Змінний і постійний струм: в чому різниця між ними

В електриці є два роду струму – постійний і змінний. Пристрої також вимагають для харчування один або інший вид струму. Від цього залежить можливість їх роботи, а іноді і цілісність після підключення до неправильного харчування. Чим відрізняється змінний струм від постійного ми розповімо в цій статті, давши коротку відповідь найбільш простими словами.

визначення

Електричним струмом називається спрямований рух заряджених частинок. Так звучить визначення з підручника з фізики. Простими словами можна перевести так, що у його складових завжди є якийсь напрямок. Власне, цей напрямок і є визначальним у сьогоднішній розмові.

Змінний струм (Alternative Current – AC) відрізняється від постійного (Direct Current – DC) тим, що в останнього електрони (носії заряду) завжди рухаються в одному напрямку. Відповідно відмінністю змінного струму є те, що напрямок руху і його сила залежать від часу. Наприклад, в розетці напрямок і величина напруги, відповідно і сила струму, змінюється за синусоїдальним законом з частотою в 50 Гц (50 разів за секунду змінюється полярність між проводами).

Для так сказати чайників в електриці зобразимо це на графіку, де по вертикальній осі зображена полярність і напруга, а по горизонтальній час:

Червоною лінією зображено постійна напруга, воно залишається незмінним з плином часу, хіба що змінюється при комутації потужної навантаження або КЗ. Зеленими хвилями показаний синусоїдальний струм. Ви можете бачити, що він протікає то в одну, то в іншу сторону, на відміну від постійного струму, де електрони завжди протікають від мінуса до плюса, а напрямком руху електричного струму обраний шлях від плюса до мінуса.

Якщо сказати по-простому, то різницею в цих двох прикладах є те, що у постоянки завжди плюс і мінус знаходяться на одних і тих же проводах. Якщо говорити про змінному, то в електропостачанні використовують поняття фази і нуля. Якщо розглядати за аналогією з постоянка, то фаза і нуль є плюсом і мінусом, тільки полярність змінюється 50 разів на секунду (в США і ряді інших країн 60 раз в секунду, а в літаках більше 400 разів).

походження

Різниця між AC і DC полягає в їх походження. Постійний струм можна отримати з гальванічних елементів, наприклад, батарейок і акумуляторів.

Також його можна отримати за допомогою динамо-машини – це застаріла назва генератора постійного струму. До речі з їх допомогою генерировалась енергія для перших електромереж. Ми про це говорили в статті про відкриття Ніколи Тесла, в нотатках про війну ідей між Теслой і Едісоном. Пізніше так називали невеликі генератори для живлення велосипедних фар.

Змінний струм добувають також за допомогою генераторів, в наш час в основному трифазних.

Також і те й інше напруга можна отримати за допомогою напівпровідникових перетворювачів і випрямлячів. Так ви можете випрямити змінний струм або отримати його ж, перетворивши постійний.

Формули для розрахунку постійного струму

Різницею між перерві і постоянка є і формули для розрахунків процесів, що відбуваються в ланцюзі. Так опір розраховуються за Законом Ома для ділянки ланцюга або для повного кола:

E = I / R

E = I / (R + r)

Потужність також просто розраховуються:

P = UI

Формули для розрахунку змінного струму

У розрахунках ланцюгів змінного струму різниця в формулах обумовлена ​​відмінністю процесів, що протікають в ємностях і індуктивностях. Тоді формула закону Ома буде для активного опору:

Для ємності:

Для індуктивності:

Тут 1 / wC і wL – ємнісний і індуктивний реактивні опору, а w – кутова частота, вона дорівнює 2піF.

Для ланцюга з ємністю і індуктивністю:

wL-1 / wC – це реактивний опір, воно позначається як Z.

На відео нижче більш детально розповідається, в чому відмінність змінного струму від постійного:

Ссылка на основную публикацию