Відмінність змінного струму від постійного

Електричний струм— це спрямоване або впорядкований рух заряджених частинок: електронів в металах, електролітах — іонів, а в газах — електронів та іонів. Електричний струм може бути як постійним, так і змінним.

Визначення постійного електричного струму, його джерела

Постійний струм ( DC, по-англійськи Direct Current) — це електричний струм, у якого властивості і направлення не змінюються з плином часу. Позначається постійний струм і напруга у вигляді короткої горизонтальної риски або двох паралельних, одна з яких штрихова.

Постійний струм використовується в автомобілях і в будинках, в численних електронних приладах: ноутбуки, комп’ютери, телевізори і т. д. Перемеренный електричний струм з розетки перетворюється в постійний за допомогою блоку живлення або трансформатора напруги з випрямлячем.

Будь-який електроінструмент, пристрій або прилад, що працюють від батарейок так само є споживачами постійного струму , тому що батарея або акумулятор – це виключно джерела постійного струму, який при необхідності перетворюється на змінний з використанням спеціальних перетворювачів (інверторів).

Принцип роботи змінного струму

Відмінність змінного струму від постійногоЗмінний струм (AC по-англійськи Alternating Current)- це електричний струм, який змінюється за величиною і напрямком з плином часу. На електроприладах умовно позначається відрізком синусоїди « ~ ».
Іноді після синусоїди можуть зазначатися характеристики змінного струму — частота, напруга, число фаз.

Змінний струм може бути як одно- , так і трифазним, для якого миттєві значення струму і напруги змінюються за гармонійним законом.

Основні характеристики змінного струму — діюче значення напруги і частота.

Відмінність змінного струму від постійного

Зверніть увагу, як на лівому графіку для однофазного струму змінюється напрямок і величина напруги з переходом в нуль за період часу Т, а на другому графіку для трифазного струму існує зсув трьох синусоїд на одну третю періоду. На правому графіку 1 фаза позначена буквою «а», а друга літерою «б». Добре відомо, що в домашньої розетки 220 Вольт. Але мало хто знає, що це діючі значення змінної напруги, але амплітудне або максимальне значення буде більше на корінь з двох, т. е буде дорівнює 311 Вольт.

Таким чином, якщо у постійного струму величина напруги і направлення не змінюються протягом часу, то в змінного струму – напруга постійно змінюється за величиною і напрямком (графік нижче нуля зворотний напрямок).

І так ми підійшли до поняття частота– це відношення числа повних циклів (періодів) до одиниці часу періодично змінного електричного струму. Вимірюється в Герцах. У нас і в Європі частота дорівнює 50 Герцам, в США – 60 Гц.

Що означає частота 50 Герц? Вона означає, що у нас змінний струм змінює свій напрямок на протилежне і назад (відрізок Т – на графіку) 50 разів за секунду!

Джерелами постійного струму є всі розетки в будинку і все те, що підключено безпосередньо проводами або кабелями до електрощита. У багатьох виникає запитання: а чому в розетці не постійний струм? Відповідь проста. В мережах змінного струму легко і з мінімальними втратами перетворюється величина напруги до необхідного рівня за допомогою трансформатора в будь-яких обсягах. Напруга необхідно збільшувати для можливості передачі електроенергії на великі відстані з найменшими втратами в промислових масштабах. Відмінність змінного струму від постійного З електростанції, де стоять потужні електрогенератори, виходить напруга величиною 330 000-220 000 Вольт, далі біля нашого будинку на трансформаторній підстанції воно перетворюється з величини 10 000 Вольт у трифазну напругу 380 Вольт, яке приходить у багатоквартирний будинок, а до нас в квартиру приходить напруга однофазне, т. к. між фазою і нулем або землею напруга дорівнює 220 В, а між різнойменними фазами в електрощиті 380 Вольт.

І ще одним з важливих достоїнств змінного напруги є те, що асинхронні електродвигуни змінного струму конструктивно простіше і працюють значно надійніше, ніж двигуни постійного струму.

Як змінний струм зробити постійним

Для споживачів, що працюють на постійному струмі – змінний перетвориться за допомогою випрямлячів.

  • Початковий етап перетворення– це підключення діодного моста, що складається з 4 діодів достатньої потужності (на малюнку нижче), який зрізає верхні межі змінних синусоїд або робить струм однонаправленим.Відмінність змінного струму від постійного
  • Другий етап– це підключення паралельно на вихід з діодного містка конденсатора або згладжуючого фільтру, який виправляє провали між піками синусоїд. Зверніть увагу, як виглядає синусоїда після проходження через діодний міст (на малюнку виділено зелених кольором).

    Відмінність змінного струму від постійного

    І як зменшуються пульсації (зміни напруги) після підключення конденсатора на малюнку виділено синім кольором.

  • Далі при необхідності для зменшення рівня пульсацій, додатково можуть застосовуються стабілізатори струму або напруги.
  • Перетворювач постійного струму в змінний

    Відмінність змінного струму від постійногоЯкщо перетворення змінного струму в постійний не виникає ускладнень, то зі зворотним перетворенням все набагато складніше. У домашніх умовах для цього використовується інвертор — це генератор періодичного напруги постійного, за формою наближеного до синусоїди.

    Інвертор технічно складний пристрій, тому і ціни на нього не маленькі. Вартість залежить безпосередньо від вихідної максимальної потужності змінного струму.

    Як правило, перетворення постійного струму потрібно в рідкісних випадках. Наприклад, для підключення від бортової електромережі автомобіля домашніх електроприладів, інструменту і т. п. в поході, на дачі і т. д.

    Що таке фаза, нуль, заземлення читайте в наступній нашій статті.

    Поділитися з друзями
    Ремонт та вироби своїми руками