Почему используют переменный ток а не постоянный


В чем разница между постоянным и переменным током — T&P

Если вдоль всего Садового кольца встанут люди, возьмутся за руки, и одновременно будут шагать в одну сторону, то через каждый перекресток будет проходить много людей. Это постоянный ток. Если же они будут делать пару шагов вправо, потом влево, через каждый перекресток пройдет много людей, но это будут одни и те же люди. Это переменный ток.

Ток – это движение электронов в определенном направлении. Оно нужно, чтобы в наших устройствах тоже двигались электроны. Откуда берется ток в розетке?

Электростанция преобразует кинетическую энергию электронов в электрическую. То есть, гидроэлектростанция использует проточную воду для вращения турбины. Пропеллер турбины вращает клубок меди между двух магнитов. Магниты заставляют электроны в меди двигаться, из-за этого начинают двигаться электроны в проводах, которые присоединены к клубку меди — получается ток.

Генератор — как насос для воды, а провод — как шланг. Генератор-насос качает электроны-воду через провода-шланги.

Переменный ток — это тот ток, который у нас в розетке. Он называется переменным, потому что направление движения электронов постоянно меняется. У переменного тока из розеток бывает разная частота и электрическое напряжение. Что это значит? В российских розетках частота 50 герц и напряжение 220 вольт. Получается, что за секунду поток электронов 50 раз меняет направление движения электронов и заряд с положительного на отрицательный. Смену направлений можно заметить в флуоресцентных лампах, когда их включаешь. Пока электроны разгоняются, она несколько раз мигает —  это и есть смена направлений движения. А 220 вольт — это максимально возможный «напор», с которым движутся электроны в этой сети.

В переменном токе постоянно меняется заряд. Это значит, что напряжение составляет то 100%, то 0%, то снова 100%. Если бы напряжение было 100% постоянно, то понадобился бы провод огромного диаметра, а с меняющимся зарядом провода могут быть тоньше. Это удобно. По небольшому проводу электростанция может отправить миллионы вольт, потом трансформатор для отдельного дома забирает, например 10000 вольт, и в каждую розетку выдает по 220.

Постоянный ток — это ток, который у вас в телефонном аккумуляторе или батарейках. Он называется постоянным, потому что направление движения электронов не меняется. Зарядные устройства трансформируют переменный ток из сети в постоянный, и уже в таком виде он оказывается в аккумуляторах.

Что будет, если подать в электросеть постоянный ток / Хабр

Война токов

завершилась, и Тесла с Вестингаузом, похоже, победили. Сети постоянного тока сейчас используются кое-где на железной дороге, а также в виде свервысоковольтных линий передачи.

Подавляющее большинство энергосетей работают на переменном токе. Но давайте представим, что вместо переменного напряжения с действующим значением 220 вольт в ваш дом внезапно стали поступать те же 220 В, но постоянного тока.

Театр начинается с вешалки, а наш электрический цирк — с вводного щитка.

И сразу хорошие новости: защитные автоматы будут работать как положено. Автомат имеет два расцепителя: тепловой и электромагнитный. Тепловой служит для защиты от длительной перегрузки. Ток нагревает биметаллическую пластинку, она изгибается и размыкает цепь. Электромагнитный элемент срабатывает от кратковременного импульса тока при коротком замыкании. Он представляет собой соленоид, который втягивает в себя сердечник и, опять же, разрывает цепь. Обе эти системы прекрасно работают на постоянном токе.


источник картинки: выключатель-автоматический.рф

Дополнения от Bronx и AndrewN:
Магнитный расцепитель срабатывает по амплитудному значению тока, то есть в 1,4 раза больше действующего. На постоянном токе его ток срабатывания будет в 1,4 раза выше.

Дугу постоянного тока сложнее погасить, так что при коротком замыкании увеличится время разрыва цепи и ускорится износ автомата. Существуют специальные автоматы, рассчитанные на работу с постоянным током.

Помимо автоматов, в щитке есть устройство защитного отключения (УЗО). Его цель — обнаруживать утечку тока из сети на землю, например при касании человеком токоведущих частей. УЗО измеряет силу тока в двух проводниках, проходящих через него. Если в нагрузку втекает такой же ток, что и вытекает — всё в порядке, утечки нет. Если же токи не равны, УЗО бьёт тревогу и разрывает цепь.

Чувствительный элемент УЗО — дифференциальный трансформатор. У такого трансформатора две первичные обмотки, включенные в противоположных направлениях. Если токи равны, их магнитные поля компенсируют друг друга и на выходе сигнала нет. Если токи не скомпенсированы, на выходе сигнальной обмотки появляется напряжение, на которое реагирует схема УЗО. На постоянном токе трансформатор работать не будет, и УЗО окажется бесполезным.

Неважно, какой у вас электросчетчик — старый механический или новый электронный — работать он не будет. Механический счетчик представляет собой электродвигатель, где ротором служит металлический диск, а статор содержит две обмотки. Одна обмотка включена последовательно с нагрузкой и измеряет ток, вторая включена параллельно и измеряет напряжение. Таким образом, чем больше потребляемая мощность, тем быстрее крутится диск. Работа такого счетчика основана на явлении электромагнитной индукции, и при постоянном токе в обмотках диск останется неподвижен.

Электронный счетчик устроен по-другому. Он напрямую измеряет напряжение (через резистивный делитель) и ток (при помощи шунта или датчика Холла), оцифровывает их, а затем микропроцессор пересчитывает полученные данные в киловатт-часы. В принципе, ничто не мешает такой схеме работать с постоянным током, но во всех бытовых счетчиках постоянная составляющая программно отфильтровывается и на показания не влияет. Счетчики постоянного тока существуют в природе, их ставят, например, на электровозы, но в квартирном щитке вы такой не найдёте.

Ну и ладно, не хватало ещё платить за всё это безобразие! Идём дальше по цепи и смотрим, какие электроприборы могут нам встретиться.

Тут всё прекрасно. Электронагреватель — это чисто резистивная нагрузка, а тепловое действие тока не зависит от его формы и направления. Электроплиты, чайники, кипятильники, утюги и паяльники будут работать на постоянном токе точно так же, как и на переменном. Биметаллические терморегуляторы (как, например, в утюге) тоже будут функционировать правильно.

Старая добрая лампочка Ильича на постоянном токе чувствует себя не хуже, чем на переменном. Даже лучше: не будет пульсаций света, лампа не будет гудеть. На переменном токе лампочка может гудеть из-за того, что спираль (особенно, если она провисла) работает как электромагнит, сжимаясь и растягиваясь дважды за период. При питании постоянным током этого неприятного явления не будет.

Однако если у вас установлены регуляторы яркости (диммеры), то они работать перестанут. Ключевым элементом диммера является тиристор — полупроводниковый прибор, который открывается и начинает пропускать ток в момент подачи управляющего импульса. Закрывается тиристор, когда ток через него прекращает течь. При питании тиристора переменным током он будет закрываться при каждом переходе тока через ноль. Подавая управляющий импульс в разное время относительно этого перехода, можно менять время, в течение которого тиристор будет открыт, а значит, и мощность в нагрузке. Именно так и работает диммер.

При питании постоянным током тиристор не сможет закрыться, и лампа всегда будет гореть на 100% мощности. А возможно, управляющая схема не сможет «поймать» переход сетевого напряжения через ноль и не подаст импульс для открытия тиристора. Тогда лампа не загорится совсем. В любом случае, диммер будет бесполезен.

Люминесцентную лампу нельзя включать напрямую в сеть, для нормальной работы ей нужен пуско-регулирующий аппарат (ПРА). В простейшем случае он состоит из трёх деталей: стартёра, дросселя и конденсатора. Последний нужен не самой лампе, а остальным потребителям в сети, так как он улучшает

коэффициент мощности

и фильтрует помехи, создаваемые лампой. Стартёр — это неоновая лампочка, один из электродов которой при нагреве изгибается и касается второго электрода. Дроссель — большая катушка индуктивности, включенная последовательно с лампой:

Штатно всё это работает так: при включении зажигается разряд в стартёре, его контакты нагреваются и замыкаются между собой. Ток течёт через нити накала лампы, отчего те разогреваются и начинают испускать электроны. В это время стартёр остывает и размыкает цепь. Ток резко падает, и за счет самоиндукции на дросселе появляется импульс высокого напряжения. Этот импульс зажигает разряд в лампе, и дальше он горит самостоятельно. Дроссель теперь ограничивает ток разряда, работая как добавочное сопротивление.

Что же будет на постоянном токе? Стартёр сработает, лампа зажжётся как положено, но вот дальше всё пойдёт наперекосяк. В цепи постоянного тока у дросселя не будет индуктивного сопротивления (только активное сопротивление проводов, а оно мало), а значит, он больше не сможет ограничивать ток. Чем выше ток разряда, тем сильнее ионизируется газ в лампе, сопротивление падает, и ток растёт ещё сильнее. Процесс будет развиваться лавинообразно и закончится взрывом лампы.

Электромагнитные ПРА просты, но не лишены недостатков. У них низкий КПД, дроссель громоздкий и тяжелый, гудит и нагревается, лампа загорается с диким миганием, а потом мерцает с частотой 100 Гц. Всех этих недостатков лишен электронный пускорегулирующий аппарат (ЭПРА). Как он работает? Если посмотреть

схемы различных ЭПРА

, можно заметить общий принцип. Напряжение сети выпрямляется (преобразуется в постоянное), затем генератор на транзисторах или микросхеме вырабатывает переменное напряжение высокой частоты (десятки кГц), которое питает лампу. В дорогих ЭПРА есть схемы разогрева нитей и плавного запуска, которые продлевают срок службы лампы.


источник картинки: aliexpress.com

Схожую схемотехнику имеют как блоки для линейных ламп, так и компактные «энергосберегайки», которые вкручиваются в обычный патрон. Поскольку на входе ЭПРА стоит выпрямитель, можно питать всю схему постоянным напряжением.

Светодиод требует для работы небольшое постоянное напряжение (около 3.5 В, обычно соединяют несколько диодов последовательно) и ограничитель тока.

Схемы светодиодных ламп

весьма разнообразны, от простых до довольно сложных.

Самое простое — последовательно со светодиодами поставить гасящий резистор. На нём упадёт лишнее напряжение, он же будет ограничивать ток. Такая схема имеет чудовищно низкий КПД, поэтому на практике вместо резистора ставят гасящий конденсатор. Он также обладает сопротивлением (для переменного тока), но на нём не рассеивается тепловая мощность. По такой схеме собраны самые дешёвые лампы. Светодиоды в них мерцают с частотой 100 Гц. На постоянном токе такая лампа работать не будет, так как для постоянного тока конденсатор имеет бесконечное сопротивление.


источник картинки: bigclive.com

Более дорогие лампы устроены сложнее, очень похоже на ЭПРА для люминесцентных ламп. Источник питания в них содержит высокочастотный импульсный стабилизатор, который питается выпрямленным сетевым напряжением. Как и в случае с ЭПРА, схема будет нормально работать, если подать на неё постоянное напряжение.


источник картинки: powerelectronictips.com

Универсальный коллекторный двигатель (УКД) состоит из неподвижного статора и ротора, который вращается внутри. Статор имеет одну обмотку, а ротор сразу несколько. Роторные обмотки подключаются через коллектор — цилиндр с контактами, по которому скользят угольные щётки. Взаимодействие магнитных полей статора и ротора заставляет ротор поворачиваться. Коллектор устроен так, что всё время включает ту из обмоток, которая находится перпендикулярно обмотке статора — для неё вращающий момент будет максимальным.

Такой двигатель может работать при питании как переменным, так и постоянным током. Собственно, поэтому он и называется «универсальным». При смене полярности одновременно меняется направление магнитного поля и в статоре, и в роторе, в результате двигатель продолжает вращаться в ту же сторону. На постоянном токе УКД развивает даже больший момент, чем на переменном, за счет отсутствия индуктивного сопротивления обмоток. Универсальные коллекторные двигатели применяются там, где нужно получить большую мощность при малых габаритах. В бытовой технике УКД стоят в стиральных машинах, пылесосах, фенах, блендерах, миксерах, мясорубках, а также в электроинструментах. Все эти приборы продолжат работать, если напряжение в розетке внезапно «выпрямится».

У синхронного двигателя в статоре несколько обмоток, которые создают вращающееся магнитное поле. Ротор содержит постоянный магнит либо обмотку, питаемую постоянным током. Магнитное поле статора сцепляется с полем ротора и вращает его за собой. Особенностью такого двигателя является то, что частота его вращения зависит только от частоты питающего тока. На постоянном токе, очевидно, такой двигатель будет вращаться с нулевой частотой, то есть остановится.

В быту применяются маломощные синхронные двигатели там, где нужно поддерживать строго постоянную частоту вращения. В основном, это электромеханические часы и таймеры. Также синхронными являются двигатель вращения тарелки в СВЧ-печи и двигатель сливного насоса в стиральной машине.

Асинхронный двигатель похож своим устройством на синхронный. В нем также статор имеет несколько обмоток и создаёт вращающееся поле. Но обмотка ротора никуда не подключена и замкнута накоротко. Ток в ней создаётся за счет явления электромагнитной индукции в переменном поле статора. Этот ток создаёт своё магнитное поле, которое взаимодействует с вращающимся полем статора и заставляет ротор вращаться.

Асинхронные двигатели отличаются низким уровнем шума и большим ресурсом из-за отсутствия трущихся щёток. Их можно встретить в холодильниках, кондиционерах и вентиляторах. При питании постоянным током магнитное поле статора вращаться не будет. Также не возникнет ток в короткозамкнутом роторе. Двигатель останется неподвижен, а обмотка будет просто нагреваться, как обычный кусок провода.

Строго говоря, это не отдельный тип двигателя, а способ управления им. Сам двигатель может быть синхронным или асинхронным. Главная особенность в том, что напряжения на обмотках формируются управляющей схемой по сигналу с датчика положения ротора. Это позволяет регулировать скорость и крутящий момент в широких диапазонах, ограничивать пусковые токи и даёт кучу возможностей, вроде стабилизации частоты вращения. Вот пара хороших статей, объясняющих всю эту магию:

Раз
Два

Вентильные двигатели всё шире используются в бытовой технике: в стиральных машинах, холодильниках, кондиционерах, пылесосах. Обычно такую технику можно узнать по прилагательному «инверторный» в рекламе. Вентильный двигатель безразличен к форме питающего напряжения. Напряжение сети первым делом выпрямляется, а затем управляющий блок «лепит» из него несколько разных синусоид (обычно три) для питания обмоток мотора. Естественно, такая система будет спокойно работать на постоянном токе.

Трансформатор состоит из нескольких обмоток, связанных общим магнитопроводом. Переменный ток в одной обмотке (первичной) порождает индукционные токи во всех остальных обмотках (вторичных). Ключевая особенность трансформатора, ради которой его обычно и используют, в том, что напряжения на обмотках соотносятся так же, как количество витков в этих обмотках. Если в первичной обмотке намотать 1000 витков, а во вторичной — 100, такой трансформатор будет понижать напряжение в 10 раз. Если включить его наоборот — в 10 раз повышать. Очень просто и удобно.


В линейном блоке питания напряжение сети понижается (или повышается, если надо) до необходимого уровня при помощи трансформатора. Далее стоит выпрямитель, который преобразует переменное напряжение в постоянное, и фильтр, сглаживающий пульсации. Затем может идти стабилизатор, который поддерживает неизменным выходное напряжение.

Линейные блоки питания постепенно вытесняются импульсными, но первые работают ещё много где. В микроволновке, если она не «инверторная», есть мощный трансформатор, который повшает сетевые 220 В до нескольких киловольт, необходимых для работы магнетрона. От трансформаторов питается управляющая электроника в стиральных машинах, кухонных плитах и кондиционерах. Трансформаторные блоки питания используются в аудиоаппаратуре и дешёвых зарядных устройствах.

Что случится с трансформатором, если его включить в сеть постоянного тока? Во-первых, на вторичных обмотках напряжение не появится, так как электромагнитная индукция возникает лишь при изменении тока. Во-вторых, обмотка не будет обладать индуктивным сопротивлением, а значит, через неё потечёт гораздо больший ток, чем рассчитано. Трансформатор будет перегреваться и довольно быстро сгорит.

Чем выше частота переменного тока, тем эффективнее работает трансформатор (в разумных пределах, конечно). Если использовать частоту в несколько десятков килогерц вместо сетевых 50 Гц, можно прилично уменьшить габариты трансформаторов при той же передаваемой мощности. Эта идея лежит в основе импульсных блоков питания. Работает такой блок следующим образом: напряжение сети выпрямляется, полученное постоянное напряжение питает транзисторный генератор, который даёт снова переменное напряжение, но уже высокой частоты. Его теперь можно понижать или повышать трансформатором, выпрямлять и подавать в нагрузку.


По такой схеме сейчас питается подавляющее большинство электроники: компьютеры, мониторы, телевизоры, зарядные устройства для ноутбуков, телефонов и прочих гаджетов. Поскольку входное напряжение первым делом выпрямляется, импульсный блок питания должен без проблем работать на постоянном токе. Но есть пара моментов, которые могут всё испортить.

Во-первых, напряжение после выпрямителя равно почти амплитудному значению переменного напряжения. То есть для ~220 В на входе выпрямитель даст 311 B. Мы же по условию подаём постоянное напряжение 220 В, что на 30% ниже. Это скорее всего не вызовет проблем, потому что современные блоки питания могут работать в широком диапазоне напряжений, обычно от 100 до 250 В.

Во-вторых, выпрямитель состоит из четырёх диодов, которые работают парами: одна пара на положительной полуволне тока, другая — на отрицательной. Таким образом, каждый диод пропускает ток лишь половину времени. Если мы подадим на выпрямитель постоянное напряжение, одна пара диодов будет открыта всегда, и на них будет рессеиваться двойная мощность. Если диоды не имеют двойного запаса по току, они могут сгореть. Но это не слишком большая беда: можно просто выкинуть выпрямитель и подавать постоянное напряжение сразу после него.

После того, как вы потушили несколько возгораний и сгребли в кучу испорченные приборы, настало время подвести итоги. Переход на постоянный ток переживёт либо старая и простая техника (лампы накаливания, нагреватели, коллекторные моторы с механическим управлением) либо, наоборот, самая современная (с импульсными блоками питания и инверторными моторами).

К счастью, описанный сценарий вряд ли осуществится на практике, если не рассматривать возможность специально организованной диверсии. Ни при какой возможной аварии в энергосети переменное напряжение не станет вдруг постоянным. Правда, при возможных авариях случаются иные нехорошие вещи, но это уже совсем другая история. Берегите себя и делайте бэкапы.

AC/DC: что такое полярность тока

Вы знаете, что означают надписи AC (переменный ток) и DC (постоянный ток) на сварочных аппаратах и электродах? По сути эти термины описывают полярность электрического тока, который вырабатывается источником питания и направляется к рабочему изделию через электрод. Выбор правильной полярности для той или иной марки электродов оказывает существенное влияние на прочность и качество соединений – поэтому не забывайте проверить надпись на упаковке! Чтобы лишний раз убедиться, Вы можете сделать две пробные попытки с разной полярностью на краю рабочего изделия.

В обиходе используются термины «прямая» и «обратная» полярность или «электрод-отрицательная» и «электрод-положительная» полярность. Последнее звучит более наглядно и поэтому здесь мы будем использовать именно эти обозначения.

Полярность обусловлена тем, что электрический контур имеет отрицательный и положительный полюсы. Постоянный ток (DC) все время движется в одном направлении, из-за чего его полярность всегда одинакова. Переменный ток (AC) половину времени движется в одном направлении и половину – в другом. Таким образом, при частоте 60 Герц полярность тока меняется 120 раз в секунду.

Сварщик должен хорошо понимать, что такое полярность и какое влияние она оказывает на процесс сварки. С некоторыми исключениями электрод-положительная (обратная) полярность обеспечивает более глубокое проплавление. Электрод-отрицательная (прямая) полярность имеет более высокую производительность расплавления электрода и, как следствие, производительность наплавки. На это могут влиять химические вещества в покрытии. Электроды из углеродистой стали с покрытием целлюлозного типа, например, Fleetweld 5P или Fleetweld 5P+, обычно рекомендуют использовать с положительной полярностью. Некоторые типы электродов для сварки в среде защитных газов пригодны для сварки с обоими типами полярности.

Применение сварочных аппаратов трансформаторного типа породило необходимость в электродах, пригодных для сварки с любой полярностью из-за постоянных смен направления переменного тока. Хотя переменный ток сам по себе не имеет полярности, если электроды для сварки на переменном токе использовать с постоянным, они покажут более низкие результаты. Поэтому производители электродов обычно указывают наиболее подходящую полярность на покрытии и упаковке электродов.

Чтобы обеспечить необходимое проплавление, однородную форму шва и высокие сварочные характеристики, обязательно нужно использовать подходящую полярность. Неправильная полярность вызовет недостаточное проплавление, непостоянную форму шва, избыточное разбрызгивание, сложности с контролем дуги, перегрев и быстрое сгорание электрода.

На большинстве аппаратов четко обозначены контакты или подробно описано, как их настроить на определенную полярность. Например, некоторые аппараты имеют переключатель полярности, а на других для этого нужно сменить кабельные разъемы. Если Вы не уверены, какая в данный момент используется полярность, есть два несложных способа это выяснить. Первый – это сварка угольным электродом для постоянного тока, который будет нормально работать только при прямой полярности. Второй – сварка электродом Fleetweld 5P, который показывает намного лучшие результаты с обратной полярностью.

 

Проверка полярности:

А: Определение полярности с помощью угольного электрода

1. Проведите очистку основного металла и расположите его горизонтально.
2. Заострите кончики двух угольных электродов на шлифовальном диске, чтобы они имели одинаковую форму в плавным скосом, начинающимся в 5–7.5 см от кончика электрода.
3. Вставьте один электрод в электрододержатель возле начала скоса.
4. Настройте силу сварочного тока 135–150А.
5. Выберите интересующую Вас полярность.
6. Подожгите дугу (не забывайте о маске) и некоторое время подождите. Увеличьте длину дуги, чтобы было удобнее наблюдать действие дуги.
7. Понаблюдайте за дугой. При электрод-отрицательной (прямой) полярности дуга имеет коническую форму и отличается высокой стабильностью, легкой управляемостью и однородностью.
При электрод-положительной (обратной) полярности дугой достаточно сложно управлять. Она будет оставлять черные отложения углерода на основном металле.
8. Смените полярность. Подожгите дугу вторым электродом и подождите такое же время. Понаблюдайте за дугой.
9. Сравните кончики двух электродов. При прямой полярностью электрод сгорает равномерно, сохраняя свою форму. При обратной полярности электрод быстро сгорает и принимает плоскую форму.


Б. Определение полярности с помощью металлического электрода (E6010)

1. Проведите очистку основного металла и расположите его горизонтально.
2. Настройте силу сварочного тока 130–145 А (для электродов диаметром 4 мм).
3. Выберите одну из полярностей.
4. Подожгите дугу. Начните сварку, соблюдая стандартную длину дуги и угол наклона электрода.
5. Прислушайтесь к звуку дуги. При подходящей полярности, нормальной длине дуги и силе тока, дуга будет издавать равномерный «треск».
Неправильная полярность при нормальной длине дуги и силе тока вызовет нерегулярный «хруст» и «хлопки» и нестабильность дуги. См. выше, как ведет себя дуга и как выглядит шов при использовании металлического электрода с правильной и неправильной полярностью.
7. Смените полярность и создайте второй шов.
8. Проведите чистку швов и внимательно их осмотрите. При неправильной, прямой полярности шов будет иметь отрицательные характеристики, перечисленные в Уроке 1.6.
9. Повторите несколько раз, пока Вы не научитесь быстро определять текущую полярность.

Дымоудаление на 24В или 230В?

Что такое постоянный и переменный ток. 

Переменный ток — силовой электрический ток, который с течением времени изменяется по величине и направлению ( в одном проводе идёт то плюс то минус с частой смены потенциалов 50 раз в секунду). 

Постоянный ток — слаботочный (безопасный) электрический ток, который с течением времени не изменяется по величине и направлению (по одному проводу всегда идёт минус, по второму всегда идёт плюс) - при этом КПД у постоянного тока выше чем у переменного.


Почему чаще используется постоянный ток

Наиболее используемая схема для дымоудаления и компенсации воздуха в современных проектах. Для этих систем используют электроприводы с напряжением 24В постоянного тока, где управление (открывание/закрывание) осуществляется за счет смены полярности на клеммах. Наравне с этим слаботочными являются и сети АПС (автоматической пожарной сигнализации). Это оборудование обычно работает с выходным напряжением 12В. Для подключения блоков управления системы дымоудаления к АПС используют "сухой" нормально-замкнутый (NC) контакт. Для автономной работы на случай отключения основной сети блоки управления оснащаются аккумуляторами резервного питания на 24В постоянного тока. 

Постоянный ток при равных прочих позволяет обеспечить максимальное усилие (мощность) привода, которая измеряется в Ньютонах (1Н = 1 кг*м/с2). Именно максимальное усилие привода имеет определяющую роль при подборе оборудования для вертикальных и, особенно, наклонных окон с учетом ветровых и снеговых нагрузок. При этом приводы с переменным током отличаются более высокой скоростью открывания/закрывания.

Если для клапанов и вытяжных вентиляторов с системах дымоудаления и подпора воздуха достаточно подать напряжение, то для приводов важно двухфазное (реверсное) управление. При этом подача напряжения для приводов должна быть ограничена по времени - т.е. после полного открывания окон и отработки концевых выключателей на приводах напряжение снимается.

Минусом систем с постоянным током 24В является потеря напряжения на длинных протяжках с большим количеством электроприводов на одном магистральном кабеле. В таких случаях приходится либо увеличивать сечение проводника, либо увеличивать количество блоков управления и протяжек, разделяя питание на группы.


Системы дымоудаления с переменным током

Такие системы существуют на рынке и самым главным преимуществом является отсутствие проблем с потерей напряжения при больших протяжках. Для таких систем используются стандартные электроприводы на 230В переменного тока и специальные шкафы управления, в основном немецких производителей. Значительная экономия достигается на проводке, в которой мы уже не учитываем потери напряжения т.к. они незначительны. Однако необходимо учитывать что стоимость шкафов управления значительно выше (в десятки раз) чем стоимость аналогичного оборудования на 24В постоянного тока. И, конечно, важнейшим условием для использования схем с переменным током является наличие автономного питания на объекте (электрогенераторы).

Данные системы наиболее актуальны для крупных промышленных и торговых объектов с большим количеством исполнительных устройств и большими протяжками.


Еще аргумент

При проектировании систем пожарной безопасности и дымоудаления главный акцент делается на гарантированной надежности всех элементов и сохранении их работоспособности в аварийной ситуации. Поэтому все системы оснащаются вторым контуром питания (аккумуляторы постоянного тока) с функцией подзарядки. При этом обеспечить аварийное питание переменного тока возможно только за счет генераторов, которые обычно работают на жидком топливе и используются для компрессоров, двигателей, вентиляционных клапанов, лифтов и прочего оборудования с напряжением питания до 1000В, необходимого только для эксплуатации зданий. 


Преобразование переменного тока в постоянный

Электрический ток протекает в различных средах: металлах, полупроводниках, жидкостях и газах. При этом он может быть постоянным или переменным. В статье рассмотрим отдельно постоянный и переменный ток, а также преобразование переменного тока в постоянный.

Постоянный ток и его источники

У постоянного тока величина и направление не изменяются с течением времени. На современных приборах он обозначается буквами DC — сокращением от английского Direct Current (в дословном переводе – прямой ток). Его графическое обозначение:

Источниками постоянного тока являются батарейки и аккумуляторы. На нем работают все полупроводниковые электронные устройства: мобильные телефоны, компьютеры, телевизоры, спутниковые системы. Для питания этих устройств от сети переменного тока в их входят блоки питания. Они понижают напряжение сети до нужной величины и преобразуют переменный ток в постоянный. Зарядные устройства для аккумуляторов тоже питаются от сети переменного тока и выполняют те же функции, что и блоки питания.

Переменный ток и его параметры

У переменного тока направление и величина циклически изменяются во времени. Цикл одного полного изменения (колебания) называется периодом (T), а обратная ему величина – частотой (f). Буквенное обозначение переменного тока – АС, сокращение от Alternating Current (знакопеременный ток), а графически он обозначается отрезком синусоиды:

̴

После этого знака указывается напряжение, иногда – частота и количество фаз.

Переменный ток характеризуется параметрами:

ХарактеристикаОбозначениеЕдиница измеренияОписание
Число фазОднофазный
Трехфазный
НапряжениеUвольтМгновенное значение
Амплитудное значение
Действующее значение
Фазное
Линейное
ПериодТсекундаВремя одного полного колебания
ЧастотаfгерцЧисло колебаний за 1 секунду

Однофазный ток в чистом виде получается при помощи бензиновых и дизельных генераторов. В остальных случаях он – часть трехфазного, представляющего собой три изменяющихся по синусоидальному закону напряжения, равномерно сдвинутых друг относительно друга. Этот сдвиг по времени называется углом сдвига фаз и составляет 1/3Т.

Для передачи трехфазных напряжений используют четыре провода. Один является их общей точкой и называется нулевым (N), а три остальные называются фазами (L1, L2, L3).

Графики напряжений трехфазного переменного тока

Напряжение между фазами называется линейным, а между фазой и нулем – фазным, оно меньше линейного в √3 раз. В нашей сети фазное напряжение равно 220 В, а линейное – 380 В.

Под мгновенным значением напряжения переменного тока понимают его величину в определенный момент времени t. Она изменяется с частотой f. Мгновенное значение напряжения в точке максимума называется амплитудным значением. Но не его измеряют вольтметры и мультиметры. Они показывают величину, в √2 раз меньшую, называемую действующим или эффективным значением напряжения. Физически это означает, что напряжение постоянного тока этой величины совершит такую же работу, как и измеряемое переменное напряжение.

Характеристики трехфазного тока

Достоинства и недостатки переменного напряжения

Так почему же для энергоснабжения выбрали переменный ток, а не постоянный?

При передаче электроэнергии ток проходит по проводам, длиной сотни километров, нагревая их и рассеивая в воздухе энергию. Это неизбежно как для постоянного, так и для переменного токов. Но мощность потерь зависит только от сопротивления проводов и тока в них:

Мощность, которую передается по линии, равна:

Отсюда следует, что при увеличении напряжения для передачи той же мощности нужен меньший ток, и мощность потерь при этом уменьшается. Вот поэтому протяженных ЛЭП напряжение повышают. Есть линии на 6кВ, 10кВ, 35кВ, 110кВ, 220кВ, 330кВ, 500кВ, 750кВ и даже 1150кВ.

Но в процессе передачи электроэнергии от источника к потребителю напряжение нужно неоднократно изменять. Проще это сделать на переменном токе, используя трансформаторы.

Недостатки переменного тока проявляются при передаче энергии по кабельным линиям. Кабели имеют емкостное сопротивление между фазами и относительно земли, а емкость проводит переменный ток. Появляется утечка, нагревающая изоляцию и выводящая со временем ее из строя.

Преобразование переменного тока в постоянный и наоборот

Процесс получения из переменного тока постоянного называется выпрямлением, а устройства – выпрямителями. Основная деталь выпрямителя – полупроводниковый диод, проводящий ток только в одном направлении. В результате выпрямления получается пульсирующий ток, меняющий со временем свою величину, но не изменяющий знак.

Затем пульсации устраняют при помощи фильтров, простейшим из них является конденсатор. Полностью пульсации устранить невозможно, а их конечный уровень зависит от схемы выпрямителя и качества фильтра. Сложность и стоимость выпрямителей зависит от величины пульсаций на выходе и от максимальной мощности на выходе.

Схема простейшего выпрямителяГрафики работы выпрямителя

Для преобразования в переменный ток используются инверторы. Принцип их работы состоит в генерации переменного напряжения с формой, максимально приближенной к синусоидальной. Пример такого устройства – автомобильный инвертор для подключения к бортовой сети бытовых приборов или инструмента.

Чем качественнее и дороже инвертор, тем больше его мощность или точнее выдаваемое им напряжение приближается к синусоиде.

Оцените качество статьи:

Сравнение переменного и постоянного тока — мощность постоянного тока (распределение электроэнергии)

Традиционные системы питания центров обработки данных используют источник бесперебойного питания (ИБП) с двойным преобразованием, который может переключаться в «эко»-режим, когда эффективность системы больше или меньше потери энергии. В этом режиме цепь двойного преобразования (AC-DC и DC-AC) обходится.

Однако в этом случае внутренние потери все же имеют место. При этом в системах уровня 1-3 нагрузка ИБП не превышает 70-80% номинальной нагрузки, в системах уровня 4 она обычно не превышает 30-40% номинальной нагрузки.И это часто диапазоны, где операция двойного преобразования менее эффективна. Таким образом, работа в экономичном режиме повышает общую энергоэффективность за счет сокращения времени работы в режиме двойного преобразования. Многие операторы сознательно выбирают режим «эко» для снижения эксплуатационных расходов.

Системы на основе ИБП с двойным преобразованием также требуют обширных электрических установок, часто соединенных параллельно, для достижения надежности 99,9%, резервирования N + 1 или повышенной доступности.По-прежнему необходимы дополнительные сплиттеры и блоки питания, адаптирующие ток к требованиям сервера.

В отличие от системы переменного тока с двойным преобразованием, в системе постоянного тока используется только одно преобразование переменного тока в постоянный, а постоянный ток распределяется непосредственно по стойкам, что упрощает электромонтаж и обеспечивает соблюдение требований к надежности и времени готовности.

Меньшее количество точек преобразования означает меньше отходов, меньше вероятности сбоя, что приводит к большей стабильности и надежности, меньшему риску сбоев и более быстрому восстановлению системы.

Меньшее количество компонентов также означает снижение затрат на установку и обслуживание и позволяет лучше управлять пространством в серверной комнате.

Телекоммуникационные центры успешно питаются от 48 В постоянного тока на протяжении десятилетий. Однако для современных центров обработки данных с гораздо более высоким энергопотреблением 48 В постоянного тока недостаточно. АББ разрабатывает архитектуру питания 380 В постоянного тока в сотрудничестве с другими крупными компаниями. Он проводит исследования в этом направлении и запустил ряд пилотных проектов.В результате эта система завоевывает все большую популярность, дополняя предлагаемые компанией АББ системы, работающие на базе переменного тока.

.

В чем разница между переменным током и постоянным током

В современном мире, после кислорода в организме человека, электричество является самым важным. Когда было изобретено электричество, с годами произошло много изменений. Темная планета превратилась в планету огней. На самом деле, это сделало жизнь такой простой при любых обстоятельствах. Все устройства, производства, офисы, дома, технологии и компьютеры питаются от электричества. Здесь энергия будет поступать в двух формах: переменный ток (AC) и постоянный ток (DC).Что касается этих токов и разницы между переменным и постоянным током, его основные функции и приложения будут подробно обсуждены. Его свойства также обсуждаются в табличной колонке.



Разница между переменным и постоянным током

Электричество может течь двумя путями, такими как переменный ток (переменный ток) и постоянный ток (постоянный ток). Электричество можно определить как поток электронов в проводнике, таком как провод. Основная диспропорция между переменным и постоянным током в основном касается направления, в котором они доставляют электроны.В постоянном токе поток электронов будет в одном направлении, а в переменном токе поток электронов будет менять направления, например вперед, а затем назад. Разница между переменным и постоянным током в основном заключается в следующем:


Разница между переменным и постоянным током



Переменный ток (AC)

Переменный ток определяется как поток заряда, который периодически меняет направление. В результате уровень напряжения также изменится с током.В основном переменный ток используется для снабжения энергией промышленных предприятий, жилых домов, офисных зданий и т. д.

Источник питания переменного тока



Генерация переменного тока Генератор. Он предназначен для выработки переменного тока. Внутри магнитного поля вращается проволочная петля, от которой по проводу потечет наведенный ток. Здесь вращение проволоки может исходить от любого источника, т.е. паровой турбины, проточной воды, ветряной турбины и так далее.Это связано с тем, что провод периодически вращается и входит в другую магнитную поляризацию, а ток и напряжение в проводе меняются.

Генерация переменного тока

Исходя из этого, генерируемый ток может иметь различные формы волны, такие как синусоидальная, прямоугольная и треугольная. Однако в большинстве случаев синусоидальная волна предпочтительнее, потому что ее легко сгенерировать и легко выполнить расчеты. Однако остальная часть волны требует дополнительного оборудования для преобразования их в соответствующие формы волны, иначе форма устройства должна быть изменена, и вычисления будут слишком сложными.Описание синусоиды обсуждается ниже.

Описание синусоиды

В целом форму волны переменного тока можно легко понять с помощью математических терминов. Для этой синусоиды необходимы три вещи: амплитуда, фаза и частота.

Глядя только на напряжение, синусоида может быть описана следующим образом:

В (t) = В P. Sin (2πft + Ø)

В (t): Это функция времени и напряжения.Это означает, что наше напряжение также меняется с изменением времени. В приведенном выше уравнении член справа от знака равенства описывает изменение напряжения со временем.

VP: Это амплитуда. Определяет максимальное напряжение, которое может достигать синусоидальная волна в любом направлении, т. е. -вольты VP, вольты +VP или что-то среднее между ними.

Функция sin() указывает, что напряжение будет периодической синусоидой и будет действовать как плавное колебание при 0 В.

Здесь 2π постоянно. Преобразует частоту из циклов в герцах в угловую частоту в радианах в секунду.

Здесь f описывает частоту синусоиды. Это будет в единицах в секунду или герцах. Частота говорит о том, сколько раз форма волны появляется в одну секунду.

Здесь t — зависимая переменная. Измеряется в секундах. Когда время меняется, меняется и пробег.

Φ описывает фазу синусоиды. Фаза определяется как сдвиг во времени сигнала.Измеряется в градусах. Из-за периодического характера синусоиды 360° она становится такой же формы волны при перемещении на 0°.

К приведенной выше формуле добавляются значения приложения в реальном времени, взяв за основу США.

В (t) = 170 Sin (2π60t)

Применение переменного тока
  • Домашние и офисные розетки используются для переменного тока.
  • Легко генерировать и передавать электроэнергию переменного тока на большие расстояния.
  • Меньше потерь энергии при передаче высокого напряжения (> 110 кВ).
  • Более высокие напряжения означают более низкие токи, а при более низких токах в линии электропередачи выделяется меньше тепла, что, очевидно, связано с низким сопротивлением.
  • Переменный ток можно легко преобразовать из высокого напряжения в низкое и наоборот с помощью трансформаторов.
  • Электродвигатели с питанием от сети.
  • Он также полезен для многих крупных бытовых приборов, таких как холодильники, посудомоечные машины и т. д.
  • Постоянный ток

Постоянный ток (DC) — это движение носителей электрического заряда, т. е. электронов в однонаправленном потоке. В постоянном токе ток меняется со временем, но направление движения все время остается одним и тем же. Здесь постоянный ток определяется как напряжение, полярность которого никогда не меняется.

Источник постоянного тока

В цепи постоянного тока электроны исходят от отрицательного или отрицательного полюса и движутся к положительному или положительному полюсу.Некоторые физики говорят, что DC движется от плюса к минусу.

Источник постоянного тока

Как правило, первичным источником постоянного тока являются батареи, гальванические элементы и фотогальванические элементы. Но AC является наиболее предпочтительным во всем мире. В этом случае переменный ток можно преобразовать в постоянный. Это произойдет в несколько этапов. Изначально блок питания состоит из трансформатора, который позже с помощью выпрямителя превратился в постоянный ток. Он предотвращает протекание обратного тока, а фильтр используется для устранения пульсаций тока на выходе выпрямителя.Это явление преобразования переменного тока в постоянный

Пример зарядки аккумулятора

Однако для работы всего электронного и компьютерного оборудования необходим постоянный ток. Большинству полупроводниковых устройств требуется напряжение в диапазоне от 1,5 до 13,5 В. Фактические требования зависят от используемых устройств. Например, диапазон составляет практически от нуля для электронных наручных часов до более 100 ампер для усилителя мощности радиосвязи. Для оборудования, использующего мощный радиоприемник или передающий передатчик, или телевизор, или дисплей с ЭЛТ (электронно-лучевой трубкой), или электронные лампы, требуется от 150 вольт до нескольких тысяч вольт постоянного тока.

Пример зарядки аккумулятора

Основное различие между переменным и постоянным током обсуждается в следующей сравнительной таблице. 115 90 122 90 113 90 114

что можно передвигать Передвигаться по городу на большие расстояния безопасно и даст вам больше сил. Практически постоянное напряжение не может распространяться слишком далеко, пока не начнет терять энергию.

два

Причина направления потока электронов Обозначается как вращающийся магнит вдоль провода. Это называется постоянным магнетизмом вдоль провода

3

Частота Частота переменного тока будет 50 Гц или 60 Гц в зависимости от страны. Частота постоянного тока будет равна нулю.

4

Направление Изменяет направление при обтекании по окружности. Цепь течет только в одном направлении.

5

присутствует Это ток, значение которого меняется во времени 90 115 90 114 Это постоянный ток.

6

Поток электронов Здесь электроны будут менять направления - вперед и назад. Электроны движутся равномерно в одном направлении или «вперед».

7

Получено из Источником доступности является генератор переменного тока и электросеть. Источником доступности является элемент или батарея. 90 115 90 122 90 113 90 114

8

90 115 90 114 Пассивные параметры 90 115 90 114 Это импеданс. 90 115 90 114 Только сопротивление 90 115 90 122 90 113 90 114

9

90 115 90 114 Коэффициент мощности 90 115 90 114 В основном лежит между 0 и 1. 90 115 90 114 Всегда будет 1. 90 111 3 90 112 9 90 114

10

90 115 90 114 Типы 90 115 90 114 Типы синуса, квадрата, трапеции и треугольника. Он будет чистым и пульсирующим.

Основные различия между переменным и постоянным током (DC)

Основные различия между переменным и постоянным током заключаются в следующем.

  • Направление тока меняется через нормальные промежутки времени, тогда этот тип тока известен как переменный или переменный ток, а постоянный ток является однонаправленным, поскольку он течет только в одном направлении.
  • Поток носителей заряда переменного тока будет течь при вращении катушки в магнитном поле, иначе при вращении магнитного поля в неподвижной катушке.В постоянном токе носители заряда будут течь, поддерживая стабильный магнетизм с проводником.
  • Частота переменного тока составляет от 50 Гц до 60 Гц в соответствии с национальным стандартом, а частота постоянного тока всегда остается равной нулю.
  • AC PF (коэффициент мощности) находится в диапазоне от 0 до 1, в то время как коэффициент мощности постоянного тока всегда остается единицей.
  • Генерация переменного тока может производиться с помощью генератора переменного тока, а постоянного тока — с помощью батареи, элементов и генератора.
  • Нагрузка переменного тока является резистивной и индуктивной, в противном случае она является емкостной, а нагрузка постоянного тока всегда резистивная.
  • Графическое представление переменного тока может быть выполнено с помощью различных неоднородных форм волны, таких как периодическая, треугольная, синусоидальная, прямоугольная, пилообразная и т. д., в то время как постоянный ток представлен прямой линией.
  • Передача переменного тока может осуществляться на большие расстояния с некоторыми потерями, в то время как постоянный ток передается с небольшими потерями на очень большие расстояния.
  • Преобразование переменного тока в постоянный можно выполнить с помощью выпрямителя, а инвертор используется для преобразования постоянного тока в переменный.
  • Генерация и передача переменного тока может осуществляться через несколько подстанций, в то время как постоянный ток использует больше подстанций.
  • Применение переменного тока включает фабрики, домашние хозяйства, промышленность и т. д., в то время как постоянный ток используется в импульсном освещении, электронном оборудовании, гальванике, электролизе, гибридных транспортных средствах и переключении обмотки возбуждения ротора.
  • Постоянный ток очень опасен по сравнению с переменным током. Для переменного тока протекание тока высокое и низкое с нормальными интервалами, в то время как для постоянного тока величина также будет одинаковой. Когда человеческое тело поражено током, переменный ток будет входить и выходить из человеческого тела через нормальные промежутки времени, в то время как постоянный ток будет постоянно беспокоить человеческое тело.

Каковы преимущества переменного тока перед постоянным?

Основные преимущества переменного тока перед постоянным током заключаются в следующем.

  • Переменный ток недорог и генерирует электричество легче, чем постоянный ток.
  • Пространство, ограниченное переменным током, больше, чем постоянное.
  • При переменном токе потери мощности при передаче меньше, чем при постоянном токе.
Почему переменное напряжение выбрано вместо постоянного?

Ниже приведены основные причины выбора напряжения переменного тока вместо постоянного.
Потери энергии при передаче напряжения переменного тока малы по сравнению с напряжением постоянного тока.Если трансформатор находится на некотором расстоянии, установка очень проста. Преимущество переменного напряжения заключается в увеличении и уменьшении напряжения по мере необходимости.

Источник переменного и постоянного тока

Магнитное поле вблизи провода может заставить электроны течь по проводу одним путем, поскольку они отталкиваются от отрицательной части магнита и притягиваются к положительной части. Таким образом, было установлено, что питание от батареи было признано благодаря работам Томаса Эдисона.Генераторы переменного тока постепенно заменили аккумуляторную систему постоянного тока Эдисона, поскольку переменный ток очень безопасен для передачи энергии на большие расстояния для выработки большей мощности.

Ученый, а именно Никола Тесла, использовал вращающийся магнит вместо постепенного применения магнетизма через провод. Когда магнит наклонен в одном направлении, электроны будут течь в положительном направлении, однако каждый раз, когда направление магнита вращается, электроны также будут вращаться.

Применения переменного и постоянного тока

Переменный ток используется для распределения электроэнергии и имеет много преимуществ. Его можно легко преобразовать в другое напряжение с помощью трансформатора, поскольку трансформаторы не используют постоянный ток.

При высоком напряжении при передаче энергии потери будут ниже. Например, источник питания 250 В имеет сопротивление 1 Ом и мощность 4 ампера. Поскольку мощность, ватты равны вольтамперам, то передаваемая мощность может составлять 1000ватт, а потери мощности равны I2 x R = 16ватт.

Переменный ток используется для передачи электроэнергии высокого напряжения.

Если линия напряжения несет 4 А, но 250 кВ, то она имеет 4 А, но потери мощности такие же, однако вся система передачи составляет 1 МВт и 16 Вт, что является приблизительно незначительными потерями.

Постоянный ток используется в батареях, некоторых электронных и электрических устройствах и солнечных панелях.
Формулы переменного тока, напряжения, сопротивления и мощности

Формулы переменного тока, напряжения, сопротивления и мощности обсуждаются ниже.

Ток переменного тока

Формула для однофазных цепей переменного тока:

I = P / (V * Cosθ) => I = (V / Z)

I = P / √3 * V * Cosθ

Напряжение переменного тока

Для однофазных цепей переменного тока напряжение переменного тока составляет

В = P / (I x Cosθ) = I4 / Z 900

Для трехфазных цепей переменного тока переменное напряжение равно

Для соединения звездой VL = √3 EPH, иначе VL = √3 VPH

Для соединения треугольником VL = VPH

Сопротивление переменному току

Для индуктивной нагрузки Z = √ (R2 + XL2)

Для емкостной нагрузки Z = √ (R2 + XC2)

Как для емкостной, так и для индуктивной нагрузки Z = √ (R2 + (XL–XC) 2

9 0042 Источник питания переменного тока

Для однофазных цепей переменного тока P = V * I * Cosθ

Активная мощность для трехфазных цепей переменного тока

P = √3 * VL * IL * Cosθ

P = 3 * VPh * IPh * Cosθ

P = √ (S2 - Q2) = √ (ВА2 - ВАР2)

Реактивная мощность

Q = V I * Sinθ

ВАР = √ (ВА2 - Р2) и кВАРВА = √2 KW2)

Очевидная мощность

S = √ (P + Q2)

KVA = √kw2 + KVAR2

Комплексная мощность

S = v I

В т. Д. jQ

Q

Для емкостной нагрузки S = ​​P - jQ

Формулы для постоянного тока, напряжения, сопротивления и мощности

Формулы для постоянного тока, напряжения, сопротивления и мощности обсуждаются ниже.

Постоянный ток

Уравнение постоянного тока I = V / R = P / V = ​​√P / R

Напряжение постоянного тока

Уравнение напряжения постоянного тока = I P / I = √ (P x R)

Сопротивление постоянному току

Уравнение сопротивления постоянному току R = V / I = P / I2 = V2 / P

Мощность постоянного тока

Мощность постоянного тока 90 равенство P = IV = I2R = V2 / R

Из приведенных выше уравнений переменного и постоянного тока, где

Из приведенных выше уравнений, где

«I» — измерения тока в А (амперах)

«В» "" Меры напряжения в В (вольтах)

"P" - меры мощности в ваттах (Вт)

"R" - меры сопротивления в омах (Ом)

R / Z = Cosθ = PF (коэффициент мощности)

«Z» — полное сопротивление

«IPh» — фазный ток

«IL» — линейный ток

«VPh» — напряжение f Azo

«VL» — линейное напряжение

«XL» = 2πfL — реактивное сопротивление, где «L» — индуктивность по Генри.

«XC» = 1/2πfC — емкость, а «C» — емкость в фарадах.

Почему мы используем кондиционер в наших домах?

В настоящее время в наших домах используется переменный ток, потому что мы можем очень легко изменить переменный ток с помощью трансформатора. Высокое напряжение вызывает чрезвычайно низкие потери энергии на длинных линиях или каналах передачи, а напряжение понижено для безопасного использования в домашних условиях с помощью понижающего трансформатора.

Потери мощности в кабеле можно представить как L = I2R

Где

«L» — потери мощности

«I» — ток

«R» — сопротивление.

Передача мощности может быть получена соотношением типа P = V * I

Где

«P» — мощность

«V» — напряжение

При увеличении напряжения ток будет меньше. Таким образом, мы можем передавать ту же мощность, уменьшая потери мощности, поскольку высокое напряжение обеспечивает наилучшую производительность.По этой причине в домах используется переменный ток вместо постоянного.

Передача высокого напряжения также может осуществляться с помощью постоянного тока, однако снизить напряжение для безопасного домашнего использования непросто. Усовершенствованные преобразователи постоянного тока в настоящее время используются для снижения напряжения постоянного тока.

В этой статье подробно объясняется разница между переменным и постоянным током. Надеюсь, что каждый пункт хорошо понят в отношении переменного, постоянного тока, форм сигналов, уравнения, различий переменного и постоянного тока в столбцах таблицы с их свойствами.Я до сих пор не могу понять ни одну из тем в статьях или по реализации последних электротехнических проектов, вы можете задать вопрос в поле для комментариев ниже. Вот вопрос к вам, что такое коэффициент мощности переменного тока?

Фотографии предоставлены: 90 045

.

Электричество - Изобретения и открытия

Упорядоченное движение электрических зарядов.

Поток электрического заряда или электрического тока впервые наблюдал около 1663 года немецкий ученый Отто фон Герике. Он заметил, что безразличное тело, соединенное с заряженным телом металлической нитью, приобретает электрический заряд.

Исследования С. Грея привели в 1734 г. к выводу, что лучшими (из известных в то время) проводниками электричества являются металлы.Однако сам электрический ток как явление в то время не изучался.

Хотя электростатические генераторы позволяли генерировать относительно высокое напряжение, получаемые токи были чрезвычайно слабыми и недолговечными.

Прорывом в исследованиях стало изобретение гальванического элемента итальянским физиком Алессандро Вольта в 1800 году. Этот ученый также построил первую батарею из таких элементов, названную стеком Вольта.

Эксперименты с электрическим током вскоре привели к открытию явления электромагнитной индукции (Фарадей - 1831 г.), что, в свою очередь, подтолкнуло к изобретению генератора.

Первый вращающийся генератор переменного тока был построен в 1832 году французом Ипполитом Пикси.
В 1866 году немецкий инженер Вернер Сименс изобрел генератор с автовозбуждением, так называемый динамо-машина, а в 1870 году бельгиец Зеноб Грамм, работая в Париже, построил первый генератор постоянного тока, так наз. динамо.


Хотя электричество уже широко использовалось в конце 19 века, о массовом распространении электричества еще не думали.Изобретение практичной электрической лампочки создало необходимость снабжать электричеством большее количество потребителей. Его изобретатель, Томас А. Эдисон, был также основателем первой общественной электростанции, построенной в Нью-Йорке, США.
Электростанция, которую он запустил в 1882 году, имела 6 генераторов постоянного тока, каждый из которых приводился в действие паровой машиной мощностью 125 л.с. Первая городская электростанция снабжала электросеть напряжением 110 В, к которой было подключено 7200 лампочек.

Первая крупная электростанция переменного тока была построена в 1885 году в Депфорде недалеко от Лондона.
В 1891 году недалеко от Портленда, штат Орегон (Сент-США), была построена первая гидроэлектростанция.
Первая атомная электростанция введена в эксплуатацию в 1954 году в Обнинске под Калугой (СССР)


Общая информация:
Электрический ток движется со скоростью около 300 000 километров в секунду в вакууме, а в кабелях эта скорость примерно вдвое меньше.Тогда электрический импульс может обогнуть земной шар четыре раза за одну секунду.

Помните, что «играть» с течением всегда опасно; так называемой безопасное напряжение для человека 24 вольта! В розетке есть электричество с напряжением почти в десять раз выше!

.

AC/DC - зарядка постоянным или переменным током

Аккумулятор электромобиля можно заряжать двумя способами - стандартным напряжением 230 В переменного тока или постоянным током. Чем отличаются эти методы? Что быстрее и выгоднее для владельца электромобиля?

Здесь несоответствие. Дешевле всего заряжать автомобили от бытовой розетки переменного тока.Но долго перезаряжается. Восемь часов и более в автомобилях с очень большой батареей. А иногда… даже пятнадцать часов, как в случае с аккумулятором на 85 кВтч, используемым в автомобилях Tesla. И когда литий-ионный аккумулятор заряжается быстрее всего? Когда используется постоянный ток от быстрого зарядного устройства. Потом, правда, за зарядку придется платить даже... в три раза больше, чем дома.

Так как же найти золотую середину? Как можно чаще заряжайте автомобиль дома (можно быстрее, если используете специальную домашнюю быструю зарядку), а станцию ​​быстрой зарядки используйте только тогда, когда собираетесь в поездку.Это самое экономичное решение, но оно требует привыкания подключать электромобиль к розетке на ночь и еще, в связи с ограниченным количеством станций, проверять доступные точки быстрой зарядки перед тем, как отправиться в дальнюю дорогу.

Зарядка от сети переменного тока – дешевле, но медленнее


Электромобиль можно заряжать переменным током непосредственно от стандартной розетки в доме (230 В) или с помощью трехфазной розетки, т.н.усилие (380 В). Максимальный ток, используемый для зарядки автомобиля таким образом, не должен превышать 16 А и зависит от прочности зарядного кабеля.

Итак, какой мощности можно зарядить автомобильный аккумулятор таким образом?
• От 2 до 4 кВт для однофазной розетки
• От 7 до 13 кВт для трехфазного тока.

Этот тип зарядки чаще всего используется в автомобилях после переоборудования, т.е. после переоборудования из стандартного автомобиля в электромобиль. Таким же образом можно заряжать подключаемые гибриды.

Второй вариант – зарядить автомобиль дома от сети переменного тока с помощью модуля безопасности EVSE, который является составной частью специального автомобильного зарядного кабеля. Этот модуль контролирует и защищает процесс зарядки. Этот тип зарядки доступен для серийных электромобилей и подключаемых гибридов. Максимально доступный ток составляет 32 А.

Какой мощностью можно заряжать автомобильный аккумулятор с помощью модуля?
• В среднем 7,4 кВт для однофазной розетки
• В среднем 22 кВт для трехфазной розетки (мощность).

Перед головным офисом компании в крупных городах или на парковках все чаще можно встретить зарядные устройства переменного тока. Они также имеют встроенные модули EVSE. Такие точки отличаются от домашней зарядки тем, что зарядная станция может иметь свой кабель (в случае стран ЕС он заканчивается разъемом TYPE2), но может требовать и... кабель, принадлежащий водителю.

Зарядка постоянным током — мощность на службе скорости


Зарядка постоянным током — самая быстрая.Станции быстрой зарядки используют переменный ток и преобразуют его в постоянный. На таких станциях легко можно увидеть разнообразные кабели, приспособленные для зарядки автомобилей с разными вилками. Однако важны именно незаметные кабели и вилки — от них тоже зависит скорость зарядки.

Стандартная мощность станции быстрой зарядки 50 кВт. На такой станции аккумулятор емкостью 40 кВтч можно зарядить до 80% своей емкости примерно за 45 минут. Однако уже есть более чем в два раза более мощные станции! Точки зарядки Supercharger, построенные Tesla, обеспечивают мощность до 120 кВт.

Время зарядки электромобилей — одна из проблем для владельцев электромобилей. Но технологические решения в этой области быстро меняются. На рынке уже появилось зарядное устройство, позволяющее зарядить аккумулятор за… 8 минут! Это только вопрос времени, когда этот тип метода будет популяризирован.

.

Как работают токоизмерительные клещи? Как снять мерки?

Токоизмерительные клещи: что это, для чего?

Токоизмерительные клещи представляют собой измерительные приборы, предназначенные, в первую очередь, для измерения силы тока с использованием принципа трансформатора тока. Токоизмерительные клещи используются для измерения силы электрического тока, как переменного, так и постоянного, протекающего в любых цепях. Цепь находится под напряжением во время измерения. Для того, чтобы произвести измерение, достаточно накрыть кабель питания тестируемой цепи (приемника) измерительными клещами и считать его с ЖК-дисплея.Так что нет необходимости разрывать цепь, как это делается при измерении силы тока мультиметром. Это позволяет значительно сократить время измерения.
Токоизмерительные клещи идеально подходят для измерения малых и больших токов в различных цепях. Таким образом, их можно использовать, например, для измерения силы тока автомобильного стартера или силы тока зарядки аккумуляторной батареи, силы тока электродвигателя переменного или постоянного тока при нормальной работе, а также пускового тока или тока холостого хода и т. д. .

Конструкция и работа токоизмерительных клещей

Хотите узнать, как работают токоизмерительные клещи? Эти устройства измеряют переменный ток и (некоторые модели) постоянный ток. Принцип работы счетчиков различается в зависимости от вида измеряемого тока.

Токовые клещи измеряют переменный ток и работают по принципу трансформатора тока. При обжатии губок прибора или размещении гибкого токоизмерительного зонда вокруг проводника переменного тока в ферромагнитном сердечнике губок создается переменное магнитное поле, которое индуцирует ток во вторичной обмотке, также намотанной вокруг сердечника.Этот ток подается на шунт измерения тока, расположенный на входе счетчика, откуда отображается на ЖКИ как результат измерения после подключения к преобразователю переменного тока. Первичная обмотка представляет собой один проводник, тот самый, на котором производится измерение и вокруг которого зажимаются губки (или гибкий щуп). Это означает, что токоизмерительные клещи имеют вторичную обмотку в измерительной цепи и первичную обмотку на токоизмерительных клещах, которая зажимается на проводнике, в котором производится измерение.

Токоизмерительные клещи постоянного тока измеряют постоянный ток и работают в соответствии с эффектом Холла, который представляет собой разность потенциалов в проводнике, по которому течет электрический ток, когда проводник находится в магнитном поле, поперечном току.Полупроводниковые датчики Холла используются в токоизмерительных клещах постоянного тока. Это магнитометры, которые определяют интенсивность магнитного потока.

.

Управление технической инспекции - Типы зарядки

Типы зарядки электромобилей в Польше

Процессы зарядки электромобилей подробно описаны в стандартах IEC 61851 и IEC 62196. Стандарты определяют следующие виды зарядки автомобильных аккумуляторов переменным током (AC) и постоянным током (DC).

Типы зарядки переменным током

При зарядке переменным током преобразователь переменного тока в постоянный находится в электромобиле, где переменный ток преобразуется в постоянный для зарядки аккумуляторов.Мы различаем следующие системы зарядки переменного тока.

ТИП 1 (AC)

Разъем TYPE 1 (AC) позволяет заряжать электромобили однофазным или переменным током. Это вид зарядки переменным током не более 16 А и напряжением не более 250 В для однофазного тока и 480 В для силового тока.
Этот тип в основном распространен в США и Японии, мало в Европе.В этом разъеме 3 контакта: 2-х фазные L1 и L2 и PE, т.к. в США для нужд более мощных устройств используется двухфазное питание с напряжением 240 В, со сдвинутыми фазами на половину полного угла без нейтрального провода. Отсюда максимальная зарядная мощность, которую можно получить в этих условиях, составляет 7,68 кВт (2 х 240 В * 16 А), а в случае однофазного тока - 3,84 кВт (240 В * 16 А).
Автомобильный разъем ТИПА 1 (АС) не подлежит техническому осмотру в Техническом осмотре.

Источник: charin warinev.org 17/12/2018

Тип 2 (AC)

Разъект 2 (AC) позволяет разъединять оба сэрприпа зарядка электромобилей и трехфазная. Это широко распространенный в Европе разъем, определенный стандартом IEC 62196-2
. Согласно стандарту IEC 61851, это тип зарядки переменным током не более 32 А и напряжением не более 250 В. для однофазного тока и 480 В для трехфазного тока.
Принимая во внимание вышеизложенное, в польских условиях максимальная мощность зарядки однофазным переменным током составляет 7,36 кВт, что соответствует напряжению 230 В и силе тока 32 А (230 В x 32 А = 7,36 кВт).
Мощность зарядки трехфазным переменным током составляет 22 кВт, что соответствует напряжению 3 x 230 В и току 32 А (3 x 230 В x 32 А = 22,08 кВт)
Разъем TYPE 2 (AC) содержит 5 контактов L1, L2 , L3, N и PE и 2 контакта управления для связи между пунктом зарядки и электромобилем.

Source: CharIN charinev.org 17/12/2018

DC charging types


In DC charging, the AC / DC is converted in the charger and therefore into the постоянный ток автомобиля применяется напрямую.
Мы различаем следующие системы зарядки постоянным током.

TYPE 1 (DC) Combo 1


Разъем TYPE 1 (DC) позволяет заряжать электромобили постоянным током.Это разъем, аналогичный соединению TYPE 1 (AC), с тем отличием, что он включает в себя ниже дополнительный модуль с двумя поляризованными контактами постоянного тока «+» и «-». Во время зарядки используются контакты постоянного тока, контакт PE и коммуникационные разъемы. Как и разъем TYPE 1 (AC), этот разъем используется в США.

Источник: charin warinev.org 17/12/2018

Тип 2 (DC) Комбо 2 версия

9002
Тип 2 (DC) Connector, также известный как "Combo 2" или CCS (Combined Charging System) позволяет заряжать электромобили постоянным током.Этот разъем отличается от разъема TYPE 2 (AC) тем, что включает в себя дополнительный нижний модуль питания постоянным током с поляризацией «+» и «-», при зарядке используются контакты постоянного тока, контакт PE и разъемы связи. Как и в случае с разъемом TYPE 2 (AC), этот тип широко распространен в Европе.
С учетом нагрузочных параметров контактов соединения постоянного тока эти контакты за счет силы тока и напряжения могут достигать максимальной зарядной мощности до 500 кВт.

Источник: ЧарИН чаринев.org 17/12/2018

CHadeMO

Разъем, используемый в качестве стандартного в Японии для зарядки электромобилей постоянным током. Данную систему используют такие производители автомобилей, как: Kia, Mazda, Nissan, Honda, Subaru, а также Citroen и Peugeot.
Интересным фактом является то, что разъем позволяет передавать энергию в двух направлениях между электромобилем и зарядным устройством, реализуя стандарт V2H (двусторонний поток энергии дом-автомобиль) и V2G (двусторонний поток энергии автомобиль-электросеть). .

Источник: chademo.com 17.12.2018

BG/T DC


Разъем, используемый в качестве стандартного в Японии для зарядки электромобилей постоянным током. Эта система используется китайскими производителями автомобилей, такими как: Bjev, BYD, ZT. Разъем, как и CHadeMO, позволяет энергии течь в двух направлениях между электромобилем и зарядным устройством.

Источник: chademo.com 17.12.2018

Система связи между электромобилем и зарядной станцией (далее: зарядное устройство)

5

2

3 электромобили также имеют контакты связи.В зависимости от типа разъема управление осуществляется через линию связи (PLC), как в случае TYPE 1, TYPE 2 и Combo 2, или через последовательную коммуникационную шину (CAN), например, в стандарте CHAdeMO и GB/T DC. .
Функцию управления в стандарте Combo 2 выполняют контакты PP (сигнал приближения) и CP (сигнал управления), а также контакт PN, который, кроме того, что защищает источник питания, выполняет еще и функцию заземления (обычно известный как: земля) для контактов управления.

В стандарте CHAdeMO и GB/T DC у нас целых семь управляющих контактов.Роль управляющих контактов в обеспечении связи между транспортным средством и зарядным устройством заключается, в частности, в безопасность пользователей. На основе изменения сопротивления в течение всего процесса зарядки определяется, какой оптимальный зарядный ток должен подаваться на транспортное средство при подключении и отключении транспортного средства от зарядного устройства, когда процесс зарядки начался и когда он закончился.

.

Почему электромобиль медленно заряжается? Не паникуй. Иногда это просто должно быть

Вход в мир электромобилей влечет за собой вход в мир киловатт. Именно в киловаттах указана максимальная мощность, которой можно зарядить автомобиль, а также максимальная мощность, которой зарядное устройство может зарядить автомобиль. Правило простое: чем больше , тем лучше, что быстрее . Обычно значения свыше 22 кВт относятся к постоянному току (так называемые быстрые зарядные устройства) и ниже к переменному току.

Например: Volkswagen ID.3 Pro можно заряжать с максимальной мощностью 100 кВт постоянным током и 11 кВт переменным током. С другой стороны, станции Ionity могут выдавать максимальную мощность 350 кВт, в то время как большинство быстрых зарядных устройств ограничены 50 кВт. Городские болларды обычно имеют мощность 11 кВт, а домашние настенные – 7,2 кВт.

Теоретически, станция мощностью 100 кВт может «выбросить» 100 кВтч (киловатт-часов) энергии в автомобиль, потребляющий 100 кВт электроэнергии в час.Реальность не так радужна, и я не имею в виду потраченную впустую энергию. Мощность, которой фактически заряжает электрик, зависит от нескольких факторов. На одни из них мы можем повлиять, на другие нет. Понимание этих чисел и соотношений между ними позволит вам оценить , сколько времени потребуется для восполнения энергии в автомобиле .

Номер 1, или Сколько электричества у вас уже есть в машине?

Основной переменной, влияющей на мощность зарядки автомобиля, является количество энергии в аккумуляторе, которое лучше всего видно на быстрых станциях. Каждый автомобиль на определенном уровне будет ограничивать мощность по уходу за ячейкой . Таким образом, нет перегрева, который может сократить срок службы батареи. График мощности, доступной на данном уровне, называется кривой заряда.

Оптимальный уровень, до которого следует заряжать автомобиль на быстрых станциях, составляет 80%, хотя некоторые модели (например, Renault Zoe или Tesla Model 3) будут заметно тормозить раньше. Это стоит иметь в виду при выборе автомобиля. Может оказаться, что наличие разъема для быстрой зарядки не будет таким большим плюсом, как рекламируют производители.

Пример Mercedes EQA - при увеличении уровня заряда сила тока падает

(Фото: Михал Зелински)

Важно отметить, что ограничение мощности зарядки накладывается программным обеспечением. Так бывает, что через какое-то время производитель решает изменить кривую зарядки . Тогда после установки соответствующего обновления машина будет загружаться быстрее. Особенно известен этим Тесла, но аналогичный ход сделали и, например,Ситроен.

Номер 2, температура батареи

Слово "перегрев" упоминалось в предыдущем пункте, где уже предполагалось, что температура батареи влияет на мощность зарядки, и это действительно так. Если ячейка слишком холодная или слишком горячая, может случиться так, что автомобиль использует более низкую мощность . Это происходит снова, чтобы продлить свою жизнь. Оптимальная температура составляет около 20-25 градусов по Цельсию.

Когда на улице холодно, перед быстрой зарядкой стоит прогреть аккумулятор.Это можно сделать, просто двигаясь быстро, например, по скоростной автомагистрали. Тесла может самостоятельно позаботиться об оптимальной температуре батареи, пока мы идем на нагнетатель с включенной навигацией.

Стоит обратить внимание на то, что проблема слишком горячей камеры может возникнуть при длительных поездках. В автомобилях, не имеющих активно охлаждаемых аккумуляторов, мощность зарядки будет замедляться при их интенсивном использовании. Я испытал это на Nissan Leaf. Во время второй остановки время, необходимое для зарядки аккумулятора до 80 процентов.был продлен более чем на 30 минут.

Число 3 или пределы станций

Быстрая станция не равна быстрой станции. Поэтому стоит проверить (желательно в приложении оператора), какую мощность предлагает конкретная точка . В Польше обычно можно найти устройство мощностью 50 кВт , но устанавливаются все более мощные: 75 кВт, 90 кВт, 100 кВт. Зарядные устройства мощностью 150 кВт, 175 и даже 350 кВт до сих пор встречаются редко.

Второе ограничение станции связано с количеством автомобилей, подключенных к зарядке.Подавляющее большинство быстрых зарядных устройств в Польше имеют три разъема: два для постоянного тока (CCS и CHAdeMO) и один для переменного тока (тип 2). Если конкретное устройство не имеет достаточно прочной связи, может случиться так, что после подключения двух автомобилей (одного к ЦСУ, другого к Типу 2) мощность будет разделена между обоими автомобилями. Однако это не правило.

Следите за нами в новостях Google:

.

Смотрите также