В съвременния свят всеки се сблъсква с електричеството още от детството си. Първите сведения за това природно явлениетират от философите Аристотел илес, които били заинтригувани от удивителните и загадъчни свойства електрическия ток. Но едва през XVII в. великиучни умове започват поредица от открития, свързани с електрическата енергия, които продължават и до днес.
Откриването електрическия ток и създаването първия генератор в света отйкълрадей през 1831 г. коренно променя човешкия живот. Свикнали сме с уредите, които използват електрическа енергия, за улеснят живота ни, но досега повечето хора незбират товажно явление. Вчалото, зазберем основните принципи електричеството, трябва изучим две основни определения: електрически ток ипрежение.
Съдържание
Какво е променлив ток ипрежение
Електрически ток - е организираното движение зареденистици (носители електрически заряд). Преносителите електрическия ток електрони (в метали изове),тиони и аниони (в електролити), дупки при електронно-дупковата проводимост. Това явление се проявява чрез създаванегнитно поле, промяна в химичния състав илигряване проводници. Основнитерактеристики тока:
- Силата тока, определена по закона Ом и измерена в ампери (А),то във формулите тя се обозначава с буквата I;
- мощност, съгласно закона Джаул-Ленц, измерена въвтове (W), се обозначава с P;
- честота, измерена в херцове (Hz).
Електрическият ток се използвато носител енергия за производство механична енергия с електрически двигатели, за производство топлинна енергия в отоплителни уреди, електрически заваръчни апарати игреватели, за генериране електромагнитни вълни сзлични честоти, за създаванегнитни полета в електромагнити и за производство светлинна енергия в осветителни уреди импи от всякакъв вид.
Напрежение - еботата, извършена от електрическо поле за преместване заряд с големина 1 кулон (Кулон) от една точка проводника до друга. От това определение обаче е трудно сезберекво епрежението.
За се придвижи зареденастица от единия полюс към другия, между тези полюси трябва се създаде потенциалназлика (това екареченотопрежение). Единицата за измерванепрежението е волт (В).
За окончателнозбиране определението за електрически ток ипрежение може сеправи интересна аналогия: представете си, че електрическият заряд е вода, тогавалягането водата в колоната епрежението, а скоростта потока водата в тръбата е силата електрическия ток. Колкото по-високо епрежението, толкова по-голяма е силата електрическия ток.
Какво представлява променливият ток
Ако промените полярността потенциалите, посоката протичане електрическия ток се променя. Този вид ток серича променлив ток. Промяната посоката движение заден интервал от време серича честота и се измерва,кто бе споменато по-горе, в херцове (Hz).пример в стандартна електрическа мрежа вшата страна честотата е 50 Hz, което означава, че посоката тока се променя 50 пъти в секунда.
Какво представлява постоянният ток
Когато подреденото движение зареденитестици има винагимо една посока, този ток серича постоянен ток. Постоянният ток възниква в мрежа с постояннопрежение, когато полярността зарядите от едната и от другата страна е постоянна във времето. Той се използва много често взлични електронни устройства и техники, където не се изисква предаване енергия големизстояния.
Източници електрически ток
Източник електрически ток Обикновено се отнася за уред или устройство, с което може се създаде електрически ток във верига.кива устройства могат произвеждаткто променлив,ка и постоянен ток. Споредчина създаване електричество те сезделят механични, светлинни, топлинни и химически генератори ток.
Механичен Източниците електрически ток преобразуват механичната енергия в електрическа.кова оборудване включвазлични видове генераторикоито генерират променлив електрически ток чрез въртене електромагнит околомотка асинхронни двигатели.
Светлина източници преобразуват енергията фотоните (светлинна енергия) в електрическа енергия. Те използват свойството полупроводниците произвеждатпрежение, когато изложени светлинен поток. Соларнитенели могат сезглеждаттокова оборудване.
Термичен - Превръща топлинната енергия в електричество чрез температурнатазлика между две двойки допиращи се полупроводници - термодвойки.змерът тока вкива устройства е пряко свързан с температурнатазлика: колкото по-голяма езликата, толкова по-голям е интензитетът тока.кива източници се използватпример в геотермалните електроцентрали.
Химически Генерира електричество чрез химични реакции.примерзлични видовелваничнитерии и акумулатори могат бъдат класифициранитокива устройства.лваничните източници ток обикновено се използват вмостоятелни устройства, превозни средства, уреди и източници постоянен ток.
Преобразуване променлив ток в постоянен ток
Електрическите устройства по света използваткто постоянен,ка и променлив ток. Затова е необходимо се преобразува един ток в друг или обратно.
Променливият ток може се преобразува в постоянен с помощта диоден мост или "изправител". Основнатаст токоизправителя е полупроводников диод, който провежда електрическия токмо в една посока. След този диод токът не променя посоката си, но има пулсации, които се елиминират с кондензатори и други филтри. Изправителите се предлагат в механичен,куумен или полупроводниковриант.
В зависимост отчеството изработкакова устройство, токът пулсации изхода ще имазлични стойности,то правило, колкото по-скъпо и по-добре изработено е устройството, толкова по-малко пулсации и по-чист ток. Примери закива устройства захранващи устройствазлични уреди и зарядни устройства, токоизправители електрически агрегати взлични видове транспорт, заваръчни апарати за постоянен ток и др.
Инверторите се използват за преобразуване постоянния ток в променлив.кива устройства генерират променливопрежение със синусоидален модел. Съществуват няколко видакива устройства: моторни инвертори, релейни инвертори и електронни инвертори. Всички те сезличават почеството променливия ток, който произвеждат, по цената измера си. Примери за това непрекъсваемите захранвания, инверторите в автомобилите или в слънчевите електроцентрали,пример.
Къде се използва променливотоково и постояннотоково захранване икви предимствата им
Призлични задачи може селожи използванетокто променлив,ка и постоянен ток. Всеки вид ток има своите предимства и недостатъци.
Променлив ток се използва главно, когато е необходимо се предават токове големизстояния. Този тип ток е по-целесъобразен от гледна точка възможните загуби изходите за оборудване. Ето защо повечето уреди ишини използватмо този вид ток.
Жилищата и предприятията, инфраструктурата и транспортните съоръжения отдалечени от електроцентралите,ка че всички електрически мрежи променлив ток. Тези мрежи захранват всички домакински уреди, промишлено оборудване и влакови локомотиви. Съществува невероятен брой устройства, захранвани с променлив ток, и е много по-лесно се опишат тези, които използват постоянен ток.
Постоянен ток се използва в автономни системи,топример бордови системи за превозни средства,молети, морски съдове и електрически влакове. Той се използва широко за захранване микросхеми взлични електронни, комуникационни и други приложения, където смущенията и пулсациите трябва бъдат сведени до минимум или елиминирани. В някои случаи този ток се използва в електрозаваръчнитеботи с помощта инвертори. Съществуват дори железопътни локомотиви, които се движат с постояннотокови системи. В медицината този ток се използва за въвеждане лекарства в организма чрез електрофореза, а вуката - зазделянезлични вещества (електрофореза протеини и др.).
Символи електрически уреди и вериги
Често е необходимо се определи скъв токботи уредът. В края краищата, свързването устройство с постоянен ток към променливотокова мрежа неизбежно ще доведе до неприятни последици: повреда устройството, пожар или токов удар. За това има международно признати символи. кодове закива системи и дори цветно кодиранибели.
Например уредите,ботещи с постоянен ток, серкират с една линия, две плътни линии или една плътна линия заедно с пунктирана линия под тях.кива течения се обозначават и със следнитетински букви DC. Изолацията електрическите проводници в системите за постоянен ток е оцветена в червено за положителен ток и в синьо или черно за отрицателен ток.
В електрическите апарати ишини променливият ток се обозначава с английското съкращение AC или с вълнообразна линия. В диаграмите и описанията устройствата тя се обозначава и с две линии: плътна и вълнообразна линия една под друга. В повечето случаи проводницитеркирани по следниячин:за вфяво или черно, неутрала в синьо и заземяване в зелено/жълто.
Защо променливият ток се използва по-често
По-горе вече говорихме за това защо променливият ток в момента се използва по-често от постоянния. И всек, неказгледаме този въпрос по-отблизо.
Още от откриването електричеството се води спор за това кой ток е по-подходящ за използване. Съществува дори нещото "война токовете" - съперничество между Томас Едисон и Никола Тесла за използването един вид ток. Борбата между последователите тези велики учени продължава до 2007 г., когато град Ню Йорк преминава от постоянен променлив ток.
Най-важната причина, поради която променливият ток се използва по-често, е е възможността се предава големизстояния с минимални загуби.. Колкото по-голямо езстоянието между източника ток и крайния потребител, толкова по-голямо е съпротивлението. на проводниците и загубата топлина от проводниците.
За се получиксимална мощност, е необходимо се увеличи дебелинатабелите (и по тозичинмаляват съпротивлението) или увеличитепрежението.
При системите за променлив ток е възможно се увеличипрежението с минимална дебелина проводника,то по тозичин семалява цената електрическите линии. При системите за постоянен ток няма достъпни и ефективничини за повишаванепрежението и затовакива мрежи изискват или увеличаване дебелината проводниците, или изграждане голям бройлки електроцентрали. И двата метода скъпи и значително увеличават цената електроенергията в сравнение с мрежите за променлив ток.
С помощта електрически трансформатори променливотопрежение се преобразува ефективно (с ефективност до 99%) може се променя във всяка посока от минимални доксимални стойности, което също е едно отжните предимства мрежите за променлив ток. Използването трифазна система за променлив ток допълнително повишава ефективността, ашините,топример двигателите, коитоботят с мрежи за променлив ток, много по-малки, по-евтини и по-лесни за поддръжка от двигателите за постоянен ток.
От всичко гореизложено можем заключим, че използването променлив ток е полезно в големи мрежи и при пренос електрическа енергия големизстояния, докато за точната и ефективнабота електронните устройства и за автономните устройства е препоръчително се използва постоянен ток.
Свързани статии:
