Ac dc токи: AC, DC — что это такое?

Токоизмерительные клещи (AC / DC / Ток утечки)

Метод измерения, True RMS

Разрешающая способность (измерение переменного тока), А

Разрешающая способность (измерение постоянного тока), А

Измерение переменного напряжения, макс, В

Измерение постоянного напряжения, макс, В

Измерение сопротивления (верхний предел)

Звуковая прозвонка

Измерение скважности

Проверка диодов

Измерение емкости

Измерение температуры

Функция ”NCV” (бесконтактное напряжение) – функция проверки проводки

Удержание данных

Удержание пикового значения

Индикация максимального, минимального значения из цикла измерений

Вычисление относительного значения и процентного соотношения

Разъем для подключения записывающего устройства

Фильтрация помех, вызванных магнитным полем

Стандарты безопасности

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.

True RMS Цифровой клещи 168C / D / E DC AC Ток Напряжение Ампер NCV Ом Тестер Амперметр конденсатор Мультиметр Инструмент электрика

True RMS Цифровой клещи 168C / D / E DC AC Ток Напряжение Ампер NCV Ом Тестер Амперметр конденсатор Мультиметр Инструмент электрика

Очень хорошее качество! Все еще тестирование функций. Как измеритель качества материала и советы по тестированию.

Очень приятный инструмент. Фкнкции мультиметра + амперметр. В чехле лежали щупы и датчик температуры. Рекомендую к покупке.

ок

Заказ прибыл очень быстро: 31.05 оплачен, 14.06 уже был на почте. Клещи 168D с точки зрения цена — качество выглядят прилично для домашнего использования. Все работает, в комплект входят: клещи, щупы, термопара, инструкция на английском, чехол. Все это в коробке, обернуто пупырчатой пленкой. 168D измеряют и постоянный ток, есть подсветка экрана и фонарик. Продавцу огромное спасибо и честные пять звезд.

168D мерит: вольтаж АС, DC, Ампераж, сопротивление, герцы, температуру ( цельсии, фаренгейты), ёмкость, скрытую проводку ( примитивно). Есть фонарь, подсветка дисплея. Щупы нормальные.

Прибор прикольный (мне понравился). Именно серия 168д замеряет ток постоянный и переменку. Кроме этого умеет мерить много чего еще : напряжение, емкость конденсаторов, диоды, сопротивление, частоту и скважность, температуру и даже ищет скрытую проводку (если неглубоко проложена), есть еще подобие генератора (от 50гц до 4 кГц). Прозвонка без запоздания. Эти клещи не для замера маленьких токов, маленькие токи, а тем более ток утечки , нормальные люди меряют обычным тестером в режиме милиАмперы. Клещами замеряют большие токи, при которых обычный тестер сгорит. Точность этого прибора довольно таки хорошая (я смог замерить от 2 до 290 ампер), но фонарик действительно никакой. В комплекте сам прибор, туфтовые щупы без крокодилов, термопара, подобие сумочки и инструкция на англ языке. Эти клещи стоят своих копеек, лучше и дешевле не найдете. К покупке рекомендую именно серию 168д. Несколько раз писал продавцу — ни ответа ни привета.

Продукт высокого качества очень хороший.

Товар доставлен хорошо упакован, отличный продукт.

Спасибо за доставку

Очень хороший продукт.

супер, брал 168D для измерения постоянного тока

Peakmeter, PM2108, токовые клещи, AC/DC 600A

PM2108 — токоизмерительные клещи производства компании Peakmeter. с функцией TrueRMS.

Токовые клещи модели PM2108 предназначены для выполнения точных измерений как  переменного так и постоянного тока до 600A (измерение выполняется в двух поддиапазонах: до 66А и до 600А, ввыбор требуемого поддиапазона выполняется автоматически), с функциями мультиметра (напряжение до 600 В, сопротивление до 66 МОм, частота до 10кГц, ёмкость до 66 мФ, коэфициент заполнения импульсов от 10% до 95%, тест диодов и тест проводимости).  

Основным отличием токовых клещей PM2108 — является возможность измерять пусковые токи (длительностью более 100 мс), отличное разрешение при измерении токов (от 10мА), а также расширенный диапазон измерения ёмкости до 66 000 мкФ. 

 

Встроенный фонарик добавляет удобство и повышает безопасность работы в условяих недостаточной освещенности. Питание токовых клещей выполняется от 3-х батарей, распостранённого типа ААА. Количество отсчётов: 6000.

 

Купить токовые клещи PM2108 можете в нашем интернет магазине cityset.com.ua.

ОСОБЕННОСТИ токовых клещей PM2108:
• Функции измерений: ток AC/DC и напряжение AC/DC, ёмкость, сопротивление, частота, скважность, тестирование диодов и проводимости.
• Охват клещей — 26 мм
• Функции: max,min, hold
• Измерение пусковых токов (только в модели PM2108)
• Измерение TrueRMS — действующее среднеквадратичное значение переменного тока и напряжения.
• Соответствие стандартам безопасности: CE CAT.III600V RoHS.

 
ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ токовых клещей PM2108:

• Ток переменный AC:  до 600А (в поддиапазонах: 66 А / 600 А), разрешение: 10мА, погрешность: ±3 %.

• Ток постоянный DC:  до 600А (в поддиапазонах: 66 А / 600 А), разрешение: 10мА, погрешность: ±3 %.
• Напряжение постоянное DC:  до 600В (в поддиапазонах: 660мВ / 6,6В / 66В / 600В), разрешение: 0,1мВ, погрешность: ±0,8 %.
• Напряжение переменное AC:  до 600В (в поддиапазонах: 660мВ / 6,6В / 66В / 600В), разрешение: 0,1мВ, погрешность: ±1,0 %.
• Сопротивление:  до 66 МОм, (в поддиапазонах  660Ω / 6,6kΩ / 66kΩ / 660kΩ / 6,6MΩ / 66MΩ), разрешение: 0,1Ом, погрешность: 0,8%
• Ёмкость:  до 66 мФ, (в поддиапазонах: 6,6μF / 66μF / 660μF / 6,6mF / 66mF), разрешение: 1 нФ, погрешность: 4,0%

• Заполнение импульсов (скважность):  от 10% до 95%
• Тестирование проводимости со звуковой индикацией, тест диодов
• Дисплей: 6000 отсчётов, с функцией: HOLD, MIN, MAX
• Элементы питания: 1,5 В, тип AAA  х 3 шт.
• Габариты / масса: 280 x 78 x 35 мм / 246 гр.
 

Стандартная комплектация токовых клещей PM2108:

• Токовые клещи PM2108 – 1 шт. • Элементы питания, 1,5В, тип ААА – 3 шт.  • Кейс (мягкий) — 1 шт. • Руководство пользователя – 1 экз. • Гарантийный талон, 12 мес. – 1 экз.

 

 

 

 

 

 

В случае имеющихся вопросов относительно функциональных возможностей, просьба обратится к нашему техническому специалисту по указанным выше телефонам.

Портал об энергетике в России и в мире

АС против DC

Даже те, кто не интересуются электротехникой, наверняка слышали о переменном и постоянном токе. Эти «параметры», например, присутствуют в названии рок-группы AC/DC. Оно так и переводится – «Переменный ток (AC (Alternating Current) / Постоянный ток (DC (Direct Current). Так вот, из-за этих самых AC и DC «война токов» и разразилась. Точнее говоря, из-за вполне мирного вопроса о том, какой ток лучше подходит для использования в быту и в промышленности.

Война – весьма точное определение. В её ходе в дело шло все – интриги, подкупы, похищения документов. И даже «электрический стул» для казни преступников во многом стал порождением этой битвы, в которой между собой боролись великие изобретатели и первопроходцы в области применения электричества. Достаточно просто назвать имена: Томас Эдисон, Джордж Вестингауз, Никола Тесла…

«Апологет постоянства» Томас Эдисон

Вырабатывать постоянный и переменный токи научились в первой половине XIX века. И вскоре стал вопрос о практическом использовании электричества – для освещения или, скажем, для приведения в движение станков, в быту и промышленности. Первоначально сделали ставку на постоянный ток.

Большим «фанатом» DC был великий изобретатель Томас Алва Эдисон. Именно он в 1880 году начал электрификацию Нью-Йорка. Первым «электрическим домом» стал четырёхэтажный особняк компании Эдисона на Пятой авеню, где он сам и жил.

Но очень быстро выяснился серьёзный недостаток в работе постоянного тока – его передача на большие расстояния вела к огромным потерям электричества. Оставалось либо строить электростанции рядом с потребителями (не дальше 2–3 км), либо сначала генерировать переменный ток, подавать его к месту потребления под высоким напряжением (высокое напряжение в генераторах постоянного тока тогда получать не могли), а потом «выпрямлять». Но это было довольно сложно и тоже вело к потерям электричества.

Томас Эдисон.

Эдисон предпочитал строить электростанции рядом с потребителями. Для владельцев богатых особняков оборудовали собственные ЭС прямо в подвалах их домов. Правда, иногда дело доходило до курьёзов. Жена одного миллионера, к примеру, постоянно жаловалась мужу: на их дворе, у воздуховодов, выходящих из их личной подземной ЭС постоянно собираются греться десятки котов, которые своими воплями мешают ей спать.

Однако у линий электропередачи, работавших на DC, имелось и явное достоинство. Эдисон всё время лично лазил по канавам, в которые укладывали провода, и проверял их качество. Он с гордостью говорил, что может своими руками потрогать любую часть этой системы, даже если она находится под напряжением. Действительно, ток в системах Эдисона подавался под слабым напряжением, безопасным для жизни человека.

…В 1884 году на работу к Эдисону устроился приехавший в США молодой электротехник из Австро-Венгрии (серб по национальности) Никола Тесла. К тому времени он уже испытал первые модели двигателя, который работал от переменного тока и начинал использоваться в промышленности. Но Эдисон этого изобретения не оценил, и с Теслой они не сработались. Тесла уже тогда видел будущее за переменным током, а Эдисон о нём и слышать не хотел. Однажды он сказал Тесле: «Те, кто барахтаются на этом поприще, просто тратят время». Но, как потом выяснилось, он сильно ошибался.

«Морж» Вестингауз

К 1887 году в США существовало более сотни электростанций постоянного тока, работавших по системе Эдисона. Но к тому времени у него уже был серьёзный конкурент – не менее талантливый изобретатель и не менее успешный бизнесмен Джордж Вестингауз. Его называли «моржом» из-за роскошных густых усов.

Вестингауз прославился изобретением воздушного тормоза для железнодорожных вагонов, который используется до сих пор. Но вскоре он тоже увлёкся электричеством. И в отличие от Эдисона, Вестингауз видел будущее за переменным током.

…Свою первую систему электроснабжения на АС он пустил в ход в городе Буффало. К ней тогда подключили аптеку, несколько ресторанов, кабинеты врачей, бильярдный клуб.

Джордж Вестингауз.

Вестингауз активно скупал все полезные, по его мнению, патенты в области электротехники во всём мире. Он, например, купил в Англии патент на недавно изобретённое устройство «трансформатор», которое могло повышать и понижать напряжение тока. По легенде, именно он одним из первых понял, какую революцию может произвести трансформатор в области передачи электроэнергии.

В его системе АС трансформаторы сначала резко повышали напряжение, а затем, при поступлении тока в дома, понижали его до необходимых значений. Это позволяло передавать ток на несколько десятков миль. А следовательно, не строить ЭС прямо в городах, где они мешали жителям своим шумом, дымом и кучами угля.

Перед Вестингаузом стояла ещё одна важная проблема – он никак не мог понять, как можно использовать переменный ток для нужд промышленности. Ведь тогда ещё не было работавших на АС надёжных двигателей, которые крутили станки на заводах или колёса различных транспортных машин. Всё изменилось после того, как он обратил внимание на двигатель Теслы, отвергнутый Эдисоном.

Вестингауз купил у Теслы патент на этот двигатель и ещё несколько десятков патентов на другие устройства. Более того, Тесла согласился работать у Вестингауза, чтобы доработать их. Так в итоге появилась система производства и распределения электроэнергии «Вестингауза-Теслы». Она стала главным конкурентом системы Эдисона.

Нью-Йорк тех лет, «опутанный» электрическими и телефонными проводами.

В 1887 году в Америке уже работала 121 станция Эдисона и 68 станций Вестингауза. Конкуренция между их компаниями обострялась всё больше и больше. А затем началась и настоящая война.

«Война токов» начинается

Считается, что «войну токов» начал Эдисон. В феврале 1888 года в одном из его журналов появился памфлет под названием «Опасность!». В нём гневно обличалась система переменного тока. Эдисон утверждал – постоянный ток безопасен, а переменный, наоборот, смертельно опасен для жизни и обвинял сторонников АС в «преступной безучастности к безопасности». «Все электрики, все, кто верит в будущее электричества, должны объединиться в войне за уничтожение этой дешёвки – переменного тока», – писал он.

Чуть позже никому не известный тогда инженер Гарольд Браун написал статью с требованием запретить использование АС с напряжением свыше 300 вольт. До сих пор идут споры – что побудило этого человека вдруг выступить с таким пафосным текстом? Некоторые видят в этом «длинную руку» Эдисона, другие считают, что он просто хотел привлечь внимание к себе. Это ему, несомненно, удалось.

Возмущённый Вестингауз заявил, что Эдисон клевещет. И что число несчастных случаев у Эдисона не меньше, чем среди его, Вестингауза, электромонтёров. Великий Томас тогда промолчал. Но за него почему-то ответил инженер Браун.

Браун пригласил всех желающих на практике убедиться в своей правоте, правоте Эдисона и преимуществах постоянного тока. Эксперименты, которые должны были подтвердить это, оказались настолько жуткими, что потрясли всех. Без сомнения, это была одна из самых позорных и отвратительных страниц не только в «войне токов», но и во всей истории электричества.

Фото: из коллекции автора и ugugu.ru

Автор: Евгений Матонин

Контактор 3RT1065-2AF36 Siemens Sirius, типоразмер S10, ток 265А, катушка напряжением AC/DC 110…127 В

Дополнительное оборудование:

Блоки дополнительных контактов(блок-контакты) 3Rh2921

— Для сборки контакторов c 1-м, с 2-я, 3-я, 4-я и 5-ю вспомогательными контактами
— Имеют 1-, 2-, 3- и 4-полюсное исполнение с конфигурацией контактов: 3НО+1НЗ, 2НО+2НЗ, 1НО+3НЗ, 4НО, 4НЗ, 1НО, 1НЗ, 1НО+1НЗ, 2НО, 2НЗ,
— Устанавливаются в разъем на передней стороне контактора защелкиванием
— Или присоединяются сбоку защелками
— Варианты исполнений как с двухсторонним(сверху-снизу) подводом проводников, так и с односторонним(или сверху, или снизу)
— Варианты с пружинными и винтовыми зажимами
— Варианты стандартного исполнения и для электроники, с контактами с твердым золочением на токи от 1 до 300 мА, для применения в запыленных помещениях
— Возможность установки справа или слева до 2-х блоков допконтактов, т. е. первый блок-контакт крепится к контактору, второй блок-контакт — к первому

Вспомогательные блок-контакты 3RT1926 с выдержкой времени

— Присоединение к контактору защелками, к разъему на лицевой стороне
— Напряжение питания цепей управления блок-контактов: 24/100…127/200…240 В AC/DC
— Функции: выдержка на включение, выдержка на отключение с или без вспомогательного напряжения, переключения «звезда-треугольник»
— Конфигурация контактов: 1НО+1НЗ, 1НО+1НО(«звезда-треугольник»)
— Временные диапазоны: 0,05…1/0,5…10/5…100 с для включения/отключения и 1,5…30 с для переключения «звезда-треугольник»

Ограничители перенапряжения 3RT1926

— Установка на винтовые зажимы катушки A1-A2 сверху, использование с контакторами типов 3RT106*-*A*** или 3RT106*-*N***
— В качестве активного элемента: RC-цепочка
— Перекрытие всего диапазона номинальных значений напряжения катушек управления контакторов — от 24 до 600 В AC или от 24 до 250 В DC

Принадлежности, для присоединения проводников, защитные, индикации

— 3-полюсные шунты, со сквозными отверстиями(мосты нейтрали)
— блоки рамочных зажимов 3RT1966-4G для кабелей сечением до 240 мм²
— Крышки для рамочных клемм 3RT1966-4EA2 для защиты от случайного прикосновения
— Крышки 3RT1966-4EA1 клеммников кабельных наконечников и шинных соединений для соблюдени изоляционных промежутков и защиты от прикосновения при снятом зажиме

Комплект 3RA1963-2A для создания реверсивных сборок(контакторов) из 2-х пускателей 3RT1065-2AF36

— Механическая блокировка 3RA1954-2A для исключения одновременного срабатывания, устанавливается вместо смежных боковых блок-контактов
— Верхний(с совпадением фаз) и нижний(со сменой 1-й и 3-й фаз) соединительные модули силовых проводников

Сменные катушки управления

— Магнитные катушки на переменное напряжение для обычного привода:

— диапазон напряжений(общий) от 23 до 600 В AC/DC
— частота переменного тока: 40…60 Гц

— Магнитные катушки для электронного привода, для выхода контроллера ПЛК 24 В DC:

— диапазоны напряжений 21-27.3, 96-127, 200-277 В AC/DC

-Электромагнитные катушки для электронного привода, для выхода контроллера ПЛК DC 24 В/релейного выхода контроллера ПЛК, с индикацией остаточного ресурса:

— сменная катушка с электронным модулем сбоку
— диапазоны напряжений 96-127, 200-277 В AC/DC
— только винтовые зажимы

— Магнитные катушки для электронного привода, с AS-интерфейсом и индикацией остаточного ресурса:

— сменная катушка с электронным модулем сбоку
— диапазоны напряжений 90-127, 200-277 В AC/DC
— только винтовые зажимы

— Исполнения катушек с пружинными и винтовыми зажимами, кроме исполнений с индикацией остаточного ресурса

Запасные части для контактора 3RT1065-2AF36

— 3-полюсные дугогасительные камеры 3RT1965-7A
— Комплект 3RT1965-6A силовых контактов 3НО для категории примениея AC-3
— Комплект 3RT1966-6D силовых контактов 3НО для категории примениея AC-1
— В состав комплектов входят 3 подвижных и 6 неподвижных деталей с элементами креплений

Модуль AC/DC (Переменный/постоянный ток) – обзор COMSOL 5.1

Модуль AC/DC (Переменный/постоянный ток) – обзор COMSOL 5.1

× Warning Your internet explorer is in compatibility mode and may not be displaying the website correctly. You can fix this by pressing ‘F12’ on your keyboard, Selecting ‘Document Mode’ and choosing ‘standards’ (or the latest version listed if standards is not an option).

Наш сайт использует файлы cookies для функционирования и повышения вашего удобства пользования веб-сайтом. Посещая наш сайт, вы соглашаетесь на использование файлов cookies.

Наш сайт использует файлы cookies для функционирования и повышения вашего удобства пользования веб-сайтом. Посещая наш сайт, вы соглашаетесь на использование файлов cookies.

OK Узнать больше

Модуль AC/DC (Переменный / постоянный ток)

Новое приложение: Калькулятор линии передачи

С помощью параметров линии передачи R, L, G и C можно описать любой волновод для поперечных и квазипоперечных электромагнитных волн. Приложение вычисляет параметры R, L, G и C, а также характеристический импеданс и константу распространения для коаксиальных, двухпроводных, узкополосных и компланарных линий передачи.

Приложение, которое моделирует линию передачи и вычисляет параметры R, L, G и C, а также характеристический импеданс и константу распространения для коаксиальных, двухпроводных, узкополосных и компланарных линий передачи.

Приложение, которое моделирует линию передачи и вычисляет параметры R, L, G и C, а также характеристический импеданс и константу распространения для коаксиальных, двухпроводных, узкополосных и компланарных линий передачи.

Улучшения для многовитковых катушек

Новый анализ геометрии катушки

Функция Coil Current Calculation (Расчет тока в катушке) из предыдущих версий COMSOL Multiphysics заменена новой функцией Coil Geometry Analysis (Анализ геометрии катушки). Так как пользовательский интерфейс этой новой функциональности практически не изменился, пользователи, которые ранее уже работали с функцией Coil Current Calculation (Расчет тока в катушке), легко освоят и новую версию. В новую функциональность внесен ряд существенных улучшений:

• Появилась возможность обрабатывать катушки с переменным поперечным сечением и сложной формой.
• Все катушки теперь можно решить за один шаг.
• Надежный метод решения: Сходимость решения означает, что вычислено подходящее направление обмотки.
• Граничные условия стали проще и требуют меньше входных данных от пользователей.

Новая функция Coil Geometry Analysis (Анализ геометрии катушки) позволяет вычислять путь проволоки в сложных катушках с переменным поперечным сечением.

Новая функция Coil Geometry Analysis (Анализ геометрии катушки) позволяет вычислять путь проволоки в сложных катушках с переменным поперечным сечением.

Точный расчет напряжения

Трехмерные многовитковые катушки в частотной области теперь анализируются точнее. Благодаря автоматическому «этапу фильтрации» при расчете плотности тока в катушке точность вычисления параметров электрического поля значительно выросла. Соответственно, повысилась и точность расчета напряжения в катушке, а также его производных параметров – мощности, индукции и т. д. Этап фильтрации по току решается совместно с основной задачей о магнитодвижущей силе на том же шаге и не требует никаких действий от пользователя. Благодаря этой функции больше не нужно настраивать коэффициент электропроводности катушки, чтобы получить точные результаты при анализе частотной области. По умолчанию функция включена.

Диаграмма нормы электрического поля без этапа фильтрации по току, который появился в функции Accurate Voltage Calculation (Точный расчет напряжения).

Диаграмма нормы электрического поля без этапа фильтрации по току, который появился в функции Accurate Voltage Calculation (Точный расчет напряжения).

Посмотреть дополнительные скриншоты »

Более удобная работа с катушками

В процесс работы с катушками внесен ряд улучшений:

• Ускорена работа в пользовательском интерфейсе и настройка моделей.
• Упрощена настройка катушек в моделях с симметричными сечениями.
• Круглые катушки теперь можно использовать в моделях с симметричными секторами.

Многовитковые катушки теперь позволяют задавать поправочные коэффициенты симметрии, что упрощает настройку моделей, содержающих только часть катушки.

Многовитковые катушки теперь позволяют задавать поправочные коэффициенты симметрии, что упрощает настройку моделей, содержающих только часть катушки.

Улучшения в калибровке векторного потенциала

В функцию Gauge Fixing (Калибровка векторного потенциала) внесены доработки. Теперь функция требует меньше входных данных от пользователя и быстрее работает со сложными моделями. Калибровка векторного потенциала – это метод поиска единственного решения для задач о магнитных полях. Функция автоматически работает с антипериодическими моделями, моделями с множеством несвязных областей векторного потенциала (задачи о вращающихся механизмах) и моделями с решениями Mixed A-V и A.

Новая стратегия ограничений и расширенные настройки для функции Gauge Fixing (Калибровка векторного потенциала).

Новая стратегия ограничений и расширенные настройки для функции Gauge Fixing (Калибровка векторного потенциала).

Экспорт в формат SPICE и новые функции для электрической цепи

В интерфейсе физик Electrical Circuit{:/em (Электрическая цепь) появилась новая функция SPICE Export (Экспорт в формат SPICE). Для ее запуска нужно щелкнуть правной кнопкой мыши в интерфейсе физик Electrical Circuit (Электрическая цепь) и выбрать пункт SPICE Export… (Экспорт в формат SPICE). Система COMSOL сохранит электрическую цепь, смоделированную в интерфейсе физик, как текстовый файл формата SPICE.

В интерфейс физик Electrical Circuit (Электрическая цепь) добавлены новые устройства и модели:

• Плоскостный биполярный транзистор с p-n-p переходами
• МОП-структура с p-каналом
• Взаимная индукция (связка из двух катушек индуктивности)
• Преобразователь

Создание файла списка соединений, который описывает электрические цепи, разработанные в COMSOL Multiphysics.

Создание файла списка соединений, который описывает электрические цепи, разработанные в COMSOL Multiphysics.

Посмотреть дополнительные скриншоты »

Новая учебная модель: Моделирование спиральной катушки индуктивности

Преимущество спиральных катушек индуктивности заключается в том, что они легко интегрируются при электроосаждении на печатных платах и обладают стабильным коэффициентом индуктивности. Однако по мере увеличения числа витков моделирование таких спиральных катушек индуктивности может потребовать много вычислительных ресурсов. В этом примере показано, как с помощью поправочных коэффициентов симметрии существенно уменьшить размер модели. Восьмивитковая восьмигранная спиральная катушка моделируется с помощью граничного условия Single Turn Coil (Одновитковая катушка), а граничные условия Floating Potential (Переменный потенциал) обеспечивают непрерывный ток между несвязными витками катушки. Подход, использованный в этом примере, возможен в том случае, когда рабочая частота настолько ниже частоты резонанса катушки индуктивности, что емкостной связью между витками можно пренебречь.

Норма распределения плотности магнитного потока и поверхностная плотность тока катушки.

Норма распределения плотности магнитного потока и поверхностная плотность тока катушки.

AC и DC (переменный ток и постоянный ток) Электрические сигналы

В этой статье мы рассмотрим важное место сигналов в конструировании цепей, определим сигналы переменного и постоянного тока и обсудим источники питания переменного и постоянного тока. напряжения питания.

Знакомство с сигналами

Инженеры-электрики тратят много времени на обсуждение сигналов . Первоначальное значение этого слова тесно связано с концепцией передачи и приема: сигнал — это любой жест, звук или механическое движение, используемое для передачи информации.В настоящее время это общий инженерный термин, который мы используем, когда говорим о напряжениях, токах, числовых последовательностях и математических выражениях, которые меняются во времени. Однако важно понимать, что эти сигналы поддерживают концептуальную связь с передачей и приемом, потому что в целом они являются средством передачи или представления информации.

Характеристики электрического сигнала определяются его соотношением между амплитудой и временем.Эта взаимосвязь может быть зафиксирована с помощью математических выражений и последовательностей точек данных, но во многих случаях наиболее кратким, удобным и информативным методом является визуальное представление. Мы часто анализируем сигналы в виде графиков, на которых вертикальная ось указывает амплитуду, а горизонтальная ось указывает время. В результате получается кривая, изменения вертикального положения которой соответствуют изменениям напряжения или тока сигнала. Например:

Переменный ток и постоянный ток

Электрические сигналы бывают самых разнообразных форм и размеров.Однако, если мы сосредоточимся на общих характеристиках, мы можем сгруппировать сигналы в широкие категории. Возможно, наиболее фундаментальная категоризация — это постоянный и переменный ток.

DC означает « постоянного тока », а AC означает переменного тока . Ток является постоянным, если он всегда течет в одном направлении, тогда как переменный ток периодически меняет направление. Термины «постоянный ток» и «переменный ток» стали общими прилагательными, которые могут описывать напряжения и даже токи (мы часто говорим «постоянный ток» вместо «постоянный ток»).Таким образом, «напряжение постоянного тока» на самом деле не интерпретируется как «напряжение постоянного тока»; скорее, это указывает на то, что напряжение не меняет полярность — амплитуда может сильно изменяться с течением времени, но всегда положительная или всегда отрицательная. Напряжение переменного тока, с другой стороны, постоянно изменяется с положительной полярности на отрицательную и с отрицательной на положительную.

Сигналы переменного и постоянного тока

Термины AC и DC также могут описывать сигналы. Сигнал переменного тока представляет собой ток, напряжение или числовую последовательность, которая последовательно показывает как положительные, так и отрицательные значения, а сигнал постоянного тока показывает только положительные значения или только отрицательные значения.

На следующих графиках представлены примеры сигналов переменного и постоянного тока. Сигнал слева — переменный ток; напряжение регулярно увеличивается выше и ниже горизонтальной оси, что соответствует амплитуде 0 В. Сигнал справа — постоянный ток; он имеет значительные вариации по амплитуде, но напряжение всегда находится в положительной части графика.

Источники переменного и постоянного тока

Термины «переменный ток» и «постоянный ток» тесно связаны с напряжениями источника питания.Эти напряжения генерируются источниками и являются средством подачи электрической энергии в цепь. Несмотря на то, что напряжения питания переменного тока всегда меняются во времени, мы обычно не называем их сигналами. Это имеет смысл, потому что их цель — поставлять энергию, а не представлять или передавать информацию.

Двумя наиболее распространенными источниками электроэнергии являются генераторы и батареи. Генераторы — источники переменного тока; они создают синусоидальные напряжения, которые периодически меняются от положительной полярности к отрицательной.Батареи создают статическую разность потенциалов между двумя клеммами и, следовательно, являются источниками постоянного тока. На принципиальных схемах источники постоянного и переменного напряжения могут быть представлены следующими обозначениями:

Электрическая энергия распределяется по электросети как переменный ток, но электронные системы требуют постоянного напряжения питания. Напряжение питания переменного тока можно преобразовать в стабильное напряжение постоянного тока с помощью выпрямителя, за которым следует регулятор напряжения.Мы узнаем больше о преобразовании переменного тока в постоянный и регулировании напряжения в будущих видеоуроках.

Заключение

Мы рассмотрели основные характеристики электрических сигналов и разницу между переменным и постоянным током в отношении сигналов и напряжений питания. В следующих двух видеоуроках будет изучено, как электрические системы используют сигналы постоянного и переменного тока.

Зависимость переменного тока (AC) от постоянного (DC)

Электрический ток — это количество электрических зарядов, проходящих по проводу, относительно времени.Когда батарея подключается через проводник, электроны перемещаются от отрицательной клеммы к положительной клемме батареи. Они движутся с очень высокой скоростью (превышающей скорость света) и, таким образом, производят некоторое количество тепловой энергии. Благодаря этому светятся лампочки.

Электрический ток подразделяется на два типа: переменного тока (AC) и постоянного тока (DC). Разница в том, что постоянный ток течет в одном направлении, а переменный ток быстро меняет свое направление.И переменный, и постоянный ток имеют свое собственное применение, но переменный ток является более распространенным типом тока, который мы сегодня используем дома, в офисе и т. Д.

Никола Тесла и Томас Эдисон изобрели переменный и постоянный ток соответственно. Они боролись за стандартизацию нынешних обозначений. В конце концов, AC выиграл битву, когда запустил France Fair и, наконец, появился на свет.

Переменный ток (AC)

Электрический ток — это ток, который меняет направление много раз в секунду с регулярными интервалами.Обычно используется в источниках питания. Количество раз, когда ток меняет свое направление за одну секунду, можно определить как частоту переменного тока. 50 Гц. частота означает, что она изменяется 50 раз в секунду. Частота в США 60 Гц. в то время как в Индии это 50 Гц.

переменного тока генерируется устройствами, называемыми генераторами переменного тока. Генератор — это машина, преобразующая механическую энергию в переменный ток. Он работает по принципу закона электромагнитной индукции Фарадея. Здесь механические источники механической энергии включают паровые турбины, двигатели внутреннего сгорания и водяные турбины.Сегодня генератор обеспечивает почти всю мощность электрических сетей.

Форма волны переменного тока

AC может быть представлен множеством форм сигналов, таких как треугольная волна, прямоугольная волна, но наиболее распространенным представителем является синусоидальная волна. Он представлен амплитудой и временем. Амплитуда — это пиковое значение тока.

Форма сигнала переменного тока

Применения переменного тока:

AC широко используется в отраслях транспорта и производства электроэнергии. Практически каждый дом питается от сети переменного тока.Переменный ток также используется для питания электродвигателей. Постоянный ток не используется для электростанций из-за высокого риска затрат и преобразования напряжений.

Преимущества AC:

• переменный ток генерировать легче, чем постоянный.
• Это дешевле.
• Потери энергии при передаче незначительны.
• AC может быть легко преобразован в постоянный ток.
• Легко передать.
• В переменном токе сопротивление больше постоянного.

Недостатки АС:

• При высоком напряжении опасно работать с переменным током, поскольку удар переменного тока привлекателен, но удар постоянного тока имеет отталкивающий характер.
• AC неэффективен и требует управления коэффициентом мощности для повышения эффективности.
• Большинство устройств не работают напрямую от сети переменного тока.

Постоянный ток (DC)

Под постоянным током понимаются электрические заряды, протекающие в одном направлении. Этот тип тока чаще всего вырабатывается батареями.

Форма сигнала постоянного тока

Цепи постоянного тока имеют однонаправленный поток тока и, как и переменный ток, он не меняет направление периодически.

Форма сигнала постоянного тока — чистая синусоида.Как видите, напряжение постоянно во времени.

Форма сигнала постоянного тока

Приложения постоянного тока:

Питание постоянного тока широко используется в низковольтных устройствах, таких как зарядка аккумуляторов, автомобильных и авиационных приложениях, а также почти во всех электронных устройствах, таких как мобильные телефоны, музыкальные плееры и т. Д.

Преобразование переменного тока в постоянный:

Получаем DC от следующих вещей:

1. Батареи, в которых происходят химические реакции, а затем эта химическая энергия преобразуется в электрическую.
2. Преобразование переменного тока в постоянный через выпрямитель. Выпрямитель — это электронная схема, преобразующая переменный ток в постоянный. Эти выпрямители можно увидеть в наших мобильных зарядных устройствах, аккумуляторных батареях и т. Д. Большинство устройств питаются или заряжаются косвенно от переменного тока, а затем этот переменный ток преобразуется в постоянный ток.

Источники переменного и постоянного тока:

Источники переменного и постоянного тока могут быть обозначены этими символами.

Обозначения источников напряжения постоянного и переменного тока

Направление тока изменяется с регулярным интервалом времени в источнике переменного тока, в то время как в источнике постоянного тока изменение направления является постоянным.Вы можете увидеть разницу на рисунке ниже:

Направление тока

Преимущества DC:

1. Он может питать большинство электронных устройств.
2. DC легко хранить.
3. Постоянный ток менее опасен, чем переменный ток, потому что постоянный ток отталкивает.

Недостатки ДЦ:

1. Дороже в производстве.
2. Трудно транспортировать.
3. Трудно генерировать постоянный ток по сравнению с переменным током.

Зависимость переменного тока (AC) от постоянного (DC)

Томас Эдисон предложил сеть электростанций, которые вырабатывают энергию постоянного тока, и они могут обеспечивать электроэнергией дома ближе к 1 миле от этой электростанции. DC очень сложно перевезти из одного места в другое. Итак, Тесла придумал источник переменного тока, но Эдисон считал этот тип тока чрезвычайно опасным. Затем Westinghouse работал над системой распределения электроэнергии, используя патенты Tesla. Переменный ток можно легко транспортировать из одного места в другое с помощью трансформатора.Это может обеспечить электроэнергией дома, расположенные за много миль от электростанций, и, таким образом, охватить большее количество людей. AC наконец появился, когда он успешно работал на выставке France Fair.

Разница между переменным током (AC) и постоянным током (DC)

Основное различие между переменным и постоянным током — это их направления. Переменный ток меняет свое направление через равные промежутки времени, а постоянный ток — это однонаправленный поток. Благодаря множеству преимуществ переменного тока, он используется для питания наших домов и офисов, в то время как постоянный ток используется для питания маломощных устройств.Переменный ток легче преобразовывать между уровнями напряжения, что делает передачу высокого напряжения более возможной. Напротив, постоянный ток присутствует почти во всей электронике.

Сводка

Таким образом, переменный и постоянный ток — это два типа электрического тока. У обоих есть свои преимущества и недостатки. Переменный ток более широко используется для питания зданий и офисов, в то время как постоянный ток более широко используется для питания электронных устройств. Наш образ жизни зависит от них обоих.

Текущая война: почему Westinghouse (AC) победил Эдисона (DC)?

Поскольку сообщества по всей Калифорнии сталкиваются с массовыми отключениями электричества и бушуют дебаты о том, как поддерживать надежность сети, я решил пойти в кино, чтобы узнать некоторый исторический контекст нашей электросети, посмотрев Текущая война: Режиссерская версия в ночь открытия .Мои надежды были высоки, с таким известным актерским составом, но с фильмом все было в порядке.

Жаль, что фильм не был более убедительным, потому что это увлекательная история, заслуживающая гораздо большего внимания. Фильм изображает «войну» конца 19 ^{-х годов} века между Джорджем Вестингаузом и Томасом Эдисоном, которая в конечном итоге определит, какие технологии были использованы для создания основы электрической сети, которую мы используем сегодня. В то время как Эдисон отстаивал системы постоянного тока (DC), Westinghouse продвигал системы переменного тока (AC), и конкуренция между ними была жесткой.

Выходя из театра, я не мог перестать задаваться вопросом: почему именно системы переменного тока Westinghouse победили системы постоянного тока Эдисона?

Покопавшись, я нашел ответ.

Предупреждение: этот пост содержит спойлеры, если такое есть для исторического фильма.

Переменный ток в сравнении с постоянным током

Основное различие между электричеством переменного и постоянного тока состоит в том, что постоянный ток течет постоянно в одном направлении (отсюда «постоянный» ток) и не меняется с течением времени, в то время как переменный ток колеблется взад и вперед (отсюда «переменный» ток) и постоянно изменяется со временем. .

Электричество переменного тока чередуется с течением времени, в то время как электричество постоянного тока остается постоянным.

В фильме объясняется, что основной проблемой для электричества постоянного тока Эдисона было то, что его нельзя было передавать на большие расстояния. В результате система Эдисона требовала установки электростанции примерно через каждую милю. Хотя это прекрасно работает в густонаселенных районах, таких как Нью-Йорк (где находилась первая в США электростанция, построенная Эдисоном), эта модель была чрезвычайно дорогой и непрактичной в более сельских районах.

Но я также знал, что сегодня некоторые из самых протяженных линий электропередачи в мире используют электричество постоянного тока.

Так что же дает? Если электричество постоянного тока — отличный вариант для современных линий передачи на большие расстояния, почему Эдисон не мог передавать свою электроэнергию постоянного тока дальше?

Трансформаторы сделали AC победителем

Ответ на самом деле не столько в различиях между переменным и постоянным током, сколько в малоизвестном компоненте нашей электросети: трансформаторах.

Что бы вы ни делали, передача электроэнергии связана с потерями энергии. (Если у вас нет сверхпроводника!) Но вы можете минимизировать эти потери, передавая электричество более высокого напряжения. Напряжение можно рассматривать как «толчок», который перемещает заряженные частицы и создает электрический ток — чем сильнее вы толкаете, тем меньше энергии вы теряете. Трансформаторы — это ключевая технология, используемая для изменения напряжения, чтобы вы могли активнее работать (и терять меньше энергии) при передаче электроэнергии.

Производство и потребление электроэнергии происходит при более низких напряжениях, а трансформаторы используются для увеличения напряжения перед передачей (для уменьшения потерь энергии) и уменьшения напряжения до того, как электричество будет потреблено.

Вы можете думать о высоковольтных линиях электропередачи как о пустом шоссе, по которому автомобили движутся с высокой скоростью, а вы можете думать о линиях низкого напряжения как о переулках, по которым автомобили едут намного медленнее. Трансформатор — это соединение между линиями высокого и низкого напряжения, или, в аналогии с шоссе, это шоссе на съезде и съезде, которое соединяет переулки с шоссе.

Трансформаторы являются важной частью сети — они повышают напряжение («повышающие трансформаторы») перед передачей на большие расстояния и снижают напряжение («понижающие трансформаторы») перед распределением электроэнергии потребителям для использования.Передача электроэнергии более высокого напряжения помогает минимизировать потери энергии.

Изобретатели конца 19 ^-го века понимали, как делать трансформаторы, но главное здесь то, что трансформаторы работают только на электричестве переменного тока . Возвращаясь к фундаментальному различию между электричеством переменного и постоянного тока, которое я объяснил ранее, трансформаторам для работы требуется изменяющееся во времени напряжение, а поскольку постоянный ток является постоянным, а переменный ток изменяется во времени, трансформаторы работают только с электричеством переменного тока.

В то время не было никакого простого метода изменения напряжения постоянного тока, и это то, что (временно) обрекло постоянное электричество. Поскольку не было возможности увеличить напряжение постоянного тока перед передачей, электричество постоянного тока не могло пройти очень далеко без больших потерь, что делало системы постоянного тока хуже, чем системы переменного тока.

Высоковольтные линии электропередачи постоянного тока несут электричество между границей Вашингтона и Орегона и Южной Калифорнией через Тихоокеанский округ Колумбия Intertie.

Но DC вернулся

Лишь намного позже инженеры разработали технологию, которую можно было использовать для эффективного преобразования переменного тока в постоянный, что помогло открыть эру высоковольтных линий электропередачи постоянного тока. Поскольку при передаче высокого напряжения постоянного тока потери энергии ниже, чем при передаче переменного тока на очень большие расстояния, самые длинные в мире линии передачи используют электричество постоянного тока. Например, в США есть высоковольтная линия электропередачи постоянного тока протяженностью 846 миль, соединяющая границу Вашингтона / Орегона с Южной Калифорнией.

Westinghouse для победы

Кульминация фильма наступает, когда Вестингауз играет в бильярд с Николой Тесла (да, изобретателем, в честь которого названа компания по производству электромобилей). Звонит телефон, и Вестингауз узнает, что его заявка на участие в Чикагской всемирной выставке 1893 года была принята.

На этом игра для Эдисона окончена. Вестингауз и его системы электроснабжения переменного тока победили.

Признание: я все время болел за Вестингауз

Прежде чем закончить этот пост, я должен признать, что болел за Westinghouse на протяжении всего фильма.Так уж получилось, что мой дед всю свою карьеру проработал в Westinghouse Electric Corporation. Мой дед даже запатентовал множество изобретений (многие из которых были новыми технологиями для трансформаторов), и эти патенты принадлежали Westinghouse Electric Corporation.

Но что еще больше усложняет ситуацию, дед моей жены работал в General Electric (которая является преемницей компании Edison). Так что, я думаю, хорошо, что моя жена не пришла посмотреть этот фильм со мной!

Библиотека Конгресса, ограничений на публикацию нет.

Опубликовано в: Энергия Теги: Калифорния, энергия

Поддержка членов UCS делает такую ​​работу возможной. Ты к нам присоединишься? Помогите UCS продвигать независимую науку для здоровой окружающей среды и более безопасного мира.

Почему в домах не используется постоянный ток: все недостатки

Ответ на вопрос, почему в домах не используется постоянный ток, кроется в характеристиках, присущих постоянным токам, и их недостатках по сравнению с переменными токами (AC).Фактически, переменные токи могут легко передаваться на большие расстояния без больших потерь. Они также более безопасны при прямом контакте при равном напряжении. В этой статье мы пытаемся разобраться в этом вопросе.

Характеристики постоянного и переменного тока

Электричество определяется как ток электронов в проводнике, таком как проволока. Поток электроэнергии устанавливается двумя способами, включая переменный и постоянный ток. Принципиальная разница между переменным и постоянным токами заключается в направлении движения электронов.

DC означает постоянный ток. Постоянный ток определяется как однонаправленный ток электричества. В постоянном токе электроны перемещаются из зоны отрицательного заряда в зону положительного заряда без какого-либо изменения направления. Это состояние несмотря на переменные токи, при которых ток может двигаться в обоих направлениях. Постоянный ток может проходить как через проводящие, так и через полупроводниковые материалы.

При постоянном токе сила тока изменяется со временем, но направление тока остается неизменным. Согласно определению, постоянный ток — это ток, полярность которого никогда не меняется.

символы переменного и постоянного тока (Ссылка: quora.com )

Переменный ток — это поток заряда, который периодически меняет свое направление. Следовательно, уровень напряжения меняется вместе с током. Переменный ток — это тип тока, который используется для передачи энергии в места, где люди живут или путешествуют, например, дома, промышленные предприятия или другие здания.

Генератор переменного тока вырабатывает переменный ток. В магнитном поле индуцированный ток течет по петле из прядильной проволоки.Вращение проволоки осуществляется разными способами, например, от любых турбин (ветряных, водяных, паровых и т. Д.).

Из-за того, что провод закручивается и периодически проникает в различные магнитные поля, напряжение и ток внутри провода чередуются. Следовательно, ток может иметь разные формы, такие как синусоидальная, квадратная, треугольная или другие формы волны. Наиболее распространенной формой тока является синусоида.

Синусоидальная форма напряжения переменного тока выражается следующим уравнением.

V \ left (t \ right) = V_p {\ mathrm {sin} \ left (2 \ pi ft + \ mathrm {\ Phi} \ right) \}

В (t) — это напряжение, которое является функцией времени, а V _p — амплитуда. Переменная f — частота волны. Кроме того, t — независимая переменная. Наконец, Φ — это фаза синусоидальной волны.

Например, аккумулятор использует постоянный ток для передачи тока в электрическую цепь, в которой он присутствует.В аккумуляторной системе электрическая энергия вырабатывается из химической энергии, хранящейся в батарее. При подключении аккумулятора к электрической цепи обеспечивается постоянный ток заряда от отрицательного полюса аккумулятора к положительному.

На следующем рисунке показана разница между формами сигналов постоянного и переменного тока.

Осциллограммы переменного и постоянного тока (Ссылка: elprocus.com )

DC и AC токи могут быть преобразованы друг в друга. Инвертор используется для преобразования постоянного тока в переменный, а выпрямитель используется для преобразования переменного тока в постоянный.

Объяснение причины, почему DC C Текущее значение N или U sed in H omes

Обычно первичный источник постоянного тока генерируется батареями, электрохимическими или фотоэлектрическими элементами. Однако наиболее предпочтительным в мире является AC. В соответствии с этим сценарием переменный ток преобразуется в постоянный.

Переменный ток обычно применяется в системах распределения электроэнергии по разным причинам.Самая значимая причина — готовность перейти с одного напряжения на другое. Сделать это с помощью DC значительно сложнее и дороже. Таким образом, чтобы преобразовать постоянный ток, переменный ток генерируется электронными схемами, а затем преобразовывается с помощью трансформатора и выпрямителя в постоянный ток. 2

Для уменьшения потерь энергии важно поддерживать на низком уровне как сопротивление, так и электрический ток.Более низкий ток значительно важнее сопротивления из-за экспоненциального влияния на потери.

Мощность рассчитывается умножением вольт на амперы.

P = VI

Таким образом, для удельной мощности напряжение должно быть высоким при низком токе. В следующем уравнении числитель дроби постоянный, но знаменатель становится больше, поэтому произведение дроби уменьшается.

В = \ frac {P} {I}

Огромные трансформаторы используются в линиях электропередачи для контроля высоких значений напряжения с целью минимизации потерь.

Однако высокое напряжение небезопасно, особенно для жизни человека, поэтому вводить ток высокого напряжения в дом — недопустимое действие.

Затем мощность переменного тока

быстро и эффективно преобразуется в почти безопасное напряжение на местных трансформаторах по месту жительства. Сделать это с DC не так просто и дешево.

Генератор энергосистемы дома (Ссылка: windows2universe.org )

Итак, здесь мы можем обобщить все причины, по которым постоянный ток не используется в домах.

• Функционально, напряжение постоянного тока не может перемещаться очень далеко, если оно не начинает терять энергию.
Ток
• переменного тока надежен для передачи на большие расстояния в пределах города и генерирует больше энергии.
• Постоянный ток более опасен, чем переменный, при том же напряжении, поскольку его проблематично высвободить при прикосновении, так как напряжение не превышает нуля. Мышцы сокращаются с постоянной силой в случае постоянного тока.
• Электролитическая коррозия более вероятна при постоянном токе, чем при переменном токе.
• Дуги постоянного тока гаснут не так быстро, потому что напряжение не проходит через ноль.
Асинхронные двигатели переменного тока
• несложны в изготовлении и хранении. Двигатели постоянного тока нуждаются в коммутаторе и щетках или сложной электронной системе переключения.
• С помощью трансформатора переменный ток можно легко преобразовать из высокого напряжения в низкое и наоборот. Таким образом, замечательным преимуществом переменного напряжения перед постоянным является повышение и понижение напряжения в зависимости от требований.
• Производство переменного тока и связь могут выполняться с использованием меньшего количества подстанций, чем постоянного тока.
• Если человеческое тело поражено переменным током, переменный ток входит в человеческое тело и выходит из него через определенные промежутки времени. Однако постоянный ток постоянно доставляет неудобства человеческому организму.
• Место, окруженное переменным током, больше постоянного.

Передача электроэнергии высокого напряжения на большие расстояния (Ссылка: peoi.org )

Сравнение приложений переменного и постоянного тока

Переменный ток в основном используется в производстве и транспортировке электроэнергии.AC обеспечивает электричеством почти каждое домашнее хозяйство по всему миру. ДК в основном не применяется для этих целей по ряду причин. Например, выделение тепла из-за больших потерь мощности по сравнению с переменным током, более значительных опасностей возникновения пожара, больших затрат и проблем, связанных с преобразованием высокого напряжения и низкого тока в низкое напряжение и высокий ток с помощью трансформаторов.

переменного тока — более популярный ток в электродвигателях, машинах, преобразующих электрическую энергию в механическую.Постоянный ток часто встречается в устройствах, содержащих батареи, которые заряжаются путем подключения адаптера переменного тока к постоянному току в розетку или с помощью кабеля USB для зарядки. Примеры включают мобильные телефоны, фонарики, современные телевизоры и гибридные автомобили.

В Китае был реализован проект, согласно которому по линиям электропередачи постоянного тока подается энергия в дома с меньшими потерями энергии, чем по линиям переменного тока. Это показывает, что использование постоянного тока в домашних условиях становится все более популярным. Кроме того, компания Siemens установила линию постоянного тока высокого напряжения (HVDC) протяженностью 65 миль.Такие проекты могут беспрецедентно использовать возобновляемые источники энергии.

Тем не менее, хотя более высокие напряжения постоянного тока обычно вызывают более опасную передачу энергии, а мониторинг сетей постоянного тока может быть сложной задачей, большие напряжения переменного тока могут быть снижены до более надежных уровней, когда они передаются от электростанции.

Заключение

С учетом всех вышеперечисленных описаний эксперты тестируют и представляют самый простой способ передачи энергии. Передача энергии переменным током зарекомендовала себя неоднократно.Кроме того, напряжение постоянного тока достигает точки, которая больше не считается неэффективным методом. Однако переменное напряжение по-прежнему остается самым надежным способом подачи энергии.

Solar Fundamentals: В чем разница между переменным током и постоянным током?

В солнечной отрасли производство электроэнергии — наш хлеб с маслом. Это означает, что профессионалам в области солнечной энергетики важно хорошо разбираться в основах электроэнергетики.

Если вы новичок в солнечной энергии, вам нужно многому научиться, поэтому в сегодняшней статье мы затронем ключевую тему, чтобы понять электричество: разницу между двумя типами электрического тока — переменным током (AC) и постоянным током (DC).Оба задействованы в солнечной фотоэлектрической системе.

Если ваше знакомство с AC / DC начинается и заканчивается со знаменитой группой, эта статья для вас!

Основы: Чем отличаются переменный ток (AC) и постоянный ток?

Как мы объясняем в нашем учебнике по натяжке солнечных панелей, ток — это скорость потока электрического заряда (т. Е. Потока электронов).

Электрический ток может принимать две формы: переменный и постоянный. Постоянный ток всегда течет в одном направлении.Между тем, переменный ток — как можно догадаться из названия — часто меняет направление (хотя возвратно-поступательное движение электронов по-прежнему передает энергию конечному устройству).

«Самый простой способ визуализировать разницу состоит в том, что на графике постоянный ток выглядит как плоская линия, тогда как поток переменного тока на графике образует синусоиду или волнообразный узор», — говорит Карл К. Берггрен, профессор кафедры. электротехника в Массачусетском технологическом институте.

История электричества: борьба между переменным и постоянным током

Когда впервые было развито использование электроэнергии, было неясно, станет ли переменный или постоянный ток доминирующим способом подачи электроэнергии.Два известных пионера электричества — Томас Эдисон и Никола Тесла — выдвинули каждый из этих вариантов.

Тесла запатентовал переменный ток, а Эдисон — постоянный ток. Несмотря на клеветническую кампанию Эдисона по дискредитации AC как опасного (в которой он зашел так далеко, что публично казнил животных электрическим током!), AC в конечном итоге победил. Преобладание переменного тока было обусловлено тем, что энергетическим компаниям было легче передавать энергию переменного тока на большие расстояния.

Где используется питание переменного и постоянного тока?

Еще одна важная вещь, которую нужно понять о AC vs.Электропитание постоянного тока — это то, какие устройства и приложения используют каждое из них.

Солнечная панель производит постоянный ток; Солнце на панелях стимулирует поток электронов, создавая ток. Поскольку эти электроны текут в одном направлении, ток постоянный. Точно так же батареи используют постоянный ток; у них есть положительный и отрицательный вывод, и ток всегда течет в одном направлении между этими точками. Напротив, электрическая сеть США и электроэнергия, поступающая в ваш дом, — это переменный ток. В результате большинство бытовых электроприборов работают от сети переменного тока.

Именно по этой причине солнечные фотоэлектрические системы включают инверторы! Инвертор преобразует энергию постоянного тока в энергию переменного тока, поэтому его можно использовать дома или отправить обратно в электрическую сеть (в дополнение к некоторым другим функциям).

Вы также можете быть удивлены, узнав, что многие из используемых вами электронных устройств — например, ваш ноутбук и сотовый телефон — работают от постоянного тока и также имеют свои собственные инверторы. Адаптер питания, который является частью зарядного устройства для этих устройств, на самом деле представляет собой инвертор, который преобразует сеть переменного тока в мощность постоянного тока, которая может использоваться устройством.

Что такое солнечные панели переменного тока?

Как мы уже говорили выше, традиционные солнечные панели производят энергию постоянного тока. Затем эта энергия преобразуется инвертором в мощность переменного тока. Это тот случай, если ваша фотоэлектрическая система включает в себя струнный инвертор (который преобразует энергию из одной или нескольких цепочек солнечных панелей) или микроинверторы (которые преобразуют ее для отдельных или, в некоторых случаях, нескольких солнечных панелей).

Однако вы, возможно, слышали о солнечных панелях переменного тока. Если солнечные панели по своей природе производят постоянный ток, вам может быть интересно, что это такое.Панели переменного тока — это просто солнечные панели, в которые встроены микроинверторы. Проектирование системы с панелями переменного тока такое же, как проектирование системы с микроинверторами, за исключением того, что установщику не нужно покупать и прикреплять микроинверторы.

---

Понимание различий между переменным и постоянным током — важное знание в солнечной промышленности. Это важно не только для понимания того, как работает солнечная батарея и как она устроена, эти знания также могут помочь вам обучить клиентов — один из способов завоевать доверие в процессе продаж.

Какие еще темы вам были бы полезны для понимания? Дайте нам знать в комментариях ниже! Блог Aurora направлен на предоставление обновленных образовательных материалов для подрядчиков, работающих в сфере солнечной энергетики, и мы всегда открыты для новых идей, основанных на потребностях отрасли!

Почему мы используем переменное напряжение в наших домах, несмотря на то, что постоянное напряжение набирает обороты

Переменное напряжение по-прежнему имеет преимущество перед напряжением постоянного тока при преобразовании энергии в домашних условиях

Используется для подачи энергии в ваш дом, офис и любое другое здание, о котором вы только можете подумать. Напряжение переменного тока используется для бесперебойной подачи энергии на ежедневной основе.Но почему в этих настройках не используется напряжение постоянного тока (DC), которое обычно встречается в большинстве цифровых электронных устройств?

Проще говоря, переменное напряжение способно преобразовывать уровни напряжения с помощью одного трансформатора, что значительно упрощает транспортировку на большие расстояния, чем постоянное напряжение, преобразование которого требует более сложной электронной схемы.

Электрический заряд переменного тока периодически меняет направление, вызывая обратное изменение уровня напряжения. В результате напряжение переменного тока должно повышаться, если оно передается на большое расстояние, но это не влияет на скорость переходного процесса.Такая простота преобразования позволяет переменному току также использоваться в электрических генераторах, двигателях и системах распределения энергии. Требование только трансформатора для преобразования уровней напряжения — это, пожалуй, самое большое преимущество переменного тока перед постоянным, поскольку постоянный ток может только создавать магнитные поля, не позволяя ему вообще работать с трансформаторами.

Тем не менее, у китайской плотины «Три ущелья» по линиям электропередачи постоянного тока передается энергия людям с меньшими потерями энергии, чем с переменным током, что свидетельствует о том, что использование постоянного тока в домашних условиях становится все более традиционным.Инженерная компания Siemens даже установила 65-мильную линию постоянного тока высокого напряжения (HVDC), которая простирается от энергосистемы Пенсильвании / Нью-Джерси до Лонг-Айленда. Такие проекты могут привести к беспрецедентно высокому использованию возобновляемых источников энергии. Тем не менее, хотя эти более высокие напряжения постоянного тока обычно приводят к более опасным поставкам электроэнергии, а сети постоянного тока трудно контролировать, высокие напряжения переменного тока можно снизить до более безопасного уровня, когда они передаются от электростанции.

Способность концепции оставаться актуальной восходит к ее удобству использования в повседневной жизни, и мощность переменного тока когда-то заняла свое место в домах, поскольку современное освещение более эффективно работает с переменным током.Лампы накаливания могут использовать любой тип мощности, но люминесцентные лампы оптимизированы для переменного тока. Однако, хотя электричество по-прежнему работает в основном от переменного тока, постоянный ток питает светодиоды и солнечные элементы, поэтому возникает вопрос, что может случиться, если экологичное освещение станет еще более желательным, чем оно есть. Были обнаружены методы преобразования постоянного тока в более высокие и более низкие напряжения, показывающие, что мир приспосабливается к этим потенциальным изменениям.

Хотя озабоченность по поводу более широкого использования постоянного тока включает размещение устройств с различным напряжением и возникновение утечек из-за наличия большего количества компонентов, некоторые преимущества все же очевидны.Помимо широкого использования светодиодов, системы питания постоянного тока в конечном итоге приведут к сокращению количества источников питания и меньшим потерям энергии. Чем больше устройств начинают использовать более низкие напряжения, тем меньше потребность в преобразовании энергии. Самым большим преимуществом постоянного тока по-прежнему является его использование в низковольтных и специальных устройствах, например, для зарядки аккумуляторов и самолетов. В конечном итоге он имеет преимущество перед светодиодными лампами с питанием от переменного тока, которые мерцают, что означает постоянные колебания светоотдачи от включенного к выключенному.

Однако мир по-прежнему выбирает простейший метод передачи энергии. Напряжение переменного тока генерируется эффективно и постоянно проверено временем. На данный момент недостаточно устройств, настроенных на работу с постоянным напряжением, чтобы это стало широко распространенной практикой, а экономические и практические результаты полного перехода на питание постоянного тока непредсказуемы. В то время как напряжение постоянного тока постепенно опровергает свою неэффективность в передаче энергии на большие расстояния, напряжение переменного тока по-прежнему обеспечивает самое простое и надежное электричество, которое позволяет людям легко справляться со своими повседневными делами.

Источник: ExtremeTech , Школа чемпионов , Все о схемах , Study.com , Sparkfun, Energy.gov , Аналоговая жизнь Криса Гаммелла , Архитектурное освещение , National Geographic

Подробнее о журнале Electronic Products Magazine

9 причин, почему DC может заменить AC

Грегори Рид

Электроэнергетика постоянного тока (DC) — это развивающаяся революционная технологическая область, которая может стимулировать экономический рост, вдохновлять на инновации, расширять возможности исследований и разработок, создавать рабочие места и одновременно способствовать экологической устойчивости.

Технология и приложения постоянного тока

обещают повышенную энергоэффективность, улучшенное качество и надежность электроэнергии, а также неотъемлемое соответствие с развитием возобновляемых и экологически чистых источников энергии.

Мощность постоянного тока (DC)

Электроэнергия постоянного тока начинает эволюционировать в сторону замены переменного тока в качестве всемирного стандарта инфраструктуры доставки электроэнергии во многих приложениях по девяти причинам, перечисленным ниже:

1. Питание постоянного тока значительно более энергоэффективно, чем питание переменного тока.
• Электродвигатели и устройства постоянного тока имеют более высокий КПД и габаритные характеристики.
• Освещение на основе постоянного тока (LED) на 75% эффективнее, чем освещение лампами накаливания.
• Повышенный КПД, достигнутый в результате последних разработок в технологии преобразователей постоянного тока, позволяет улучшить доставку электроэнергии на большие расстояния.

2. DC по своей природе совместим с возобновляемыми источниками энергии, такими как солнце и ветер. Эти возобновляемые источники вырабатывают электроэнергию с перерывами (когда светит солнце или дует ветер), для чего в некоторых приложениях требуются аккумуляторы (батареи) как часть системы, чтобы обеспечить надежное энергоснабжение, а также требуется интерфейс преобразования энергии в сеть.Солнечные фотоэлектрические системы по своей сути являются источником энергии постоянного тока, как и батареи, что делает постоянный ток более совместимым интерфейсом.

3. Улучшена интеграция накопителей энергии. Хранение энергии необходимо для улучшения использования мощности возобновляемых источников энергии. Большинство технологий накопления энергии основаны на постоянном токе (в основном в виде аккумуляторных технологий), что создает возможности для повышения эффективности интеграции и снижения эксплуатационных потерь.

4. Электронное оборудование работает от постоянного тока.При преобразовании мощности переменного тока в мощность постоянного тока потери составляют от 5% до 20%. Растущая зависимость от электронного оборудования создает большую потребность в источниках питания постоянного тока. Устранение этих потерь при преобразовании переменного тока в постоянный станет еще более важным и будет стимулировать переход на питание постоянного тока и потребует прогресса в новых технологиях преобразования энергии.

5. Разрабатываются микросети постоянного и гибридного переменного / постоянного тока. Приложения микросетей могут эффективно интегрировать местное производство электроэнергии с основной энергосистемой для эффективного обслуживания определенных конечных нагрузок; повысить надежность, особенно в условиях аварийных событий; и создать возможности для покупки и продажи (чистые измерения) мощности, чтобы минимизировать затраты на электроэнергию для потребителя.

6. Технология, необходимая для получения преимуществ от источника постоянного тока в центрах обработки данных, в домах и общинах, значительно прогрессирует.

• Электроэнергия постоянного тока уже используется в «нижней части пирамиды», например, в сельских районах Индии и Китая, потому что национальная электросеть (переменного тока) туда не доходит. Четыре штата Индии экспериментируют с электроснабжением домов постоянным током; Инициатива 2014 года, созданная и возглавляемая партнером проекта Business of Humanity® при финансовой поддержке центрального правительства Индии.

• Кроме того, наиболее значительными новыми потребителями электроэнергии сегодня являются компании (Google, Apple, Visa и т. Д.) На «вершине пирамиды», которые управляют компьютерными центрами обработки данных и серверными фермами. Им требуется питание постоянного тока, потому что электроника требует питания постоянного тока. Новые разработки для приложений постоянного тока создают инвестиции в местное производство электроэнергии постоянного тока, чтобы обеспечить круглосуточную надежность с нулевым временем простоя и повысить эффективность энергоснабжения.

• Электромобили используют питание постоянного тока (аккумулятор), и их батареи можно заряжать с помощью постоянного тока за небольшую часть времени, необходимого для зарядки с использованием переменного тока.В Европе проектируются «умные деревни», использующие энергию постоянного тока, и предусматриваются электромобили как часть системы хранения возобновляемой энергии.

7. Новые технологии поддерживают чистое, локальное, распределенное производство электроэнергии постоянного тока. Солнечная энергия, ветер, чистая биомасса второго поколения и инновационные недорогие топливные элементы, использующие природный газ, идеально подходят для экологически чистой местной энергетики. Инфраструктура постоянного тока поможет улучшить интеграцию таких ресурсов в сеть и повысить их общую экономическую и экологическую ценность.

8. Многие новые линии передачи на большие расстояния в США, Китае, Индии и Европе переходят на использование постоянного тока сверхвысокого напряжения (HVDC). В США новые линии электропередачи от крупных ветряных и солнечных электростанций на Среднем Западе и в западных штатах планируются как HVDC, в дополнение к появлению коммерческих проектов передачи HVDC по всему графству. В США и Канаде уже работает около 20 систем HVDC. Вся новая линия высоковольтной передачи в Китае планируется как HVDC, при этом десятки систем уже находятся в эксплуатации и более 20 новых систем находятся на стадии планирования.Европа расширяет и модернизирует большую часть своей передающей инфраструктуры, при этом HVDC является важной частью их планов, включая объединение стран и континентов. На определенном расстоянии передача энергии HVDC обходится дешевле, чем переменный ток, из-за недавно разработанных прорывных технологий с использованием силовых полупроводников. Другие эзотерические технические причины (такие как устранение «скин-эффекта», возникающего при работе с переменным током) и снижение потерь за счет усовершенствованной конструкции преобразователя мощности мотивируют переход к передаче постоянного тока.Более того, затраты на передачу HVDC меньше, потому что размеры (толщина) проводов могут быть меньше, и потому что требуется на один провод меньше (два полюса для постоянного тока против трех фаз для переменного тока). Следовательно, многие из основных причин, по которым мир перешел на AC на рубеже 20-го века, больше не актуальны. Сегодня есть веские экономические причины и стимулы, связанные с устойчивым развитием, для инвестирования в инфраструктуру постоянного тока.

9. В Китае и Европе планируются новые города и деревни, которые будут полностью питаться постоянным током.В новых приложениях, от инфраструктуры ресурсов и доставки до приложений конечного использования, во многих развивающихся частях мира рассматриваются концепции и принцип работы всей системы постоянного тока. Поскольку мы стремимся электрифицировать более удаленные части земного шара, у использования инфраструктуры постоянного тока есть много преимуществ.

Прочтите оставшуюся часть серии:
— 9 причин, почему постоянный ток может заменить переменный ток: часть 2

---

Грегори Рид, доктор философии, является директором Инициативы по электроэнергетике в Инженерной школе Свонсона при Университете Питтсбурга, директором Университетского центра энергетики и доцентом кафедры электроэнергетики на факультете электротехники и электротехники Свансонской школы. Компьютерная инженерия.Он также является директором и техническим руководителем Объединения сетевых технологий Национальной лаборатории энергетических технологий Министерства энергетики США и первым членом программы послов энергетики Национальных академий наук и инженерии.

No related posts.