Aký je prúd a napätie na prstoch
Čo sa nazýva súčasná sila? Takáto otázka nebola nastolená raz a nie v procese diskusie o rôznych otázkach. Tak sme sa rozhodli sa s tým vyrovnať bližšie a snaží sa, aby to tak zrozumiteľne, bez obrovské množstvo vzorcov a nezrozumiteľných termínov.
Čo je elektrický prúd
Takže čo sa nazýva elektrický prúd? Toto je riadený tok nabitých častíc. Ale aký je podiel toho, čo sa zrazu pohybuje a kde? Nie je to jasné. Pozrime sa na túto otázku podrobnejšie.
Nosiče elektrického náboja v rôznych materiáloch
- Začnime otázkou nabitých častíc, ktoré sú v podstate nosičmi elektrického prúdu . V rôznych látkach sú odlišné. Napríklad, čo je elektrický prúd v kovoch? Sú to elektróny. V plynoch - elektróny a ióny; v polovodičoch - diery; a v elektrolytoch sú to katióny a anióny.
atómová štruktúra
- Tieto častice majú určitý náboj.Môže to byť pozitívne alebo negatívne. Stanovenie pozitívneho a záporného náboja je podmienené. Čiastočky, ktoré majú rovnaký náboj, sú odpudzované a alternatívne sú priťahované.
Elektrický prúd
- Na základe toho je logické, že pohyb sa uskutoční od kladného pólu po negatívny.A čím väčší je počet nabitých častíc je účtovaná na jednom póle, tým viac sa ich počet bude skákať do iného pól znamienkom.
- Ale toto všetko je hlboká teória, a preto ukážeme konkrétny príklad.Predpokladajme, že máme zásuvku, ku ktorej nie je pripojené žiadne zariadenie. Existuje prúd?
- Na odpoveď na túto otázku musíme vedieť, aké sú napätie a prúd.Aby sme to objasnili, pozrime sa na tento príklad potrubia s vodou. Jednoducho povedané, potrubia je naším sprievodcom. Priesečník tejto rúry je napätie elektrickej siete a prietok je náš elektrický prúd.
- Vráťte sa do našej predajne.Ak chcete vykonať analógiu s potrubím, potom zásuvka bez elektrických spotrebičov, ktoré sú k nej pripojené, je potrubie uzavreté ventilom. To znamená, že nie je elektrický prúd.
Elektrický prúd sa objaví po zobrazení záťaže a na tento účel je potrebné zasunúť zástrčku do zásuvky
- Ale existuje napätie.A ak je to v potrubí, aby sa mohol objaviť tok, je potrebné otvoriť ventil a potom vytvoriť elektrický prúd vo vodiči, je potrebné pripojiť zaťaženie. Môžete to urobiť otočením zástrčky do zásuvky.
- Samozrejme, je to veľmi zjednodušený nápad a niektorí odborníci ma hanbia a poukážu na nepresnosti.Poskytuje však predstavu o tom, čo sa nazýva elektrický prúd.
Konštantný a striedavý prúd
Druhy elektrického prúdu
Ďalšia otázka, v ktorej navrhujeme porozumieť, je: čo je striedavý prúd a konštantný prúd. Koniec koncov, veľa ľudí tieto pojmy úplne nerozumie správne.
Jednosmerný prúd
Konštanta sa nazýva prúd, ktorý jepo určitú dobu nemení veľkosť a smer. Často je pulzujúci prúd stále označovaný ako konštanta, ale všetko o objednávke.
DC prúd
- DC sa vyznačuje skutočnosťou, že rovnaké množstvo elektrických nábojov sa neustále mení v jednom smere.Smer je od jedného pólu k druhému.
- Ukázalo sa, že vodič má vždy kladný alebo záporný náboj.A v čase, keď je nezmenený.
Venujte pozornosť! Pri určovaní smeru jednosmerného prúdu môže byť nepríjemné. Ak je prúd generovaný pohybom kladne nabitých častíc, potom jeho smer zodpovedá pohybu častíc. Ak je prúd vytvorený pohybom negatívne nabitých častíc, predpokladá sa, že jeho smer je opačný pohyb častíc.
Typy pulzujúceho prúdu
- Ale za predpokladu, že taký konštantný prúd je často označovaný a takzvaný pulzujúci prúd.Od konštanty sa líši len tým, že sa jeho hodnota mení v priebehu času, ale zároveň nezmení svoj znak.
- Predpokladajme, že máme prúd 5A.Pre konštantný prúd zostane táto hodnota počas celého časového obdobia konštantná. Pre pulzujúci prúd bude v jednom časovom úseku 5, v ďalšom 4 av treťom 4.5. Ale zároveň sa v žiadnom prípade neznižuje pod nulu a nezmení jeho známku.
Možnosť transformácie zo striedavého, konštantného pulzujúceho prúdu
- Tento pulzačný prúd je veľmi častý pri transformácii premennejprúd v konštante.Práve tento pulzujúci prúd produkuje váš invertor alebo diódový mostík v elektronike.
- Jednou z hlavných výhod jednosmerného prúdu je to, že sa môže nahromadiť.Môžete to urobiť vlastnými rukami pomocou batérií alebo kondenzátorov.
AC
Aby sme pochopili, čo je striedavý prúd, musíme si predstaviť sinusoid. Práve táto plochá krivka najlepšie popisuje zmenu DC a je štandardná.
|
|
Rovnako ako sinusoid, striedavý prúd s konštantnou frekvenciou mení svoju polaritu. V jednom časovom období je pozitívny av ďalšom období je negatívny. |
|
|
Preto nosiče nábojov ako také chýbajú priamo v dirigente pohybu. Aby ste to pochopili, predstavte si vlnu, ktorá vedie pozdĺž pobrežia. Posúva sa v jednom smere a potom v opačnom smere. Výsledkom je, že voda je ako pohyb, ale zostáva na mieste. |
|
|
Na základe toho je pre AC veľmi dôležitá rýchlosť zmeny polarity. Tento faktor sa nazýva frekvencia.
Čím je táto frekvencia vyššia, tým častejšie za sekundu, mení sa polarita striedavého prúdu. V našej krajine je táto hodnota štandardom - je to 50 Hz. To znamená, že striedavý prúd mení svoju hodnotu z extrémne pozitívnych na extrémne záporných 50 krát za sekundu. |
|
|
Ale nie je len striedavý prúd frekvencie 50 Hz. Veľa zariadení pracuje na striedavom prúde s vynikajúcimi frekvenciami.
Z dôvodu zmeny frekvencie striedavého prúdu môžete meniť rýchlosť motora. Môžete tiež získať vyššiu rýchlosť prenosu údajov - napríklad na čipsetoch vášho počítača a ďalšie. |
Venujte pozornosť! Ak chcete jasne vidieť, čo je striedavý prúd a konštantný prúd, môžete použiť príklad obyčajnej žiarovky. Zvlášť dobré je vidieť na nízkej kvalite diódových žiaroviek, ale pri pohľade na ne môžete vidieť na bežnej žiarovke. Pri práci na jednosmerný prúd, horia s rovnakým svetlom, a pri práci na striedavý prúd sotva viditeľné blikať.
Aký je výkon a hustota prúdu?
No, zistili sme, že takýto prúd je konštantný a čo sa strieda. Ale pravdepodobne máte veľa otázok. Pokúsime sa ich zvážiť v tejto časti nášho článku.
Z tohto videa sa môžete dozvedieť viac o tom, čo je táto moc.
- A prvá z týchto otázok bude: aké je napätie elektrického prúdu? Napätie sa nazýva potenciálny rozdiel medzi dvoma bodmi.
Čo je elektrické napätie
- Okamžite existuje otázka a aký je potenciál? Teraz budem opäť znechutení odborníkmi, ale povedzme to: je to prebytok nabitých častíc. To znamená, že existuje jeden bod, v ktorom je nadmerné nabité častice - a tam je druhý bod, kde sú tieto nabité častice väčšie alebo menšie. Tento rozdiel sa nazýva napätie.Meria sa vo voltoch (B).
Napätie vo vývode
- Napríklad pravidelne odoberajte. Všetci zrejme viete, že jeho napätie je 220V. V zásuvke máme dva drôty a napätie 220 V znamená, že potenciál jedného vodiča je väčší ako potenciál druhého vodiča práve pre tieto 220V.
- Pochopenie pojmu napätia, ktoré potrebujeme, aby sme pochopili, aký je výkon elektrického prúdu. Hoci z profesionálneho hľadiska toto tvrdenie nie je úplne pravdivé. Elektrický prúd nemá žiadnu silu, ale je to jeho derivát.
Hustota elektrického prúdu vo vodiči
- Aby sme pochopili túto chvíľu, vráťme sa k našej analógii s vodovodom. Ako si pamätáte, priesečník tejto trubice je napätie a rýchlosť toku v potrubí je prúd. Takže tu je: moc je množstvo vody, ktoré preteká týmto potrubím.
- Je logické predpokladať, že pri rovnomerných prierezoch, to znamená napätie - čím silnejší je prietok, to znamená elektrický prúd, tým väčší je tok vody, ktorý sa pohybuje potrubím. V dôsledku toho bude vyššia moc prenesená na spotrebiteľa.
- Ale ak analogicky k vode môžeme prejsť presne určitým množstvom vody potrubím určitého úseku, pretože voda nestlačí, všetko je v poriadku s elektrickým prúdom. Prostredníctvom akéhokoľvek vodiča môžeme teoreticky prenášať akýkoľvek prúd. Ale v praxi jednoducho vyhodí vodič malého úseku pri vysokej prúdovej hustote.
Vzorec prúdovej hustoty
- V tejto súvislosti musímeže sa jedná o súčasnú hustotu. Zhruba povedané, toto je množstvo elektrónov, ktoré sa pohybujú cez určitý vodič v jednotke času.
- Toto číslo by malo byť optimálne. Koniec koncov, ak vezmeme dirigent veľkej časti a my prejdeme cez malý prúd, potom cena takejto elektrickej inštalácie bude veľká. Súčasne, ak vezmeme vodič malého úseku, potom vďaka vysokej prúdovej hustote sa prehrieva a rýchlo sa vypaľuje.
- Z tohto hľadiska má PUE zodpovedajúci oddiel, ktorý umožňuje výber vodičov na základe hustoty ekonomického prúdu.
Tabuľka výberu vodičov na ekonomickú hustotu prúdu
- Ale späť k pojmu, čo je súčasná moc? Ako sme pochopili z našej analógie, na rovnakom priesečníku potrubia prenesená sila závisí len od momentálnej sily. Ale ak je prierez našej rúry je zvýšený, to znamená, aby sa zvýšenie napätia, v tomto prípade, pri rovnakých hodnotách prietoku, bude prenesená úplne odlišné objemy vody. To isté platí pre elektrinu.
Prenos kapacít cez vedenia rôznych napätí a druhov elektrického prúdu
- Čím vyššie je napätie, tým nižší je potrebný prúd na prenos rovnakého výkonu. Preto sa pre prenos na dlhé vzdialenosti vysokých kapacít používajú vysokonapäťové prenosové vedenia.
Napokon, priamka cez prierez s rozmerom 120 mm2 pri napätí 330 kV, schopná častejšie prenášať výkon v porovnaní s čiarou toho istého úseku,ale pri napätí 35 kV. Napriek tomu, čo sa nazýva súčasná sila, budú to isté.
Metódy prenosu elektrického prúdu
Aký je prúd a napätie, ktoré sme zistili. Je čas zaoberať sa metódami distribúcie elektrického prúdu. To vám umožní v budúcnosti cítiť viac sebavedomie pri zaobchádzaní s elektrickými spotrebičmi.
DC konštantný
Ako sme už povedali, prúd môže byť premenlivý a konštantný. V priemysle a máte elektrické zásuvky. Je rozšírenejšia, pretože je ľahšie ju prenášať drôtovo. Faktom je, že zmena napätia jednosmerného prúdu je pomerne zložitá a drahá a meniť napätie striedavého prúdu je možné vykonať pomocou bežných transformátorov.
Venujte pozornosť! Žiadny transformátor striedavého prúdu nebude pracovať v dc. Keďže vlastnosti, ktoré používa, sú vlastné iba striedavému prúdu.
Nabíjateľná batéria
- To však neznamená, že DC sa nemá používať. Má inú užitočnú vlastnosť, ktorá nie je vlastná premennej. Môže sa nahromadiť a uložiť.
- V tomto ohľade sa jednosmerný prúd používa vo všetkých prenosných elektrických spotrebičoch, v železničnej doprave, ako aj v niektorých priemyselných zariadeniach, kde je potrebné zachovať účinnosť aj po úplnom zastavení dodávky elektrickej energie.
Priemyselná batéria
- Najbežnejším spôsobom skladovania elektrickej energie je nabíjateľná batéria. Sú tomajú špeciálne chemické vlastnosti, ktoré umožňujú akumuláciu a potom v prípade potreby poskytujú konštantný prúd.
- Každá batéria má prísne obmedzené množstvo energie. Volá sa kapacita batérie a je čiastočne určená napätím pri štartovaní batérie.
- Aký je prúd pri štarte batérie? Toto je množstvo energie, ktoré môže batéria dodať na samom začiatku pripojenia záťaže. Faktom je, že v závislosti od fyzikálnych a chemických vlastností sa batérie líšia v spôsobe návratu nahromadenej energie.
Grafy vybíjania batérií
- Niektorí sa môžu dať hneď a veľa. Z tohto dôvodu sú samozrejme rýchlo vybité. A druhá dá dlhý, ale trochu. Okrem toho dôležitým aspektom batérie je schopnosť podporovať napätie.
- Skutočnosť, že podľa niektorých pokynov v niektorých batériách ako kapacita spätného rázu hladko klesá ich napätie. A iné batérie dokážu poskytnúť prakticky všetku kapacitu s rovnakým napätím. Na základe týchto základných vlastností a vybrať tieto skladovacie zariadenia pre elektrinu.
- Pre prenos jednosmerného prúdu sa vo všetkých prípadoch používajú dva drôty. Je to pozitívna a negatívna žila. Červená a modrá.
Striedavý prúd
Ale pri striedavom prúde je všetko oveľa komplikovanejšie. Môže sa prenášať jeden, dva, tri alebo štyri drôty. Aby sme to vysvetlili, musíme sa zaoberať otázkou: čo je to trojfázový prúd?
- Premennáprúd generuje nás generátor. Zvyčajne takmer všetky z nich majú trojfázovú štruktúru. To znamená, že generátor má tri závery a v každom z týchto záverov sa objaví elektrický prúd, ktorý sa líši od predchádzajúceho v uhle 120 °.
Sínusy trojfázovej siete AC
- Aby sme to pochopili, spomeňme si na náš sinusoid, ktorý je vzorom popisu striedavého prúdu a podľa jeho zákonov sa mení. Budeme mať tri fázy - "A", "B" a "C", a zaujmú určitý čas v čase. V tomto bode je sinusoid fázy "A" na nulovom bode, sínusoid fázy "B" je v extrémne pozitívnom bode a sínusoid fázy "C" - v extrémne negatívnom bode.
- Každá následná jednotka časového striedavého prúdu v týchto fázach sa bude meniť, ale synchronne. To znamená, že po určitom čase bude vo fáze "A" záporné maximum. Vo fáze "B" bude nula a vo fáze "C" - kladné maximum. A po chvíli sa znova zmenia.
Fázové a lineárne napätia trojfázovej siete
- V dôsledku toho sa ukazuje, že každá z týchto fáz má svoj vlastný potenciál odlišný od potenciálu susednej fázy. Preto medzi nimi musí byť niečo, čo nevedie elektrický prúd.
- Tento rozdiel v potenciáli medzi dvoma fázami sa nazýva lineárne napätie. Okrem toho majú potenciálny rozdiel v zemi - toto napätie sa nazýva fáza.
- Ak je lineárne napätie medzi týmito fázami 380, potom je fázové napätie 220 V. V3 sa líši v hodnote. Toto pravidlo platí vždy pre akýkoľvek stres.
Hodnoty fázových a lineárnych napätí
- Na základe toho, ak potrebujeme napätie 220 V, môžeme odobrať jeden fázový vodič a drôt je pevne spojený so zemou. A budeme mať jednofázovú sieť 220V. Ak potrebujeme sieť 380 V, môžeme mať iba dve fázy a pripojiť vykurovacie zariadenie ako video.
Farebná schéma pre vodičov trojfázovej siete v rôznych krajinách sveta
Vo väčšine prípadov sa však používajú všetky tri fázy. Všetci výkonní spotrebitelia sú pripojení k trojfázovej sieti.
záver
Čo je indukčný prúd, kapacitný prúd, štartovací prúd, nečinný prúd, vzájomné prúdy, putovacie prúdy a oveľa viac, nemôžeme v rámci jedného článku zvážiť.
Napokon, otázka elektrického prúdu je dostatočne rozsiahla a na jej úvahu sa vytvorila celá veda elektrotechniky. Ale dúfame, že by sme mohli vysvetliť hlavné aspekty tejto problematiky v prístupnom jazyku a teraz elektrický prúd nebude pre vás nič frustrujúci a nepochopiteľný.
