Wat is de gelijk- of wisselstroom. Welke stroom wordt constant genoemd

Elektrische stroom wordt de gerichte, geordende beweging van geladen deeltjes genoemd.

Gelijkstroom heeft stabiele eigenschappen en bewegingsrichting van geladen deeltjes, die in de loop van de tijd niet veranderen. Het wordt door veel elektrische apparaten in huizen en in auto's gebruikt. Moderne computers, laptops, televisies en vele andere apparaten werken op gelijkstroom. Om AC naar DC om te zetten, worden speciale voedingen en spanningstransformatoren gebruikt.

Alle elektrische apparaten en elektrische gereedschappen die worden aangedreven door batterijen en accu's worden beschouwd als gelijkstroomverbruikers, aangezien de batterij een gelijkstroombron is die kan worden omgezet in wisselstroom met behulp van omvormers.

AC versus DC-verschil

Een elektrische stroom wordt variabel genoemd en kan in de loop van de tijd veranderen in de bewegingsrichting van geladen deeltjes en in grootte. De belangrijkste parameters van wisselstroom zijn de frequentie en spanning. In moderne elektrische netwerken bij verschillende objecten is het de wisselstroom die een bepaalde spanning en frequentie heeft. In Rusland heeft de stroom in huishoudelijke elektriciteitsnetten een spanning van 220 V en een frequentie van 50 Hz. De frequentie van een elektrische wisselstroom is het aantal veranderingen in de bewegingsrichting van geladen deeltjes in 1 seconde, dat wil zeggen, bij een frequentie van 50 Hz verandert het 50 keer per seconde van richting. Het verschil tussen wisselstroom en gelijkstroom is dus dat geladen deeltjes bij wisselstroom de bewegingsrichting kunnen veranderen.

Bronnen van wisselstroom bij objecten voor verschillende doeleinden zijn stopcontacten. Op de stopcontacten die de benodigde spanning krijgen, sluiten we verschillende huishoudelijke apparaten aan. Wisselstroom wordt gebruikt in elektrische netwerken omdat de spanningswaarde kan worden omgezet naar de vereiste waarden met behulp van transformatorapparatuur met minimale verliezen. Met andere woorden, het is veel gemakkelijker en goedkoper om het van stroomvoorzieningsbronnen naar eindgebruikers te transporteren.

Overdracht van wisselstroom naar verbruikers

Het wisselstroompad begint bij elektriciteitscentrales, waar krachtige elektrische generatoren zijn geïnstalleerd, waaruit een elektrische stroom met een spanning van 220-330 kV komt. Via elektrische kabels gaat de stroom naar transformatorstations die zijn geïnstalleerd in de onmiddellijke nabijheid van elektrische verbruiksobjecten - huizen, appartementen, bedrijven en andere constructies.

Onderstations ontvangen een elektrische stroom met een spanning van ongeveer 10 kV en zetten deze om in een driefasige spanning van 380 V. In sommige gevallen wordt een stroom met een spanning van 380 V aan de objecten geleverd, dit is vereist door krachtige huishoudelijke en industriële apparaten, maar meestal op de plaats waar elektriciteit wordt geleverd aan een huis of appartement , daalt de spanning tot de gebruikelijke 220 V.

AC naar DC conversie

We hebben al ontdekt dat er wisselstroom is in de stopcontacten van huishoudelijke elektrische systemen, maar veel moderne elektriciteitsverbruikers hebben constante stroom nodig. Omzetting van wisselstroom in gelijkstroom wordt uitgevoerd met behulp van speciale gelijkrichters. Het hele conversieproces omvat drie fasen:

1. Aansluiten van een diodebrug met 4 diodes van het benodigde vermogen. Zo'n brug kan de bovenste waarden van sinusoïden van wisselstroom "knippen" of de beweging van geladen deeltjes unidirectioneel maken.
2. Een afvlakfilter of een speciale condensator aansluiten op de uitgang van de diodebrug. Het filter kan de dalen tussen de pieken van de AC-sinusoïden corrigeren. Het aansluiten van een condensator zal de rimpel aanzienlijk verminderen en tot een minimum beperken.
3. Spanningsstabilisatoren aansluiten om rimpel te verminderen.

De conversie van stroom kan in beide richtingen worden uitgevoerd, dat wil zeggen, van een constante kan ook een wisselstroom worden gemaakt. Maar dit proces is veel gecompliceerder en wordt uitgevoerd door het gebruik van speciale omvormers, die zich onderscheiden door hun hoge kosten.

Als je tegenwoordig om je heen kijkt, wordt bijna alles wat je ziet op de een of andere manier aangedreven door elektriciteit.
Wisselstroom en gelijkstroom zijn de twee belangrijkste vormen van ladingen die onze elektrische en elektronische wereld van stroom voorzien.

Wat is AC? Wisselstroom kan worden gedefinieerd als een stroom van elektrische lading die met regelmatige tussenpozen van richting verandert.

De periode / regelmatige intervallen waarmee de AC van richting verandert, is de frequentie (Hz). Marinevoertuigen, ruimtevaartuigen en militaire voertuigen gebruiken soms 400 Hz AC. Meestal, ook voor gebruik binnenshuis, is de AC-frequentie echter ingesteld op 50 of 60 Hz.

Wat is DC?(Symbolen op elektrische apparaten) DC is een stroom (stroom van elektrische lading of elektronen) die maar in één richting stroomt. Vervolgens is er geen frequentie geassocieerd met DC. Gelijkstroom of gelijkstroom heeft een nulfrequentie.
Bronnen van wissel- en gelijkstroom:

AC: Energiecentrales en dynamo's produceren wisselstroom.

DC: Zonnecellen, brandstofcellen en thermokoppels zijn de belangrijkste bronnen voor DC-productie. Maar de belangrijkste bron van gelijkstroom is AC-conversie.

AC- en DC-toepassingen:

AC wordt gebruikt voor het aandrijven van koelkasten, open haarden, ventilatoren, elektrische motoren, airconditioners, televisies, keukenmachines, wasmachines en vrijwel alle industriële apparatuur.

DC wordt voornamelijk gebruikt voor het aandrijven van elektronica en andere digitale technologie. Smartphones, tablets, elektrische auto's, enz. LED- en lcd-tv's werken ook op gelijkstroom, dat wordt omgezet van een gewoon wisselstroomnet.

Waarom AC wordt gebruikt om elektriciteit te transporteren. Het is goedkoper en gemakkelijker te vervaardigen. Wisselstroom op hoogspanning kan honderden kilometers worden vervoerd zonder veel vermogensverlies. Energiecentrales en transformatoren verlagen de spanning naar (110 of 230 V) voor de transmissie naar onze huizen.

Wat is gevaarlijker? Wisselstroom of gelijkstroom?
Er wordt aangenomen dat DC minder gevaarlijk is dan AC, maar er is geen definitief bewijs. Er bestaat een misvatting dat contact met hoge wisselspanningen gevaarlijker is dan contact met lage gelijkspanningen. In feite gaat het niet om spanning, maar om de hoeveelheid stroom die door het menselijk lichaam gaat. Gelijk- en wisselstroom kunnen dodelijk zijn. Steek geen vingers of voorwerpen in stopcontacten, gadgets of krachtige apparatuur.

EN . Voordat we deze termen in detail analyseren, moet eraan worden herinnerd dat het concept van elektrische stroom bestaat uit de geordende beweging van deeltjes met elektrische ladingen. Als elektronen constant in één richting bewegen, wordt de stroom constant genoemd. Maar als elektronen op het ene moment in de ene richting bewegen, en op het andere moment in een andere richting, dan is dit een geordende beweging van geladen deeltjes die bewegen zonder te stoppen. deze stroom wordt alternerend genoemd. Het essentiële verschil tussen beide is dat de constante waarden "+" en "-" constant op één bepaalde plaats staan.

Wat is constante spanning?

Een voorbeeld van een constante spanning is een conventionele batterij. Op elke batterij staan ​​tekens "+" en "-". Dit suggereert dat deze waarden bij constante stroom een ​​constante locatie hebben. Voor een variabele daarentegen veranderen de waarden "+" en "-" met bepaalde korte intervallen. Daarom wordt de aanduiding van een gelijkstroom gebruikt in de vorm van één rechte lijn en de aanduiding van een wisselstroom in de vorm van een enkele golvende lijn.

Het verschil tussen gelijkstroom en wisselstroom

Bij de meeste apparaten die gelijkstroom gebruiken, kunnen de contacten niet worden verward bij het aansluiten van de stroombron, omdat het apparaat in dit geval eenvoudigweg kan falen. Bij een variabele gebeurt dit niet. Als u de stekker aan beide kanten in het stopcontact steekt, werkt het apparaat nog steeds. Daarnaast bestaat er zoiets als de frequentie van wisselstroom. Het laat zien hoe vaak tijdens een tweede wissel "min" bij "plus" wordt geplaatst. Een frequentie van 50 hertz betekent bijvoorbeeld dat de polariteit van de spanning 50 keer per seconde verandert.

De gepresenteerde grafieken tonen de verandering in spanning op verschillende tijdstippen. De grafiek hiernaast laat bijvoorbeeld de spanning op de contacten van een zaklamp zien. Op het tijdsinterval van "0" tot punt "a" is er helemaal geen spanning, omdat de zaklamp uit is. Op het tijdstip verschijnt "a" spanning U1, die niet verandert in het tijdsinterval "a" - "b" wanneer de zaklamp aan is. Wanneer u de zaklamp op tijd "b" uitschakelt, keert de spanning terug naar nul.

Op de grafiek van wisselspanning kun je duidelijk zien dat de spanning op verschillende punten, dan stijgt tot een maximum, dan gelijk wordt aan nul en dan daalt tot een minimum. Deze beweging gebeurt gelijkmatig, met regelmatige tussenpozen en wordt herhaald totdat de lichten worden uitgeschakeld.

De beweging van elektronen in een geleider

Om te begrijpen wat stroom is en waar het vandaan komt, moet je een beetje kennis hebben van de structuur van atomen en de wetten van hun gedrag. Atomen zijn opgebouwd uit neutronen (met een neutrale lading), protonen (een positieve lading) en elektronen (een negatieve lading).

Elektrische stroom ontstaat als gevolg van de gerichte beweging van protonen en elektronen, maar ook van ionen. Hoe kan de beweging van deze deeltjes worden gestuurd? Tijdens elke chemische bewerking worden elektronen "afgescheurd" en van het ene atoom naar het andere overgedragen.

Die atomen waarvan het elektron is "afgescheurd" worden positief geladen (anionen), en die waaraan het is verbonden - negatief geladen en worden kationen genoemd. Als gevolg van deze "overslaan" van elektronen wordt een elektrische stroom gegenereerd.

Dit proces kan natuurlijk niet eeuwig doorgaan, de elektrische stroom zal verdwijnen wanneer alle atomen van het systeem gestabiliseerd zijn en een neutrale lading hebben (een geweldig alledaags voorbeeld is een gewone batterij die "gaat zitten" als gevolg van het einde van een chemische reactie).

Geschiedenis studeren

De oude Grieken waren de eersten die een interessant fenomeen opmerkten: als je een amberkleurige steen op een wollen stof wrijft, begint deze kleine voorwerpen aan te trekken. De volgende stappen werden genomen door wetenschappers en uitvinders van de Renaissance, die verschillende interessante apparaten bouwden die dit fenomeen demonstreren.

Een nieuwe fase in de studie van elektriciteit was het werk van de Amerikaan Benjamin Franklin, in het bijzonder zijn experimenten met de Leidse Bank - 's werelds eerste elektrische condensator.

Het was Franklin die de concepten van positieve en negatieve ladingen introduceerde, en hij vond ook een bliksemafleider uit. Ten slotte werd de studie van elektrische stroom een ​​exacte wetenschap na de beschrijving van de wet van Coulomb.

Basispatronen en krachten in elektrische stroom

De wet van Ohm - zijn formule beschrijft de relatie tussen kracht, spanning en weerstand. Ontdekt in de 19e eeuw door de Duitse wetenschapper Georg Simon Ohm. De eenheid voor het meten van elektrische weerstand is naar hem vernoemd. Zijn ontdekkingen waren direct zeer bruikbaar voor praktisch gebruik.

De wet van Joule-Lenz zegt dat er aan elk deel van het elektrische circuit wordt gewerkt. Als gevolg van dit werk warmt de geleider op. Dit thermische effect wordt in de praktijk vaak toegepast in techniek en techniek (een uitstekend voorbeeld is een gloeilamp).

Dit patroon kreeg deze naam omdat 2 wetenschappers het tegelijkertijd, ongeveer gelijktijdig en onafhankelijk, via experimenten hebben afgeleid
.

Aan het begin van de 19e eeuw realiseerde de Britse wetenschapper Faraday zich dat het mogelijk was om een ​​inductiestroom te maken door het aantal inductielijnen te veranderen die een oppervlak binnendringen dat wordt begrensd door een gesloten circuit. Externe krachten die op vrije deeltjes inwerken, worden elektromotorische kracht (EMF van inductie) genoemd.

Rassen, kenmerken en meeteenheden

De elektrische stroom kan zijn of variabele, of permanent.

Een constante elektrische stroom is een stroom die in de loop van de tijd niet van richting en teken verandert, maar wel van waarde kan veranderen. Constante elektrische stroom gebruikt meestal galvanische cellen als bron.

Een variabele is een variabele die van richting en teken verandert volgens de cosinuswet. Zijn kenmerk is frequentie. De SI-eenheden zijn Hertz (Hz).

In de afgelopen decennia is het zeer wijdverbreid geworden. Dit is een type wisselstroom met 3 circuits. In deze circuits werkt variabele EMF van dezelfde frequentie, maar ontvouwde zich gedurende een derde van de periode in de ene fase ten opzichte van de andere. Elk afzonderlijk elektrisch circuit wordt een fase genoemd.

Bijna alle moderne generatoren produceren driefasige elektrische stroom.

• Kracht en hoeveelheid stroom

De sterkte van de stroom hangt af van de hoeveelheid lading die per tijdseenheid in het elektrische circuit stroomt. De sterkte van de stroom is de verhouding van de elektrische lading die door de doorsnede van de geleider gaat tot de tijd van zijn passage.

In het SI-systeem is de eenheid voor het meten van de kracht van de lading de coulomb (C), de tijd is de seconde (s). Als resultaat krijgen we C/s, deze eenheid heet Ampere (A). De sterkte van de elektrische stroom wordt gemeten met behulp van een instrument - een ampèremeter.

• Spanning

Spanning is de verhouding tussen arbeid en lading. Arbeid wordt gemeten in joule (J), lading in hangers. Deze eenheid wordt Volt (V) genoemd.

• Elektrische weerstand

Ampèremeterstanden op verschillende geleiders geven verschillende waarden. En om het vermogen van het elektrische circuit te meten, zouden 3 apparaten moeten worden gebruikt. Het fenomeen wordt verklaard door het feit dat elke geleider een andere geleidbaarheid heeft. De meeteenheid heet Ohm en wordt aangegeven met de Latijnse letter R. De weerstand hangt ook af van de lengte van de geleider.

• elektrische capaciteit:

Twee geleiders, de ene geïsoleerd van de andere, kunnen elektrische ladingen opslaan. Dit fenomeen wordt gekenmerkt door fysiek. een hoeveelheid die elektrische capaciteit wordt genoemd. De meeteenheid is farad (F).

• Kracht en werk van elektrische stroom

Het werk van de elektrische stroom in een specifiek deel van het circuit is gelijk aan de vermenigvuldiging van de spanning met de sterkte en tijd. Spanning wordt gemeten in volt, vermogen in ampère, tijd in seconden. De maateenheid voor arbeid was de joule (J).

De kracht van de elektrische stroom is de verhouding van het werk tot de tijd van voltooiing. Het vermogen wordt aangegeven met de letter P en wordt gemeten in watt (W). De vermogensformule is heel eenvoudig: stroomsterkte vermenigvuldigd met spanning.

Er is ook een eenheid die een wattuur wordt genoemd. Het moet niet worden verward met watt, dit zijn 2 verschillende fysieke grootheden. Watts meten het vermogen (de snelheid waarmee energie wordt verbruikt of overgedragen), terwijl watturen worden gebruikt om de geproduceerde energie over een bepaalde tijd uit te drukken. Deze meting wordt vaak toegepast op huishoudelijke elektrische apparaten.

Een lamp met een vermogen van 100 W werkte bijvoorbeeld een uur, daarna verbruikte hij 100 W * h en een lamp met een vermogen van 40 watt verbruikt in 2,5 uur dezelfde hoeveelheid elektriciteit.

Gebruik een wattmeter om het vermogen van het elektrische circuit te meten

Welk type stroom is efficiënter en wat is het verschil tussen beide?

Constante elektrische stroom is gemakkelijk te gebruiken in het geval van parallelschakeling van generatoren; voor wisselstroom is synchronisatie van de generator en het stroomsysteem noodzakelijk.

Een gebeurtenis genaamd "War of currents" vond plaats in de geschiedenis. Deze "oorlog" vond plaats tussen twee briljante uitvinders - Thomas Edison en Nikola Tesla. De eerste ondersteunde en promootte actief constante elektrische stroom, en de tweede variabele. De "oorlog" eindigde met de overwinning van Tesla in 2007, toen New York uiteindelijk overging op alternerend.

Het verschil in efficiëntie van krachtoverbrenging over een afstand bleek enorm ten gunste van wisselstroom. Constante elektrische stroom kan niet worden gebruikt als het station ver van de consument verwijderd is.

Maar de permanente vond nog steeds een toepassingsgebied: het wordt veel gebruikt in de elektrotechniek, galvanisatie en sommige soorten lassen. Ook in het stadsvervoer (trolleybussen, trams, metro) is constante elektrische stroom zeer wijdverbreid.

Natuurlijk zijn er geen goede of slechte stromingen, elk type heeft zijn eigen voor- en nadelen, het belangrijkste is om ze correct te gebruiken.

Constant en variabel dan Naar

Wat is het verschil tussen gelijkstroom? van afwisselend

In een vorig artikel, wat is elektrische stroom? je leerde hoe de geordende beweging van elektronen in een gesloten circuit verloopt. Nu zal ik je vertellen wat een elektrische stroom is. Elektrische stroom is constant en wisselend. Wat is het verschil tussen wisselstroom en gelijkstroom? DC-kenmerken.

DC

Gelijkstroom of gelijkstroom betekent dus in het Engels een elektrische stroom die de bewegingsrichting gedurende enige tijd niet verandert en altijd van plus naar min beweegt. In het diagram wordt dit aangegeven als plus (+) en min (-), in het geval van een apparaat dat op gelijkstroom werkt, wordt een aanduiding aangebracht in de vorm van één (-) of (=) streep. Een belangrijk kenmerk van gelijkstroom is het vermogen om het te accumuleren, d.w.z. accumulatie in batterijen of het ontvangen ervan door een chemische reactie in batterijen. Veel moderne draagbare elektrische apparaten werken met behulp van de geaccumuleerde gelijkstroom elektrische lading, die zich in de accu's of batterijen van deze apparaten bevindt.

Wisselstroom

(wisselstroom) of AC een Engelse afkorting die een stroom aanduidt die in de loop van een tijdsinterval van richting en grootte verandert. Op elektrische circuits en behuizingen van elektrische apparaten die op wisselstroom werken, wordt het wisselstroomsymbool aangeduid als een segment van een sinusoïde "~". Als we het hebben over wisselstroom in eenvoudige woorden, dan kunnen we zeggen dat als een gloeilamp is aangesloten op een wisselstroomnetwerk, de plus en min op zijn contacten van plaats zullen veranderen met een bepaalde frequentie of anders, de stroom zal van richting veranderen van direct naar omgekeerd. In de figuur is de tegenovergestelde richting het gebied van de grafiek onder nul.

Laten we nu eens kijken wat de frequentie is. Frequentie is de tijdsperiode waarin de stroom één volledige oscillatie uitvoert, het aantal volledige oscillaties in 1 s wordt de frequentie van de stroom genoemd en wordt aangegeven met de letter f. Frequentie wordt gemeten in hertz (Hz). In de industrie en het dagelijks leven wordt in de meeste landen wisselstroom met een frequentie van 50 Hz gebruikt.Deze waarde toont het aantal veranderingen in de richting van de stroom in één seconde naar het tegenovergestelde en keert terug naar de oorspronkelijke staat. Met andere woorden, in een stopcontact dat zich in elk huis bevindt en waar we strijkijzers en stofzuigers aanzetten, zullen plus en min op de rechter- en linkeraansluitingen van het stopcontact van plaats veranderen met een frequentie van 50 keer per seconde - dit is de frequentie van de wisselstroom. Waarom heb je zo'n "verwisselbare" wisselstroom nodig, waarom niet alleen gelijkstroom gebruiken? Dit wordt gedaan om de benodigde spanning in elke hoeveelheid te kunnen verkrijgen door transformatoren te gebruiken zonder speciale verliezen. Door het gebruik van wisselstroom kan op industriële schaal elektriciteit met minimale verliezen over lange afstanden worden getransporteerd.

De spanning die wordt geleverd door krachtige generatoren van energiecentrales is ongeveer 330.000-220.000 volt. Dergelijke spanning kan niet worden toegepast op huizen en appartementen, het is zeer gevaarlijk en moeilijk vanuit technisch oogpunt. Daarom wordt wisselstroom van elektriciteitscentrales naar elektrische onderstations gevoerd, waar sprake is van een transformatie van hoogspanning naar de lagere die we gebruiken.

AC naar DC conversie

Van wisselstroom is het mogelijk om gelijkstroom te verkrijgen, hiervoor volstaat het om het wisselstroomnetwerk aan te sluiten op een diodebrug of, zoals het ook wordt genoemd, een "gelijkrichter". Uit de naam "gelijkrichter" is het volkomen duidelijk wat de diodebrug doet, het corrigeert de sinusoïde van de wisselstroom in een rechte lijn, waardoor de elektronen in één richting worden gedwongen.

wat is een diode? en hoe werkt een diodebrug?, kunt u lezen in mijn volgende artikelen.