Отличие переменного тока от постоянного: преобразование, разница, принцип действия
Детей учат, что пальцы в розетку совать нельзя! А почему? Потому что будет плохо. С более подробным объяснением часто бывают проблемы: какое-то там напряжение, ток, что-то куда-то течет. Чтобы вы в будущем могли сами объяснить своим детям, что к чему, мы сейчас объясним вам. Эта статья про переменный и постоянный токи, их отличия, применение и историю электричества вообще. Науку нужно делать интересной, и мы скромно пытаемся этим заниматься по мере сил.
Например: какой ток у нас в розетках? Переменный, конечно! Напряжением 220 Вольт и частотой 50 Герц. А сеть, по которой передается ток — трехфазная. Кстати, если при словах «фаза» и «ноль» вы впадаете в ступор, почитайте что это такое, и день будет прожит вдвойне не зря! Но не будем забегать вперед. Обо всем по порядку.
Ежедневная рассылка с полезной информацией для студентов всех направлений – на нашем телеграм-канале.
Краткая история электричества
Кто изобрел электричество? А никто! Люди постепенно понимали, что это такое и как им пользоваться.
Все началось в 7 веке до нашей эры, в один солнечный (а может и дождливый, кто знает) день. Тогда греческий философ Фалес заметил, что, если потереть янтарь о шерсть, он будет притягивать легкие предметы.
Потом были Александр Македонский, войны, христианство, падение Римской империи, войны, падение Византии, войны, средневековье, крестовые походы, эпидемии, инквизиция и снова войны. Как вы поняли, людям было не до какого-то там электричества и натертых шерстью эбонитовых палочек.
В каком году изобрели слово «электричество»? 1600 году английский естествоиспытатель Уильям Гилберт решил написать труд «О магните, магнитных телах и о большом магните — Земле». Именно тогда и появился термин «электричество».
Через сто пятьдесят лет, в 1747 году Бенджамин Франклин, которого мы все очень любим, создал первую теорию электричества. Он рассматривал это явление как флюид или нематериальную жидкость.
Именно Франклин ввел понятие положительного и отрицательного зарядов (до этого разделяли стеклянное и смоляное электричество), изобрел молниеотвод и доказал, что молния имеет электрическую природу.
Дальше пойдет перечисление важных для истории электричества открытий.
1785 год – Кулон выясняет, с какой силой противоположные заряды притягиваются, а одноименные отталкиваются.
1791 год – Луиджи Гальвани случайно заметил, что лапки мертвой лягушки сокращаются под действием электричества.
Принцип работы батарейки основан на гальванических элементах. Но кто создал первый гальванический элемент? Основываясь на открытии Гальвани, другой итальянский физик Алессандро Вольта в 1800 году создает столб Вольта – прототип современной батарейки.
На раскопках рядом с Багдадом нашли батарейку возрастом больше двух тысяч лет. Какой древний айфон с ее помощью подзаряжали — остается загадкой. Зато известно точно, что батарейка уже «села».
Этот случай как бы говорит: может быть, люди знали об электричестве намного раньше, но потом что-то пошло не так.Уже в 19 веке Эрстед, Ампер, Ом, Томсон и Максвелл совершили настоящую революцию. Был открыт электромагнетизм, ЭДС индукции, электрические и магнитные явления связали в единую систему и описали фундаментальными уравнениями.
Кстати! Если у вас нет времени, чтобы самостоятельно разбираться со всем этим, для наших читателей сейчас действует скидка 10% на любой вид работы
20 век принес квантовую электродинамику и теорию слабых взаимодействий, а также электромобили и повсеместные линии электропередач. Кстати, знаменитый электромобиль Тесла работает на постоянном токе.
Конечно, это очень краткая история электричества, и мы не упомянули очень много имен, которые повлияли на прогресс в этой области. Иначе пришлось бы написать целый многотомный справочник.
Постоянный ток
Сначала напомним, что ток – это движение заряженных частиц.
Постоянный ток – это ток, который течет в одном направлении.
Типичный источник постоянного тока – гальванический элемент. Проще говоря, батарейка или аккумулятор. Один из древнейших артефактов, связанных с электричеством – багдадская батарейка, которой 2000 лет. Предполагают, что она давала ток напряжением 2-4 Вольта.
Где используется постоянный ток:
- в питании большинства бытовых приборов;
- в батарейках и аккумуляторах для автономного питания приборов;
- для питания электроники автомобилей;
- на кораблях и подводных лодках;
- в общественном транспорте (троллейбусах, трамваях).
Проще всего представить постоянный ток наглядно, на графике. Вот как он выглядит:
Постоянный токБытовые приборы работают на постоянном токе, но в розетки сети в квартире приходит переменный ток. Практически везде постоянный ток получается путем выпрямления переменного.
Переменный ток
Переменный ток – это ток, который меняет величину и направление.
Причем меняет в равные промежутки времени.
Причем меняет в равные промежутки времени.Переменный ток используется в промышленности и электроснабжении. Именно его получают на станциях и отправляют к потребителям. Уже на месте преобразование переменного электрического тока в постоянный происходит с помощью инверторов.
Переменный ток — alternating current (AC). Постоянный ток — direct current (DC). Аббревиатуру AC/DC можно увидеть на трансформаторных будках, где происходит преобразование. А еще это название одной отличной австралийской рок-группы.А вот и наглядное изображение переменного тока.
Переменный токПеременный ток течет в цепи в двух направлениях: туда и обратно. Одно из них считается положительным, а второе — отрицательным.
Так как величина тока меняется не только по направлению, но и по величине, не думайте, что в вашей розетке постоянно 220 Вольт. 220 — это действующее значение напряжения, которое бывает 50 раз в секунду. Кстати, в Америке используется другой стандарт переменного тока в сети: 110 Вольт и 60 Герц.
Война токов
Активное использование постоянного тока началось в конце 19 века. Тогда Эдисон довел до ума лампочку (1890) и основал первые в Нью-Йорке электростанции, которые производили постоянный ток напряжением 110 Вольт.
Использование постоянного тока было связано с существенными потерями при его передаче на большие расстояния. Переменный ток нельзя было использовать из-за того, что не было соответствующих счетчиков и моторов, работавших на переменном токе. Так же был затруднен процесс преобразования постоянного тока в переменный. При этом переменный ток можно было без потерь передавать на большие расстояния.
В то время в Америку из Сербии приехал Никола Тесла, который устроился на работу в компанию к Эдисону. Тесла изобрел электродвигатель переменного тока, понял все выгоды и предложил Эдисону его использование.
Тесла и ЭдисонЭдисон не послушал Теслу и к тому же не выплатил ему зарплату. Так и началось знаменитое противостояние изобретателей — война токов.
Она длилась более ста лет и закончилась в 2007 году. Тогда Нью-Йорк полностью перешел на электроснабжение переменным током.
Почему переменный ток опаснее постоянного
В войне токов, чтобы не потерпеть убытки и финансовый крах от внедрения и использования идей Теслы, Эдисон публично демонстрировал, как переменный ток убивает животных. Случай, когда какой-то американский гражданин погиб от удара переменным током, был очень подробно и широко освещен в прессе.
Для человека переменный ток в общем случае действительно опаснее постоянного. Хотя всегда нужно учитывать величину тока, его частоту, напряжение, сопротивление человека, которого бьет током. Рассмотрим эти нюансы:
- Переменный ток частотой 50 Герц в три-четыре раза опаснее для жизни, чем постоянный ток. Если частота тока более 1000 Герц, то он считается менее опасным.
- При напряжениях около 400-600 Вольт переменный и постоянный токи считаются одинаково опасными. При напряжении более 600 Вольт более опасен постоянный ток.
- Переменный ток в силу своей природы и частоты сильнее возбуждает нервы, стимулируя мышцы и сердце. Именно поэтому он несет большую опасность для жизни.
С каким бы током вы не работали, соблюдайте осторожность и будьте бдительны! Берегите себя и свои нервы, а также помните: сделать это эффективно поможет профессиональный студенческий сервис с лучшими экспертами.
«Чем переменный ток отличается от постоянного?» — Яндекс Кью
ПопулярноеСообществаФизика
Анонимный вопрос ·128,0 KОтветитьУточнитьAsutpp1,3 K⚡Информационный сайт «ASUTPP». Статьи и рекомендации по ремонту электрооборудования… · 15 дек 2019 · asutpp.ru
ОтвечаетЮрий МакаровПеременный ток представляет собой движение заряженных частиц, которое обуславливается приложенным к проводнику переменным электромагнитным полем или электродвижущей силой. Которое постоянно воздействует на носители зарядов в проводящей среде (ионы или электроны, в зависимости от типа материала) и создает колебательные движения с определенной частотой.
В бытовой сети, к примеру, частота изменения направления движения заряженных частиц составляет 50Гц.
Постоянный ток, в сравнении с переменным, имеет постоянную по величине электромагнитную силу, воздействующую на проводник. Поэтому все носители заряда в проводнике движутся в одном направлении – от точки с большим потенциалом, к точке с меньшим. Величина постоянного тока, при сравнении его с переменным, никак не изменяется.
Это отличие продемонстрировано на рисунке ниже:
Как видите, для постоянного тока, в какую бы единицу времени вы не сравнили величину тока, она всегда будет одинаковой. Для переменного тока, амплитуда с течением времени постоянно изменяется.
Помимо этого, переменный ток имеет отличное воздействие на электрические приборы и элементы цепи, к примеру, на те же катушки индуктивности, конденсаторы и полупроводниковые элементы. Для каждого рода тока разрабатываются свои типы электрических машин, так как переменный ток не сможет вращать двигатель постоянного тока, а постоянный переменного, или трансформатор не сможет преобразовать величину постоянного напряжения.
P.S. Для дополнительного чтения рекомендую статью на своем сайте — https://www.asutpp.ru/chem-otlichaetsya-peremennyj-tok-ot-postoyannogo.html
Больше полезной информации по электрике вы можете найти на нашем сайте:Перейти на asutpp.ru52,1 KEd Pro
16 января 2020никакие частицы не проходят через физические тела не повреждая их ))) и электрический ток не является частицами а… Читать дальше
Комментировать ответ…Комментировать…Александр АлешинФинансы
659Банки, инвестиции, страхование, негосударственное пенсионное страхование, экономика · 14 авг 2018
Самый простой пример: в РЖД есть электрификация двух типов переменного тока и постоянного (для электричек, электровозов). Переменный ток течёт по проводам то в одном, то в другом направлении и имеет на разных участках контактной сети разное напряжение (в любом доме ток переменный), в связи с чем имеет наименьшую эффективность перед постоянным током. Постоянный ток течёт… Читать далее
Татьяна З.
и имеет на разных участках контактной сети разное напряжение ( АГА 50 раз в секкунду
Комментировать ответ…Комментировать…sdgfsdgs3,4 KВеселый и отличный парень. Получил большой урок от жизни. · 13 авг 2018
Что такое переменный ток и чем он отличается от тока постоянного Переменный ток, в отличие от тока постоянного, непрерывно изменяется как по величине, так и по направлению, причем изменения эти происходят периодически, т. е. точно повторяются через равные промежутки времени.
16,4 KСергей
23 января 2020Эдисон и Тесла Вам подскажут
Комментировать ответ…Комментировать…Артем Калинин
8 окт 2022
Постоянный электрический ток всегда стабилен (постоянен — из его же названия) по величине и направлению, а переменный с течением времени меняет свое направление и величину по определенному закону с заданной частотой. Например, в электродвигателе переменного тока магнитные полюса устройства постоянно вращаются в обмотках электромотора и направление тока в роторе.
Владимир Яшагин
10 октября 2022Автор не указал главные отличия токов. Основное и главное отличие переменного тока от постоянного -это способность… Читать дальше
Комментировать ответ…Комментировать…ПервыйАшот Аверьян1920 янв 2020
Постоянный кислый на вкус, а переменный горьковат, после пробы першит горло. Пробывать не советую, врачи в поликлинике неодобрили.Всем бобра.не повторять!!!Н
14,3 KКомментировать ответ…Комментировать…ПервыйIvan N.13 окт 2019
переменный ток, это пульсирующий постоянный, по большому счёту, разница в количестве проводов и удобстве для энергетиков. Также важно при генерации электричества, и прочего
Сергей
23 января 2020Всё зависит от расстояния. Постоянный ток на очень малое расстояние. Переменный на бесконечность
Комментировать ответ…Комментировать…ПервыйЕвгений Аркадьевич364 авг 2019
Коэффициент полезного действия у постоянного тока выше чем у переменного.
По одному проводнику всегда идёт минус, по второму всегда идёт плюс, в переменном токе в одном проводе идёт то плюс то минус с частой смены потенциалов 50 раз в секунду.
Мурка
20 августа 2019Доступно для гуманитарихи объяснила. Муж не смог))))))
Комментировать ответ…Комментировать…Сергей625Видеоблогер, электронщик, мастер по ремонту бытовой техники и ПК. · 13 авг 2018 ·Stream6880Переме́нный ток — электрический ток, который с течением времени изменяется по величине и направлению.
Вы знаете ответ на этот вопрос?
Поделитесь своим опытом и знаниями
Войти и ответить на вопрос1 ответ скрыт(Почему?)
В чем разница между питанием переменного и постоянного тока?
- Новостная рассылка
- Белая бумага
- Вебинары
Откройте для себя PCIM Europe
- Продукты и приложения
- Новости отрасли
- Исследования и разработки
- Инструменты и программное обеспечение
- Эксперты
- Услуги
Обновлено 21.04.2023 От Люк Джеймс
Связанные поставщики
EA Elektro-Automatik GmbH & Co. KG Корпорация Роджерс Программируемая мощность AMETEKЭлектричество бывает двух видов — переменного тока (AC) и постоянного тока (DC). Оба необходимы для обеспечения функционирования нашей электроники, но знаете ли вы разницу между ними и к чему они относятся?
И переменный ток, и постоянный ток описывают типы тока, протекающего в цепи. В постоянном токе (DC) электрический заряд (ток) течет только в одном направлении. С другой стороны, электрический заряд в переменном токе (AC) периодически меняет направление.(Источник: Unsplash)
Что такое мощность переменного тока?
Электроэнергия переменного тока (AC) представляет собой стандартное электричество, которое выходит из электрических розеток и определяется как поток заряда, который демонстрирует периодическое изменение направления.
Поток переменного тока меняется между положительным и отрицательным из-за электронов — электрические токи исходят из потока этих электронов, которые могут двигаться либо в положительном (вверх), либо в отрицательном (вниз) направлении. Это известно как синусоидальная волна переменного тока, и эта волна возникает, когда генераторы переменного тока на электростанциях создают мощность переменного тока.
Генераторы переменного тока создают переменный ток, вращая проволочную петлю внутри магнитного поля. Волны переменного тока возникают, когда провод перемещается в области с различной магнитной полярностью, например, ток меняет направление, когда провод вращается от одного полюса магнитного поля к другому. Это волнообразное движение означает, что мощность переменного тока может передаваться дальше, чем мощность постоянного тока, что является огромным преимуществом, когда речь идет о подаче электроэнергии потребителям через розетки.
Что такое мощность постоянного тока?
Мощность постоянного тока (DC), как вы можете догадаться из названия, представляет собой линейный электрический ток — он движется по прямой линии.
Постоянный ток может поступать из нескольких источников, включая батареи, солнечные элементы, топливные элементы и некоторые модифицированные генераторы переменного тока. Мощность постоянного тока также можно «сделать» из мощности переменного тока с помощью выпрямителя, который преобразует переменный ток в постоянный.
Питание постоянного тока гораздо более стабильно с точки зрения подачи напряжения, а это означает, что большая часть электроники зависит от него и использует источники питания постоянного тока, такие как батареи. Электронные устройства также могут преобразовывать мощность переменного тока из розеток в мощность постоянного тока с помощью выпрямителя, часто встроенного в блок питания устройства. Трансформатор также будет использоваться для повышения или понижения напряжения до уровня, соответствующего рассматриваемому устройству.
Однако не все электрические устройства используют питание постоянного тока. Многие устройства, особенно бытовая техника, такие как лампы, стиральные машины и холодильники, используют переменный ток, который подается непосредственно из электросети через электрические розетки.
На этом рисунке показана разница между питанием переменного и постоянного тока. Слева показан постоянный ток с постоянным напряжением; правая сторона демонстрирует переменный ток, где периодически меняется напряжение.
(Источник: петрроудный — stock.adobe.com)
Зачем нужны два разных типа мощности?
Хотя многие из современных электронных и электрических устройств предпочитают питание постоянного тока из-за его плавного потока и равномерного напряжения, мы не могли бы обойтись без переменного тока. Оба типа власти необходимы; одно не «лучше» другого.
Фактически, на рынке электроэнергии доминирует переменный ток; все электрические розетки подают в здания электроэнергию в виде переменного тока, даже если ток необходимо немедленно преобразовать в постоянный ток. Это связано с тем, что постоянный ток не может преодолевать такие же большие расстояния от электростанций до зданий, как переменный ток. Кроме того, намного проще генерировать переменный ток, чем постоянный, из-за того, как вращаются генераторы, и система в целом дешевле в эксплуатации — с переменным током электричество можно легко транспортировать по национальным сетям через мили и мили по проводам и опорам.
Постоянный ток в первую очередь вступает в игру, когда устройству необходимо хранить энергию в батареях для будущего использования. Смартфоны, ноутбуки, портативные генераторы, фонари, наружные системы видеонаблюдения… все, что работает от аккумуляторов, зависит от постоянного тока. Когда батареи заряжаются от сети, переменный ток преобразуется в постоянный с помощью выпрямителя и накапливается в батарее.
Однако это не единственный метод зарядки. Например, если вы когда-либо заряжали свой телефон с помощью блока питания, вы используете блок питания постоянного тока, а не переменного тока. В таких ситуациях источникам питания постоянного тока может потребоваться изменить напряжение на выходе (в данном случае на блоке питания) для использования устройством (в данном случае телефоном).
(ID:46408650)
Подпишитесь на рассылку новостей сейчас
Не пропустите наш лучший контент
Деловой адрес электронной почты
Нажимая «Подписаться на рассылку новостей», я даю согласие на обработку и использование моих данных в соответствии с формой согласия (пожалуйста, разверните для подробностей) и принимаю Условия использования.
Для получения дополнительной информации ознакомьтесь с нашей Политикой конфиденциальности.
Развернуть для получения подробной информации о вашем согласии
AC и DC Power: чем они отличаются?
В 1880-х годах происходила историческая битва между постоянным током (DC) Эдисона и переменным током (AC) Теслы. Это событие переменного и постоянного тока решило, какой тип тока будет использоваться для питания мира. В конечном итоге AC Теслы одержал победу, несмотря на жестокие уловки Эдисона, направленные на дискредитацию AC.
До того, как событие произошло, DC был единственным текущим человеком, который мог генерировать в то время. Он был простым, достаточно мощным и был отраслевым стандартом. Так зачем заменять его на AC? Зачем нужно развивать новое течение? И чем одно отличается от другого?
Давайте узнаем!
Что такое постоянный ток?
Постоянный или постоянный ток — это тип тока, при котором электрический заряд течет только в одном направлении.
Постоянный ток в основном поступает от генераторов постоянного тока, таких как солнечные батареи и двигатели с постоянными магнитами. Вы также можете хранить его в батареях, таких как популярные 18650, AA и AAA. А также быть преобразованным из переменного тока с помощью выпрямителей, таких как мостовой выпрямитель, установленный на зарядном устройстве телефона.
Батареи могут накапливать ток только в одном направлении. Это означает, что все обычные батареи могут хранить только постоянный ток, а не переменный.
Имея это в виду, вы можете легко определить, какие устройства используют DC, будь то телефон, ноутбук, беспроводные наушники или камера. Пока он использует батарею, он питается от постоянного тока.
Что такое переменный ток?
Переменный ток — это тип тока, при котором электрический заряд течет вперед и назад. Это означает, что в половине случаев ток положительный, а в половине случаев отрицательный, отсюда и название переменного тока.
Переменный ток вырабатывается механическими генераторами, такими как паровые турбины, ветряные мельницы и двигатели внутреннего сгорания.
Вы также можете получать переменный ток от постоянного тока через выпрямительные компоненты, такие как инвертор на ваших портативных резервных батареях или аккумуляторные генераторы. Из-за постоянно меняющейся полярности переменного тока ни одна батарея еще не может успешно хранить переменный ток.
Переменный ток является предпочтительным для передачи электроэнергии от электростанций к вашему дому. Поскольку от распределительных линий до вашего дома не производится никакого выпрямления, все электрические розетки и розетки внутри вашего дома питаются от переменного тока. Это означает, что все приборы, подключенные к электрической розетке (стиральная машина, блендер, холодильник), используют переменный ток.
Теперь, когда вы можете отличить переменный ток от постоянного, давайте ответим на важный вопрос — почему они разные? Если постоянный ток был простым, достаточно мощным и был отраслевым стандартом до переменного тока, зачем нужен новый тип тока?
Чем отличаются переменный и постоянный ток?
Переменный и постоянный ток — это два разных типа тока.
Постоянный ток течет в одном направлении, а переменный ток попеременно течет туда и обратно.
Постоянный однонаправленный поток постоянного тока обеспечивает стабильное электричество, подходящее для питания электроники и хранения энергии в батареях. Недостатком постоянного тока является его неэффективная передача энергии на большие расстояния.
Постоянный ток генерировался с большими токами (амперами) при низких напряжениях (вольты). Передача больших токов в медленном месте (из-за низкого давления или напряжения) приводит к накоплению тепла в проводах передачи, что приводит к потере большого количества энергии. Это также означало бы, что кабели передачи должны быть толще, чтобы рассеивать тепло. Из-за этого поставщикам электроэнергии требовался лучший способ передачи энергии.
Решение состояло в том, чтобы передавать меньшее количество тока при высоком напряжении, чтобы предотвратить накопление тепла, а также передавать больше энергии. Именно здесь AC становится необходимым.
Переменный поток электронов взад и вперед в переменном токе позволяет магнитам создавать сильный электромагнетизм в генераторе переменного тока для работы. С помощью генератора переменного тока электростанции могли легко преобразовывать большие токи при низком напряжении в малые токи при высоких напряжениях.
По сути, переменный и постоянный ток отличаются, потому что в промышленности нужен ток, который позволяет легко преобразовывать энергию для передачи на большие расстояния.
Оба тока важны
Переменный и постоянный ток — это токи, из которых состоит современный мир. Переменный ток используется для передачи электроэнергии на большие расстояния и питания энергоемких заводов. Постоянный ток используется для питания электроники, такой как телефоны, камеры и компьютеры.
Хотя переменный ток выиграл войну токов, это не обязательно означает, что он лучше постоянного. Переменный ток лучше использовать для передачи электроэнергии на большие расстояния и для мощных приложений в домах, на фабриках и в других учреждениях.