было неверным, мы узнаем об этом, когда будем математически решать токи (любые «неправильные» направления тока будут отображаться в нашем решении как отрицательные числа).

Применение действующего закона Кирхгофа (KCL)

Закон Кирхгофа о токах (KCL) говорит нам, что алгебраическая сумма токов, входящих в узел и выходящих из него, должна равняться нулю, поэтому мы можем связать эти три тока (I 1 , I 2 и I 3 ) с каждым другое в одном уравнении.Ради условности я буду обозначать любой текущий , входящий в узел , как положительный по знаку, а любой текущий , выходящий из узла, как отрицательный по знаку:

.

Этикетка Все падение напряжения

Следующим шагом является маркировка всех полярностей падения напряжения на резисторах в соответствии с предполагаемыми направлениями токов. Полярность положительная, когда ток входит в резистор, и отрицательная, когда он выходит из резистора:

Полярность батарей, конечно же, остается такой же, как и в соответствии с их символикой (короткий конец отрицательный, длинный конец положительный).Это нормально, если полярность падения напряжения на резисторе не совпадает с полярностью ближайшей батареи, при условии, что полярность напряжения на резисторе правильно основана на предполагаемом направлении тока через него. В некоторых случаях мы можем обнаружить, что ток будет принудительно обратно через батарею, вызывая тот самый эффект. Здесь важно помнить, что все полярности резисторов и последующие расчеты следует основывать на первоначально предполагаемых направлениях тока (токов). Как указывалось ранее, если ваше предположение окажется неверным, это станет очевидным, как только уравнения будут решены (посредством отрицательного решения).Однако величина решения все равно будет правильной.

Применение закона напряжения Кирхгофа (KVL)

Закон Кирхгофа о напряжении (KVL) говорит нам, что алгебраическая сумма всех напряжений в контуре должна равняться нулю, поэтому мы можем составить больше уравнений с током (I 1 , I 2 и I 3 ) для наши одновременные уравнения. Чтобы получить уравнение КВЛ, мы должны подсчитать падения напряжения в петле цепи, как если бы мы измеряли настоящим вольтметром.Сначала я выберу трассировку левой петли этой схемы, начиная с левого верхнего угла и двигаясь против часовой стрелки (выбор начальных точек и направлений произвольный). Результат будет выглядеть так:

Завершив нашу трассировку левого шлейфа, мы складываем эти показания напряжения вместе, чтобы получить сумму, равную нулю:

Конечно, мы еще не знаем, каково напряжение на R 1 или R 2 , поэтому мы не можем сейчас вставить эти значения в уравнение в виде числовых значений.Однако мы делаем знаем, что все три напряжения должны алгебраически складываться с нулем, поэтому уравнение верно. Мы можем пойти еще дальше и выразить неизвестные напряжения как произведение соответствующих неизвестных токов (I 1 и I 2 ) и соответствующих им сопротивлений, следуя закону Ома (E=IR), а также исключить 0 условия:

Поскольку мы знаем номиналы всех резисторов в омах, мы можем просто подставить эти цифры в уравнение, чтобы немного упростить задачу:

Вам может быть интересно, почему мы пошли на все трудности, манипулируя этим уравнением из его первоначальной формы (-28 + E R2 + E R1 ).В конце концов, последние два члена до сих пор неизвестны, так какой смысл выражать их через неизвестные напряжения или через неизвестные токи (умноженные на сопротивления)? Цель этого состоит в том, чтобы получить уравнение KVL, выраженное с использованием тех же неизвестных переменных , что и уравнение KCL, поскольку это является необходимым требованием для любого метода совместного решения уравнения. Чтобы решить для трех неизвестных токов (I 1 , I 2 и I 3 ), мы должны иметь три уравнения, связывающие эти три тока (не напряжения !) вместе.

Применяя те же действия к правому контуру схемы (начиная с выбранного узла и двигаясь против часовой стрелки), мы получаем другое уравнение КВЛ:

Зная теперь, что напряжение на каждом резисторе может быть, а должно быть равно , выраженному как произведение соответствующего тока и (известного) сопротивления каждого резистора, мы можем переписать уравнение следующим образом:

Решение неизвестного

Теперь у нас есть математическая система из трех уравнений (одно уравнение ККЛ и два уравнения КВЛ) и трех неизвестных:

Для некоторых методов решения (особенно для любого метода, использующего калькулятор) полезно выражать каждый неизвестный член в каждом уравнении с любым постоянным значением справа от знака равенства и с любыми «единичными» членами, выраженными явным образом. коэффициент 1.Переписав уравнения снова, мы имеем:

Используя любые доступные нам методы решения, мы должны прийти к решению для трех неизвестных текущих значений:

Итак, I 1 — это 5 ампер, I 2 — 4 ампера, а I 3 — минус 1 ампер. Но что означает «отрицательный» ток? В данном случае это означает, что наше предполагаемое направление для I 3 было противоположно его реальному направлению .Возвращаясь к нашей исходной схеме, мы можем перерисовать стрелку тока для I 3 (и перерисовать полярность падения напряжения R 3 , чтобы она соответствовала):

Перерисовать схему

Обратите внимание, как ток проталкивается назад через батарею 2 (электроны текут «вверх») из-за более высокого напряжения батареи 1 (чей ток направлен «вниз», как обычно)! Несмотря на то, что полярность батареи B2 пытается протолкнуть электроны вниз в этой ветви цепи, электроны вынуждены проходить через нее обратно из-за более высокого напряжения батареи B1.Означает ли это, что более сильная батарея всегда будет «выигрывать», а более слабая батарея всегда будет пропускать через себя ток в обратном направлении? Нет! На самом деле это зависит как от относительного напряжения батарей , так и от значений резистора в цепи. Единственный верный способ определить, что происходит, — это потратить время на математический анализ сети.

Расчет падения напряжения на всех резисторах

Теперь, когда мы знаем величину всех токов в этой цепи, мы можем рассчитать падение напряжения на всех резисторах по закону Ома (E=IR):

Анализ сети с помощью SPICE

Давайте теперь проанализируем эту сеть, используя SPICE, чтобы проверить наши значения напряжения.Мы могли бы также анализировать ток с помощью SPICE, но так как это требует добавления в цепь дополнительных компонентов, и поскольку мы знаем, что если все напряжения одинаковы и все сопротивления одинаковы, то токи должны быть равными то же самое, я выберу менее сложный анализ. Вот перерисовка нашей схемы с номерами узлов для SPICE:

пример сетевого анализа
 v1 1 0
 v2 3 0 dc 7
 р1 1 2 4
 г2 2 0 2
 г3 2 3 1
 .постоянный ток v1 28 28 1
 .print DC v (1,2) v (2,0) v (2,3)
 .конец
 v1 v(1,2) v(2) v(2,3)
 2.800E+01 2.000E+01 8.000E+00 1.000E+00
 

Действительно, все значения напряжения оказываются одинаковыми: 20 вольт на R 1 (узлы 1 и 2), 8 вольт на R 2 (узлы 2 и 0) и 1 вольт на R 3 (узлы 2 и 3). Обратите внимание на знаки всех этих цифр напряжения: все они положительные! SPICE основывает свои полярности на порядке, в котором перечислены узлы, первый узел является положительным, а второй — отрицательным.Например, положительная цифра (+) 20 вольт между узлами 1 и 2 означает, что узел 1 положителен по отношению к узлу 2. Если бы цифра оказалась отрицательной при анализе SPICE, мы бы знали, что наша фактическая полярность была «назад» (узел 1 отрицателен по отношению к узлу 2). Проверяя порядок узлов в списке SPICE, мы видим, что все полярности соответствуют тому, что мы определили с помощью метода анализа Branch Current.

ОБЗОР:

  • Шаги для метода анализа «Ток ответвления»:
    • Выберите узел и предположите направления токов.
    • Напишите уравнение KCL, связывающее токи в узле.
    • Маркировка полярности падения напряжения на резисторе на основе предполагаемых токов.
    • Напишите уравнения KVL для каждого контура цепи, подставив произведение IR вместо E в каждом сопротивлении резисторов уравнений.
    • Решение для неизвестных токов ветвей (одновременные уравнения).
    • Если какое-либо решение отрицательное, то предполагаемое направление тока для этого решения неверно!
    • Определите падение напряжения на всех резисторах (E=IR).

СВЯЗАННЫЙ РАБОЧИЙ ЛИСТ:

Резисторная сеть с источником напряжения и источником тока

Резисторная сеть с источником напряжения и источником тока
Сеть обмена стеками

Сеть Stack Exchange состоит из 179 сообществ вопросов и ответов, включая Stack Overflow, крупнейшее и пользующееся наибольшим доверием онлайн-сообщество, где разработчики могут учиться, делиться своими знаниями и строить свою карьеру.

Посетите биржу стека
  1. 0
  2. +0
  3. Авторизоваться Зарегистрироваться

Электротехника Stack Exchange — это сайт вопросов и ответов для специалистов в области электроники и электротехники, студентов и энтузиастов.Регистрация занимает всего минуту.

Зарегистрируйтесь, чтобы присоединиться к этому сообществу

Любой может задать вопрос

Любой может ответить

Лучшие ответы голосуются и поднимаются на вершину

спросил

Просмотрено 916 раз

\$\начало группы\$

Могу ли я получить помощь в решении этой схемы, пожалуйста? Мне нужно рассчитать выходное напряжение Vout, но я не уверен, что делать, когда у меня есть источник тока, параллельный R2.

Что я пытался сделать, так это представить Vs как короткое замыкание и разделить параллельный резистор R2 на R1+R2 и умножить на ток I1 источника тока.

спросил 5 июн. 2017 в 13:53

супер95супер95

9122 серебряных знака99 бронзовых знаков

\$\конечная группа\$ 1 \$\начало группы\$

R3 параллелен Vs, поэтому он не играет никакой роли в решении проблемы.Далее конвертируем Vs и R1 в источник тока: —

Итак, теперь у вас есть два источника тока, включенных параллельно, и общий ток представляет собой числовую сумму отдельных источников тока. У вас также есть R1 и R2, оба параллельно с комбинированным источником тока (легкая жизнь). Итак, какое напряжение выдает комбинированный источник тока на R1||R2?

Это будет Вут.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.