Что такое электрический ток и напряжение
Электрический ток – это упорядоченное движение заряженных частиц (носителей электрического заряда). Носителями электрического тока являются электроны (в металлах и газах), катионы и анионы (в электролитах), дырки при электронно-дырочной проводимости. Данное явление проявляется созданием магнитного поля, изменением химического состава или нагреванием проводников. Основными характеристиками тока являются:
- сила тока, определяемая по закону Ома и измеряемая в Амперах (А), в формулах обозначается буквой I;
- мощность, согласно закону Джоуля-Ленца, измеряемая в ваттах (Вт), обозначается буквой P;
- частота, измеряемая в герцах (Гц).
Электрический ток, как носитель энергии используют для получения механической энергии с помощью электродвигателей, для получения тепловой энергии в отопительных приборах, электросварке и нагревателях, возбуждения электромагнитных волн различной частоты, создания магнитного поля в электромагнитах и для получения световой энергии в осветительных приборах и различного рода лампах.
Напряжение – это работа, совершаемая электрическим полем для перемещения заряда в 1 кулон (Кл) из одной точки проводника в другую. Исходя из данного определения, все-таки сложно осознать, что же такое напряжение.
Чтобы заряженные частицы перемещались от одного полюса к другому, необходимо создать между этими полюсами разность потенциалов (именно она и именуется напряжением). Единицей измерения напряжения является вольт (В).
Для окончательного понимания определения электрического тока и напряжения, можно привести интересную аналогию: представьте, что электрический заряд — это вода, тогда давление воды в столбе – это и есть напряжение, а скорость потока воды в трубе – это сила электрического тока. Чем выше напряжение, тем больше сила электрического тока.
Что такое переменный ток
Если менять полярность потенциалов, то направление протекания электрического тока меняется. Именно такой ток и называется переменным. Количество изменений направления за определенный промежуток времени называется частотой и измеряется, как уже было сказано выше, в герцах (Гц). Например, в стандартной электрической сети в нашей стране частота равна 50 Гц, то есть направление движения тока за секунду меняется 50 раз.
Читайте также: Что такое внешний аккумулятор для телефона и какой лучше выбрать?
Сравнительная таблица
Сравнительный график переменного тока и постоянного тока
| Переменный ток | Постоянный ток | |
| Количество энергии, которое можно нести | Безопасно переносить на большие расстояния по городу и может обеспечить большую мощность. | Напряжение постоянного тока не может перемещаться очень далеко, пока оно не начнет терять энергию. |
| Причина направления потока электронов | Вращающийся магнит вдоль провода. | Устойчивый магнетизм вдоль провода. |
| частота | Частота переменного тока составляет 50 Гц или 60 Гц в зависимости от страны. | Частота постоянного тока равна нулю. |
| направление | Он меняет свое направление, пока течет по кругу. | Он течет в одном направлении в цепи. |
| ток | Это величина, изменяющаяся во времени | Это ток постоянной величины. |
| Поток электронов | Электроны продолжают переключать направления – вперед и назад. | Электроны неуклонно движутся в одном направлении или «вперед». |
| Получен из | Генератор переменного тока и сеть. | Ячейка или батарея. |
| Пассивные параметры | Сопротивление. | Только сопротивление |
| Фактор силы | Лежит между 0 и 1. | это всегда 1. |
| Типы | Синусоидальный, Трапециевидный, Треугольный, Квадратный. | Чистый и пульсирующий. |
Переменный и постоянный ток. Горизонтальная ось – это время, а вертикальная ось представляет напряжение.
Постоянный ток
Международный символ этого напряжения DC — Direct Current (постоянный ток), а условное обозначение на электросхемах «—» или «=». Величина и полярность этого вида напряжения являются неизменными, а сила тока изменяется только при изменениях нагрузки. Этот вид электрического тока производится аккумуляторами, батарейками и элементами солнечных электростанций.
От сети постоянного тока работают двигатели трамваев, троллейбусов и другого электротранспорта. Эти электродвигатели имеют лучшие тяговые характеристики, чем двигатели переменного тока.
Информация! От постоянного напряжения работает бОльшая часть электронных схем, но они получают питание от сети переменного тока через встроенный или внешний блок питания с выпрямителем.
Переменный ток
Международное обозначение этого напряжения AC — Alternating Current (переменный ток), а условное обозначение на электросхемах «~» или «≈».
Величина и полярность переменного тока в сети всё время меняется. Частота этих изменений составляет 50Гц в Европе и некоторых других странах и 60Гц в США. Большинство бытовых и промышленных электроприборов изготавливаются для питания переменным напряжением.
Практически вся электроэнергия, используемая в быту и промышленности, является переменной. Для передачи на большие расстояния его повышают при помощи трансформаторов, а в конечной точке линии понижают до необходимой величины. Это позволяет уменьшить стоимость ЛЭП и потери. Для того, чтобы исключить колебания напряжения, для особоважных приборов устанавливаются стабилизаторы.
При увеличении напряжения и неизменной передаваемой мощности сила тока и сечение проводов пропорционально уменьшается. Если напряжение не повышать, то для подачи электроэнергии к потребителю необходимо использовать кабеля большого сечения, а передача на большие расстояния окажется невозможной. Вот почему в розетке переменный ток.
В домашней розетке два контакта — фазный и нулевой. В некоторых случаях к ним добавляется заземляющий. Это однофазное напряжение является частью трёхфазной системы. Она включает в себя три одинаковых сети. Напряжение в этих сетях сдвинуто по фазе на 120° друг относительно друга.
Вначале эта система была шестипроводной. В таком виде её изобрёл Никола Тесла. Позже М. О. Доливо-Добровольский усовершенствовал эту схему и предложил передавать трёхфазное напряжение по трём или чётырём проводам (L1, L2, L3, N). Он также показал преимущества трёхфазной системы электроснабжения перед схемами с другим числом фаз.
Какое отличие между переменным и постоянным током
Ток – это движение заряженных электронов в определенном направлении. Это перемещение необходимо для того, чтобы бытовые и профессиональные электроприборы могли работать с установленной номинальной мощностью. В домашней розетке ток появляется из электростанции, где кинетическая энергия электронов преобразуется в электрическую.
Электроток постоянного характера – электричество, получаемое из аккумулятора телефона или батарейки. Он называется так, потому что направление движения электронов в нем не меняется. На таком принципе основана работа зарядных устройств: они конвертируют переменное электричество сети в постоянное и в таком виде оно накапливается в аккумуляторных батареях.
Переменный ток – электричество в любой домашней электросети. Он называется так из-за того, что направление движения электронов постоянно меняется. Количество изменений направления задается частотой, которая для домашних сетей в СНГ равно 50 Гц. Это значит, что за одну секунду электроток меняет направление движения целых 50 раз. Напряжение же в сети – это максимальный «напор», который заставляет двигаться электроны.
Читайте также: Как сделать регулятор напряжения 220в своими руками
Обозначение постоянного и переменного тока
Как обозначаются различные токи
По своим специфическим качествам электрический ток разделяется на два основных типа:
- Постоянный ток. Обозначается прямой линией (—). Кроме того, используются символы DC – Direct Current, которые переводятся как постоянный ток.
- Переменный ток. Известен под собственным обозначением в виде змейки (
) и символов АС, означающих Alternating Current.
Отличительной особенностью постоянного тока является его направленность. Он протекает лишь в одном определенном направлении, условно принимаемое от положительного контакта «+» к отрицательному контакту «-». От этого свойства и происходит наименование этого тока DC, который присутствует в солнечных панелях, всех типах сухих батареек и аккумуляторах, предназначенных для питания маломощных потребителей.
В некоторых технологических процессах, таких как дуговая электросварка, электролиз алюминия или электрифицированный железнодорожный транспорт, необходим постоянный ток DC с высоким значением силы. Чтобы его создать, необходимо выпрямить переменный или воспользоваться любым из генераторов постоянного тока.
Переменный ток AC, в отличие от постоянного, способен к изменению своего направления и величины. Существует параметр, известный как мгновенное значение переменного тока, определяемое в конкретный момент времени. Частота, с которой изменяется направление тока, составляет 50 Гц, то есть данная перемена происходит 50 раз в течение одной секунды.
Переменный ток AC может быть однофазным или трехфазным. В первом случае необходимо только два провода: основной и дополнительный, он же обратный. Именно по основному проводнику протекает электрический ток, а обратный считается нулевым проводом.
Трехфазное переменное напряжение вырабатывается соответствующим генератором тока AC. В этом процессе участвуют три обмотки, каждая из которых является своеобразной однофазной электрической цепью. Между собой они сдвинуты по фазе под углом 120 градусов. Благодаря данной системе электроэнергией могут быть обеспечены сразу три сети, независимые друг от друга. Для этого понадобится уже порядка шести проводов – трех прямых и трех обратных.
При необходимости дополнительные провода возможно соединить между собой и получить в итоге общий проводник, называемый нулевым или нейтральным. В этом случае проводники переменного тока на схемах обозначаются символами L1, L2, L3, а нулевой провод – буквой N.
Условное обозначение в графических схемах
Переменный ток на схемах принято обозначать значком «~» либо двумя такими, расположенными друг над другом. Постоянный ток обозначается одной или двумя прямыми линиями: «-». К примеру, на рабочей панели мультиметра имеются секторы с пометкой «V (~)» и «V (-)», что, соответственно, означает измерение переменного и постоянного напряжения.
При необходимости указать параметры тока ставят надпись вида «3~50 Гц 220 В» (трехфазный ток частотой 50 Гц с действующим напряжением фазы 220 В).
Обозначение переменного и постоянного тока
За рубежом применяют иную систему обозначений:
- переменный ток: AC (от англ. Alternating current);
- постоянный: DC (от англ. Direct current).
Направление постоянного тока и обозначения на электроприборах и схемах
Чтобы упростить расчеты и создание электрических схем, принимают направленность этого параметра по направлению к точке с меньшим потенциалом (от плюса к минусу). В действительности частицы перемещаются именно таким образом только при положительном заряде. В металле направление потока электронов обратное, однако для исключения путаницы применяют обозначенный базовый принцип.
Изоляция положительных выводов (щупов, кабелей) обозначается красным цветом, отрицательных – черным или синим. Если в сопроводительном тексте указано dc напряжение, это значит, что и ток в соответствующей цепи будет постоянный. На чертежах и корпусах изделий применяют условные обозначения в виде параллельных линий (сплошной и прерывистой).
Для измерения постоянного тока переключатель мультиметра нужно перевести в соответствующее положение
К сведению. Анод (катод) – это выводы электронной лампы или другой детали, которые подключают к положительному (отрицательному) электроду аккумуляторной батареи.
Также можно встретить обозначение a c что это такое, подробно описано в заключительном разделе статьи. Прямая расшифровка сокращения от «alternating current» не всегда корректна. Однако в узком смысле подразумевают синусоиду с переменной полярностью, которая обозначается латинскими буквами «AC», характерным одиночным волнистым символом либо стандартным математическим знаком примерного равенства «≈».
Преимущества переменного тока
Аккумуляторные батареи практичны как источник постоянного электричества. Однако бесконечно снабжать токоприёмники энергией без подзарядки они не могут. Поэтому создание изменяющегося во времени тока и его доставка потребителю – главные задачи энергосистемы страны. К преимуществам этого вида относятся:
Читайте также: Как провести электричество на балкон: секреты установки и подключения розетки
- лёгкость преобразования из одной величины напряжения в другую;
- допустимость передачи на дальние расстояния по ЛЭП к распределительным сетям;
- возможность реализовывать трёхфазные схемы энергоснабжения;
- ориентированность на потребителей производственных предприятий, рассчитанных на питание переменным током.
Снизить или повысить величину напряжения переменного тока проще. Для этого стоит только пропустить его через трансформатор. Большой КПД этого преобразователя – 99%, потеря мощности – лишь 1%. Трансформатор, имея отдельные обмотки по напряжению, ещё разделяет высокое напряжение от низкого, что допускает возможность разделить установки до 1000 В и свыше 1000 В.
Атомные и гидроэлектростанции расположены в местах, отдалённых от центральных районов расположения потребителей. Поэтому напряжение добытой электроэнергии повышают до сотен кВт, чтобы снизить потери при транспортировке, и передают по ЛЭП в нужное место, где снова понижают.
Применяя трёхфазное переменное напряжение, повышают производительность структуры энергосистемы. Передача одинаковой мощности трёхфазной сети требует меньшего количества проводников, в отличие от однофазной линии.
Важно! Если сравнить два трансформатора одинаковой мощности, то габариты однофазного трансформатора больше, чем трёхфазного. Изготовление асинхронных двигателей обходится дешевле, чем двигателей постоянного тока. В них отсутствуют коллектор и щётки, по мощности при одинаковых размерах асинхронные двигатели обгоняют постоянные в 2-3 раза.
Обозначение род тока, импульс, воздействие
ГОСТ 2.721-74
Таблица 6г:
Читайте также: Получение дополнительной электрической мощности (увеличение существующей электрической мощности)
| Наименование | Обозначение |
| 1. Постоянный ток, основное обозначение | |
| Примечание . Если невозможно использовать основное обозначение, то используют следующее обозначение |
|
| 2. Полярность постоянного тока:а) положительная | |
| б) отрицательная | |
| 3. m проводная линия постоянного тока напряжением U, например: | |
| а) двухпроводная линия постоянного тока напряжением 110 В | |
| б) трёхпроводжная линия постоянного тока, включая средний провод, напряжением 110 В между каждым внешним проводником и средним проводом 220 В – между внешними проводниками | |
| 4. Переменный ток, основное обозначение | |
| Примечание . Допускается справа от обозначения переменного тока указывать величину частоты, например переменного тока частотой 10 кГц |
|
| 5. Переменный ток с числом фаз m, частотой f, например переменный трёхфазный ток частотой 50 Гц | |
| 6. Переменный ток числом фаз m, частотой f, напряжением U, например: | |
| а) переменный ток, трёхфазный, частотой 50 Гц, напряжением 220 В | |
| б) переменный ток, трёхфазный, четырёхпроводная линия (три провода, нейтраль) частотой 50 Гц,напряжением 220/380 В | |
| в)переменный ток, трёхфазный, пятипроводная линия (три провода фаз, нейтраль, один провод защитный с заземлением) частотой 50 Гц, напряжением 220/380 В | |
| г) переменный ток, трёхфазный, четырёхпроводная линия (три провода фаз, один защитный провод с заземлением, выполняющий функцию нейтрали) частотой 50 Гц, напряжением 220/380 В | |
| 7. Частоты переменного тока (основные обозначения):а) промышленные | |
| б) звуковые | |
| в) ультразвуковые и радиочастоты | |
| г) сверхвысокие | |
| 8. Постоянный и переменный ток | |
| 9. Пульсирующий ток |
Таблица 6д:
| Наименование | Обозначение |
| 1. Однофазная обмотка с двумя выводами | |
| 2. Однофазная обмотка с выводом от средней точки | |
| 3. Две однофазные обмотки, каждая из которых с двумя выводами | |
| 4. Три однофазные обмотки, каждая из которых с двумя выводами | |
| 5. m однофазных обмоток, каждая из которых с двумя выводами | |
| 6. Двухфазная обмотка с раздельными фазами | |
| 7. Трёхфазная обмотка с раздельными фазами | |
| 8. Многофазная обмотка n с числом раздельных фаз m.Примечание . к пп. 6-8. Обозначения применяются для обмоток с раздельными фазами, для которых допускаются различные способы внешних соединений |
|
| 9. Двухфазная трёхпроводная обмотка | |
| 10. Двухфазная четырёхпроводная обмотка | |
| 11. Двух-трёхфазная обмотка Т-образного соединения (обмотка Скотта) | |
| 12. Трёхфазная обмотка V-образного соединения двух фаз в открытый треугольник | |
| Примечание . Допускается указывать угол, под которым включены обмотки, например под углами 60 и 120 градусов |
|
| 13. Трёхфазная обмотка, соединённая в звезду | |
| 14. Трёхфазная обмотка, соединённая в звезду, с выведенной нейтралью | |
| 15. Трёхфазная обмотка, соединённая в звезду, с выведенной заземлённой нейтралью | |
| 16. Трёхфазная обмотка, соединённая в треугольник | |
| 17. Трёхфазная обмотка, соединённая в разомкнутый треугольник | |
| 18. Трёхфазная обмотка, соединённая в зигзаг | |
| 19. Трёхфазная обмотка, соединённая в зигзаг, с выведенной нейтралью | |
| 20. Четырёхфазная обмотка | |
| 21. Четырёхфазная обмотка с выводом от средней точки | |
| 22. Шестифазная обмотка , соединённая в звезду | |
| 23. Шестифазная обмотка , соединённая в звезду, с выводом от средней точки | |
| 24. Шестифазная обмотка , соединённая в двойную звезду | |
| 25. Шестифазная обмотка , соединённая в две обратные звезды | |
| 26. Шестифазная обмотка , соединённая в две обратные звезды, с раздельными выводами от средних точек | |
| 27. Шестифазная обмотка , соединённая в два треугольника | |
| 28. Шестифазная обмотка , соединённая в шестиугольник | |
| 29. Шестифазная обмотка , соединённая в двойной зигзаг | |
| 30. Шестифазная обмотка , соединённая в двойной зигзаг, с выводом от средней точки |
Взаимосвязь параметров электрического тока
Элементарная электроцепь постоянного тока включает в себя источник электроэнергии, отрицательный и положительный контакты которого связаны шунтом или проводником. Движение заряда по проводнику осуществляется под воздействием электрического поля. Однако, этот перенос электронов не приводит к уравниванию потенциалов, т.к. в любой отрезок времени, к первому концу цепи поступает абсолютно такое же количество заряженных частиц какое из него переместилось к противоположному контакту. Таким образом разность потенциалов, которую принято называть напряжением, остается неизменяемой величиной.
Перемещению электрических зарядов в цепи, препятствует внутреннее сопротивление материала проводника. Взаимосвязь параметров электротока была выведена опытным путем Г. Омом. В математическом виде закон Ома можно представить так: I=U/R, где собственно I – сила тока, U – напряжение (разность потенциалов) и R – сопротивление на соответствующем участке цепи.
Собственно, из уравнения видно, что напряжение имеет прямую зависимость от силы тока и сопротивления (U=I х R), а величина силы тока обратно пропорциональна сопротивлению.
Последовательное соединение элементов электрической сети постоянного тока
Параметры электроцепи постоянного тока, в случае последовательного соединения устройств, имеют некоторые особенности. Так, например, сила тока (I) остается постоянной на всех элементах электрической схемы, а вот напряжение (U) является суммой напряжений на каждом участке схемы. Рассмотрим пример электрической цепи с последовательно включенными тремя проводниками с сопротивлением R1, R2 и R3. Согласно закону Ома, напряжение U1 = IxR1, U2 = IxR2, U3 = IxR3. Следовательно, U общ = U1+U2+U3= IxR1+ IxR2= IxR3 = I (R1+R2+R3).
Из уравнения видно, что такой параметр электрической цепи как общее сопротивление (R общ), при последовательном соединении, будет равен сопротивлению каждого отдельно взятого проводника. Последовательное подключение электрических устройств позволяет снизить нагрузку на отдельный элемент, что продлевает срок службы, но при этом теряется мощность.
Параметры электрической цепи. Параллельное соединение элементов
Параллельная цепь характеризуются общими контактами в местах ввода и вывода основного провода. В данной ситуации напряжение на всех элементах цепи остается одинаковым, т.е. U1=U2=U3. А вот для силы тока, будет характерна обратная зависимость от сопротивления каждого участка, т.е. I х=U/Rx. Параллельное соединение электроприборов является наиболее распространенным способом в бытовых условиях.
Второе правило Кирхгофа
Второе правило Кирхгофа относится к замкнутому контуру в цепи. Замкнутый контур – это любая последовательность соединенных элементов внутри разветвленной электрической цепи, такая, что первый и последний элементы также соединены.
Алгебраическая сумма напряжений при обходе контура на элементах равна алгебраической сумме ЭДС в источниках, присутствующих в контуре. Если направление ЭДС или напряжение совпадает с направлением обхода – оно считается положительным, если не совпадает – отрицательным: $U_1+U_2+… =mathscr{E}_1+mathscr{E}_2+…$.
Рис. 2. Второе правило Кирхгофа.
Данное правило означает, что во-первых, источниками разности потенциалов в контуре являются источники ЭДС, а во-вторых, при обходе контура потенциал, изменяясь, все равно возвращается к исходному значению.
Примечания
- М. Р. Фасмер, «Этимологический словарь русского языка.» — М.: Прогресс. 1964 — 1973.
- Гумно // Большая Советская энциклопедия
- [gufo.me/dict/vasmer/%D0%B3%D1%83%D0%BC%D0%BD%D0%BE гумно — Этимологический словарь Макса Фасмера] (рус.), Gufo.me
. Дата обращения 3 сентября 2020. - Этимология слова ток (рус.), ΛΓΩ
. Дата обращения 3 сентября 2020. - Государственное краевое учреждение культуры «Пермский краевой научно-производственный центр по охране памятников (объектов культурного наследия)» (ГКУК «КЦОП»), Гумно с овином. 1920-е гг. Из с. Ошиб Кудымкарского района. Пермский район, АЭМ «Хохловка».
- Медиафайлы на Викискладе
| В Викисловаре есть статья «гумно » |
Стандарт
В большинстве стран стандартной принята частота переменного тока в 50 Гц. В Канаде и США этот параметр составляет 60 Гц. В Японии и ряде других стран используются оба стандарта. На железных дорогах некоторых стран применяется переменный ток с пониженной частотой: Австрия, Норвегия, Германия, Швейцария, Швеция — 16 Гц, США (старые железнодорожные линии) — 25 Гц.
В военной и авиационной технике применяют ток с частотой 400 Гц, что позволяет:
- уменьшить размеры и массу устройств (с ростом частоты уменьшаются габариты трансформаторов);
- увеличить скорость вращения двигателей переменного тока.
Электростанции генерируют ток напряжением в 10-20 кВ. Расположенной тут же трансформаторной подстанцией напряжение повышают до сотен и тысяч кВ, после чего он поступает в магистраль.
При значительном увеличении напряжения сильно падает сила тока (мощность равна произведению силы тока на напряжение), чем обеспечивается снижение потерь на нагрев проводника (количество выделяемого тепла определяется формулой Q = I2 * R). Наибольшее в мире напряжение формируется в ЛЭП «Экибастуз Кокчетав» — 1150 кВ.
Читайте также: Как правильно проверить зарядку генератора на работающем двигателе
В населенных пунктах и на предприятиях, напряжение также посредством трансформаторных подстанций, понижают до 220 В, после чего ток поступает в распределительную сеть.
Автоматические выключатели ВА 0881
Применение
Автоматические выключатели ВА 0881 предназначены для защиты распределительных и групповых цепей, имеющих различную нагрузку:
- электроприборы, освещение – выключатели с характеристикой В,
- двигатели с небольшими пусковыми токами (компрессор, вентилятор) – выключатели с характеристикой C,
- двигатели с большими пусковыми токами (подъемные механизмы, насосы) – выключатели с характеристикой D.
Автоматические выключатели ВА 0881 рекомендуются к применению во вводно-распределительных устройствах для жилых и общественных зданий.
Читайте также: Двухполюсный и однополюсный автоматы — сравнение
Материалы
Корпус и детали аппарата выполнены из пластика, не поддерживающего горение.
Маркировка аппарата выполнена в соответствии с правилами ГОСТ и не подвержена стиранию.
Конструкция
Отличительной особенностью данных автоматов является ширина модуля – 17,5мм достигаемая за счет применяемых материалов и технологий.
Насечки на контактных зажимах предотвращают перегрев и оплавление проводов за счет более плотного и большего по площади контакта.
Контактные группы снабжены серебряными вставками для увеличения срока службы контактов посредством увеличения износоустойчивости; так же это уменьшает переходное сопротивление и потери.
В аппарате применена эргономичная рукоятка управления, исключающая соскальзывание пальцев.
Геометрия боковых поверхностей изделия разработана для улучшения теплового режима работы.
Удобство монтажа
Универсальная головка усиленного винта клеммного зажима позволяет использовать любую отвертку и обеспечить необходимое усилие при затяжении.
Подробная инструкция по монтажу и эксплуатации позволяет легко монтировать автомат даже начинающему монтажнику. Защелка на din-рейку с фиксацией упрощает монтаж и демонтаж аппарата.
В аппарате реализована возможность двойного одновременного подключения шины и проводника, что позволяет значительно расширить диапазон возможных схемных решений.
Клеммы аппарата промаркированы и подписаны (Сеть/ Нагрузка), что позволяет избежать ошибок при монтаже.
Выключатели ВА 0881 могут устанавливаться в любом положении без изменения их номинальных характеристик. Подвод питающей линии может производиться как через верхние, так и через нижние клеммы, без нарушения работоспособности.
Наименование параметра
| Значение | |
| Соответствуют стандартам | ГОСТ Р 50345-99 |
| Номинальное напряжение частотой 50 Гц, В | 230/400 |
| Номинальный ток In, А | 0,5; 1; 1,6; 2; 2,5; 3; 4; 5; 6; 8; 10, 13; 16; 20; 25; 32; 40; 50; 63 |
| Номинальная отключающая способность, А | 4 500 |
| Напряжение постоянного тока, В/полюс | 48 |
| Характеристики срабатывания электромагнитного расцепителя | В, С, D |
| Число полюсов | 1, 2, 3, 4 |
| Условия эксплуатации | УХЛ4 |
| Степень защиты выключателя | IP 20 |
| Электрическая износостойкость, циклов В-О, не менее | 6 000 |
| Механическая износостойкость, циклов В-О, не менее | 20 000 |
| Максимальное сечение присоединяемых проводов, мм2 | 35 |
| Наличие драгоценных металлов (серебро), г/полюс | 0,3÷0,5 |
| Масса 1 полюса, кг | 0,1 |
| Диапазон рабочих температур, °С | –40 ÷ +50 |
Разветвленная электрическая цепь
Самой простой электрической цепью является цепь, состоящая из двух двухполюсных элементов, соединенных «кольцом» с помощью проводников – одного источника тока и одного потребителя. Такая цепь работает, например, в карманном фонарике. Источником тока в ней является батарейка, потребителем – лампочка. В простой елочной гирлянде источником тока является бытовая электросеть, а все лампочки-потребители соединены последовательно, «кольцом», и работают вместе.
Чтобы цепь работала правильно, все электрические характеристики элементов должны быть заранее рассчитаны. Напряжение, подаваемое из бытовой сети, должно быть таким, чтобы в полную силу (но без перекала) зажечь все лампочки гирлянды.
Однако, такие простые цепи – это, скорее, исключение, чем правило. Практически любая современная электрическая цепь состоит из тысяч и даже миллионов элементов. И, хотя, источник тока в такой цепи чаще всего только один, остальные звенья соединены в сложную сеть, которая скорее напоминает «кружево», а не «кольцо». Такая цепь называется разветвленной.
Ток, идущий по любому звену разветвленной цепи, может быть как постоянным, так и переменным, при этом в цепи возможны переходные процессы. Однако, основным режимом является установившийся, и для расчета установившегося режима электрических цепей любой сложности хватает трех формул законов постоянного тока (правила Кирхгофа иногда называют законами):
- правила Кирхгофа для узлов (первое);
- правила Кирхгофа для контуров (второе);
- Закона Ома для участка цепи.
Рассмотрим их.
Преобразование переменного тока в постоянный
Из переменного тока, можно получить постоянный ток, для этого достаточно подключить сети переменного тока диодный мост или как его еще называют “выпрямитель” . Из названия “выпрямитель” как нельзя лучше понятно, что делает диодный мост, он выпрямляет синусоиду переменного тока в прямую линию тем самым заставляя двигаться электроны в одном направлении.
что такое диод и как работает диодный мост , ты можешь узнать в моих следующих статьях.
Основные характеристики тока
Стабилизатор тока на транзисторе
Принято обозначать рассматриваемый параметр через силу. Однако следует понимать, что в действительности речь идет об интенсивности перемещения заряженных частиц в определенном проводящем материале. Величина тока выражается в амперах. Для расчетов применяют формулы, которые могут означать взаимные связи основных электрических параметров и сопротивления цепи.
Формулы для практических расчетов с источником питания постоянного тока
Причины непостоянства
Экономичный переносной аппарат для измерения артериального давления выполняет свои функции на протяжении нескольких лет без установки новых батареек. Мощность потребления светодиодного освещения зала значительно больше. Такие устройства подключают к стандартной сети 220V через адаптер, который выравнивает напряжение и уменьшает амплитуду до необходимого уровня. Однако даже качественные преобразователи выполняют свои функции с допустимыми погрешностями. Постепенно уменьшается энергетический потенциал электрохимического источника. Отмеченные факторы объясняют действительное непостоянство измеряемых параметров в контрольной цепи.
Преобразование переменного напряжения с помощью диодов
Единица измерения силы тока
Читайте также: Почему не стоит устанавливать розетки со шторками
По классическому определению, DC подразумевает неизменное направление движения заряженных частиц. Это значит, что показанный результат трансформации (б) с полуволнами одной полярности также соответствует заданному условию.
Важно! Постоянный ток – это частный случай однонаправленного тока, когда дополнительно обеспечивается стабилизация параметра с определенной точностью.
Электрическое напряжение делят на два вида:
- постоянное (dc)
- переменное (ас)
Обозначение постоянного тока (—), у переменного тока обозначение (~). Аббревиатуры ac и dc устоявшиеся, и употребляются наравне с названиями «постоянный» и «переменный». Теперь рассмотрим в чём их отличие. Дело в том, что постоянное напряжение течёт только в одном направлении, из чего и вытекает его название. А переменное, как вы уже поняли, может менять своё направление. В частных случаях направление переменного может оставаться одним и тем же. Но, кроме направления, у него также может меняться и величина. В постоянном ни величина, ни направление, не изменяется. Мгновенным значением переменного тока называют его величину, которая берётся в данный момент времени.
В Европе и России принята частота в 50 Гц, то есть изменяет своё направление 50 раз в секунду, в то время, как в США, частота равна 60 Гц. Поэтому техника, приобретённая в Соединённых штатах и в других государствах, с отличающейся частотой может сгореть. Поэтому при выборе техники и электроприборов следует внимательно смотреть на то, чтобы частота была 50 Гц. Чем больше частота у тока, тем больше его сопротивление. Также можно заметить, что в розетках у нас дома течёт именно переменный.
Помимо этого, у переменного электрического тока существует деление ещё на два вида:
- однофазный
- трёхфазный
Для однофазного необходим проводник, который будет проводить напряжение, и обратный проводник. А если рассматривать генератор трёхфазного тока, у него, на всех трёх намотках вырабатывается переменное напряжение частотой в 50 Гц. Трёхфазная система — это не что иное, как три однофазных электрических цепи, сдвинутых по фазе относительно друг друга под углом в 120 градусов. Посредством его использования, можно одновременно обеспечивать энергией три независимые сети, пользуясь при этом только шестью проводами, которые нужны для всех проводников: прямых и обратных, чтобы проводить напряжение.
А если у вас, например, имеется только 4 провода, то и тут проблем не возникнет. Вам нужно будет только соединить обратные проводники. Объединив их, вы получите проводник, который называют нейтральным. Обычно его заземляют. А оставшиеся внешние проводники кратко обозначают как L1, L2 и L3.
Но существует и двухфазный, он представляет из себя комплекс двух однофазных токов, в которых также присутствуют прямой проводник для проведения напряжения и обратный, они сдвинуты по фазе относительно друг друга на 90 градусов.
Маркировка проводов сетей постоянного тока
В нашем быту сети постоянного тока используются достаточно широко. К примеру, это имеется на электроподстанциях для питания их автоматики и защитных цепей, а также в сегменте электрифицированного транспорта и пр. В электросетях постоянного тока отсутствует фазный, или же нулевой проводники, а имеются лишь два, а именно только положительная и отрицательная шины.
Шины и провода положительного заряда «+» сети постоянного тока – должны быть окрашены в красный цвет.
Шины и провода отрицательного заряда «–» сети – должны обозначаться синим цветом.
Средний «М» проводник в сетях постоянного тока – окрашивается в голубой цвет.
 |
Провода бывают разные: синие, белые, красные.
Когда электрическая трехпроводная сеть постоянного тока имеет ответвление на сеть двухпроводную, то проводник положительный «+» данной ответвленной сети, обозначается по цвету так же, как и плюсовой провод в трехпроводной сети, от которого он отходит.
Закон Ома для участка цепи
Закон Ома связывает разность потенциалов (напряжение) на неразветвленном участке цепи с током через этот участок.
Напряжение на неразветвленном участке цепи равно произведению тока через этот участок и сопротивления этого участка: $U = IR$.
Закон Ома для участка цепи нередко может использоваться в двух других, эквивалентных формах:
I = {Uover R} и R={Uover I}$$
Рис. 3. Закон Ома для участка цепи.
Чем отличается DC ток от AC тока
Изначально постоянный ток должен был генерироваться на электростанциях с относительно низким напряжением розетки для потребителя, 110 или 220 В. Однако если при таком варианте подключено сразу несколько потребителей, суммарные значения очень высоки. В таком случае требуются толстые и дорогие кабели для преодоления больших расстояний, чтобы удерживать потери при передаче в определенных пределах. При использовании переменного напряжения генерируемая электроэнергия может транспортироваться на относительно большие расстояния с небольшими потерями. С 1980 г. стало возможным выпрямить трехфазный ток высокого напряжения, а затем преобразовать его обратно.
Главное отличие AC и DC, постоянного и переменного токов состоит в том, что первый изменяется через определенные промежутки времени (с определенной частотой), в частности, он меняет направление по мере своего протекания. В мире самой распространенной является частота 50 Гц.
Обратите внимание! Когда электричество достигает потребителя, тогда в ход идут трансформаторы. Они преобразуют высокое напряжение в более низкое, которое и поступает в дома.
Трансформатор напряжения
Как уже было сказано, DC электричество не меняется с течением времени. И так как электроны движутся лишь в одном направлении, источники характеризуются наличием положительного и отрицательного полюсов. AC более эффективно при использовании многокилометровых линий электропередач. А постоянный ток предпочтителен для небольшой электроники или накопительных элементов, например, солнечных батарей.
Как обозначается постоянное и переменное напряжение
Постоянное напряжение или ток обозначаются аббревиатурой DC, что означает Direct current. На схемах и электроприборах принято также указывать постоянное напряжение простой ровной линией (—).
Значок переменного напряжения записывается в виде несколько иной аббревиатуры ( – AC. Если расшифровать, то получится «Alternating current». На клеммах электроприборов и распределительных щитков, а также на схемах она может изображаться как волнистая линия (~).
Важно! Если в сеть рассчитана для пропуска и того, и другого видов электроэнергии, она маркируется как «AC/DC» и обозначается на схеме двойной линией (верхняя линия прямая и сплошная, а нижняя прямая и пунктирная).
Альтернативное обозначение видов тока и напряжения на схемах
Что такое переменный (AC) и постоянный (DC) ток?
AC от англ. «alternating current» обозначает переменный ток, а DC «direct current» – постоянный ток.
АС чередует направление тока, а DС течет только в одном направлении.
Сварочные машины и электроды с маркировкой DC имеют постоянную полярность, тогда как маркированные AC изменяют полярность 120 раз в секунду с частотой тока 60 герц.
Обозначения токов в измерительных приборах
Общепринятое обозначение постоянного и переменного тока нашло свое отражение в различных измерительных приборах, в том числе и на мультиметре. Вся необходимая символика наносится на лицевую панель того или иного устройства. Это позволяет измерить именно тот параметр, который необходим в данный момент.
Например, если на шкале выставлено положение АС, в этом случае можно проводить измерение значения переменного тока. Как правило, такие приборы предназначены для работы в электросетях с обычными напряжениями 220 или 380 вольт. Существуют модели с рабочими режимами в пределах 600 В и выше.
Если же мультиметр выставлен напротив отметки DC, то рабочий режим аппарата станет соответствовать постоянному току. В этом положении замеряется ток на аккумуляторах, батарейках и других источниках питания, вырабатывающих постоянный ток. В данном режиме требуется непременно соблюдать полярность полюсов. Диапазон измерений обычно составляет от нуля до нескольких тысяч вольт, в зависимости от характеристик конкретной модификации устройства.
Источник
