+7 495 120-13-73 | 8 800 500-97-74

(для регионов бесплатно)

Содержание

Вопросы § 42 » ГДЗ (решебник) по физике 7-11 классов

1.Какой электрический ток называется переменным? С помощью какого простого опыта его можно получить?

Переменным называется ток периодический меняющийся со временем по модулю и направле­нию.

Переменный ток можно получить используя ин­дукционную катушку, гальванометр и магнит. Пе­риодически двигая магнит внутри катушки вверх и вниз можно заметить, стрелка гальванометра от­клоняется то в одну, то в другую сторону.

2. Где используют переменный электрический ток?

Переменный электрический ток используют в быту и промышленности.

3. Расскажите об устройстве и принципе действия промышленного генератора.

Работа генераторов переменного тока основа­на на явлении электромагнитной индукции.

4. Чем приводится во вращение ротор генератора на тепловой электростанции; на гидроэлектростанции?

Паровой и водяной турбиной.

5. Почему в гидрогенераторах используют многополюсные роторы?

Для создания тока стандартной частоты, т.к. скорость вращения водяных турбин невысока.

6. По какому физическому закону можно определить потери электроэнергии в ЛЭП и за счёт чего их можно уменьшить?

По закону Джоуля-Ленца: Q = I2Rt, где Q — энергия затрачиваемая на нагревание проводов, I — действующее значение силы переменного тока в цепи, R — сопротивление проводов, t — время.

Из закона Джоуля-Ленца следует, что для этого следует уменьшать сопротивление цепи R и силу тока

7. Для чего при уменьшении силы тока во столько же раз повышают его напряжение перед подачей в ЛЭП?

Для того, чтобы не снижать мощность тока Р = UI. Передача тока небольшой мощности на большие расстояния экономически невыгодна (надо строить дорогие линии электропередач, станции и подстанции, а в результате не все потребители смогут пользоваться электричеством).

8. Расскажите об устройстве, принципе действия и применении трансформатора.

Вопросы § 42Вопросы § 42

 


«Какой электрический котел лучше всего выбрать?» – Яндекс.Кью

Принцип работы электрического котла чрезвычайно прост: в специальный бак, в котором установлены нагревательные элементы, подается теплоноситель. При подключении энергия электрического тока передается молекулам теплоносителя, и температура последнего возрастает. Из расширительного бака он по радиаторам и трубам распространяется по всему помещению, обогревая его. Кроме бака и обогревателя, в котле может быть установлен механизм контроля и управления, циркуляционный насос. Для экономии электроэнергии в некоторых котлах предусмотрена опция автоматического регулирования мощности, в более простых моделях мощность регулируется с помощью термостата, задающего температуру воды.

Электрокотел можно установить везде, где есть подключение к электропитанию. Основные преимущества котла такого типа — это прежде всего компактные размеры и эргономичность. Его можно установить даже в небольшом доме, например, на даче, при этом он не нуждается в дополнительном помещении для хранения топлива. Такой котел очень просто монтировать и эксплуатировать, и, что немаловажно, для установки не требуется специальных разрешений от органов технадзора. Еще одно преимущество — экологичность. Котел не производит вредных выбросов, поэтому его вполне можно размещать в жилых помещениях, например, на кухне. Работает он бесшумно, без открытого огня, а, следовательно, отпадает необходимость в устройстве дымохода, за счет чего повышается безопасность эксплуатации.

На заметку
При установке электрического котла необходимо позаботиться о качественном утеплении дома, иначе все тепло будет улетучиваться наружу, а сумма оплаты за электроэнергию вырастет до невероятных размеров. Требования к расходу тепловой энергии на отопление и вентиляцию зданий, а также примеры расчетов и многие справочные показатели содержатся в своде правил «СП 50.13330.2012. Тепловая защита зданий. Актуализированная редакция СНиП 23-02-2003».

Про электрические котлы подробнее на https://teplotorg.ru/kotly/elektricheskie/ читайте.

Какой электрический ток называют переменным: где используют, что представляет

Переменным называется электрический ток, I, изменяющийся по величине и направлению с определённой периодичностью, T. В классическом определении, переменный ток представляет собой гармонические колебания изменяющиеся по форме синусоиды. Периодичность изменения направления и величины называется частотой, f, выражаемой в Герцах, Гц. Частота отражает, сколько раз за секунду происходит смена направления тока. Российские сети работают на частоте 50 Гц. Это значит, напряжение меняет полярность, а ток направление 50 раз за секунду.

График переменного тока

Свойства переменного тока

С переменным током неразрывно связано явление возникновения электромагнитной индукции. Переменный ток, пропущенный через обмотку, формирует вокруг неё изменяющееся во времени магнитное поле, которое приводит к появлению электродвижущей силы, ЭДС и электрического тока в проводнике, взаимодействующем с этим полем.

Электромагнитная индукция — ключевое явление, обеспечивающее генерацию, транспортировку, использование электроэнергии. Именно электромагнитная индукция лежит в основе принципа действия трансформаторов, генераторов, двигателей. Это физическое явление определило преимущественное использование переменного тока для электроэнергетики.

Переменный ток входит в повседневную жизнь не только в виде розетки, от которой питаются наши компьютеры, телевизоры, холодильники, лампы освещения. Он способен вызывать резонансные явления в цепях, обладающих емкостью и индуктивностью. Это свойство используется для излучения электромагнитных волн, называемых радиоволнами. Радиоволны — это электромагнитные волны, излучаемые антенной, питающейся токами высокой частоты. Диапазон радиочастот от 3 до 3*1012 Гц. На радиочастотах работают системы радиосвязи, беспроводные системы передачи данных Bluetooth, WiFi, WiMAX, спутниковое и эфирное телевидение, мобильные телефоны, навигационные системы.

Мощное высокочастотное электромагнитное поле способно вызывать нагрев. Эта особенность широко используется в бытовых микроволновых СВЧ печах, индукционных плитах. На производстве с помощью индукционных печей нагревают заготовки, закаливают и плавят металл.

Трёхфазная и однофазная сеть

Различие заключается в количестве проводников и уровне напряжения между ними.

Токи, протекающие в трёхфазной сети имеют вид синусоид, сдвинутых между собой на 120º.

График переменного тока

Трёхфазная сеть состоит из трёх фазных проводников, АВС. Однофазная сеть использует один из фазных проводов и нулевой N.

Напряжение между фазами в точках A, B, C, называется линейным, Uл. Между нулевым N и одним из фазных проводов — фазным, Uф. Фазное напряжение меньше линейного в 1,73 раза, что составляет 58 % от его величины. Такое напряжение используется в европейских странах, Росиии, на него рассчитано большинство бытовых приборов.

Преимущества переменного тока

Основные преимущества перед постоянным определили его как основу энергетики:

  • генератор переменного напряжения проще и дешевле генератора постоянного;
  • способность к трансформации в любые уровни напряжения;
  • простое преобразование в механическую энергию;
  • легко преобразуется в постоянный.

Генератор переменного напряжения конструктивно проще, он более компактный, имеет меньшую массу медных деталей, а потому дешевле.

За счёт явления электромагнитной индукции появляется возможность повышать и понижать напряжение до любого уровня с помощью трансформаторов.

Трехфазная сеть очень эффективно используется при работе электродвигателей. Благодаря сдвигу фаз, в машине образуется вращающееся магнитное поле, увлекающее за собой статор. Современные электромоторы имеют КПД на уровне 90%.

Электродвигатель

Где используется

Переменный ток частотой 50 Гц является промышленным стандартом в энергетике, применяется во всех отраслях промышленности, транспорте, сельском хозяйстве, жилом секторе. На переменном токе работает электрооборудование рудников заводов, фабрик. Он вращает двигатели станков, насосов, конвейеров, подъёмных механизмов. Им снабжается вся инфраструктура метрополитенов от освещения, эскалаторов до электропоездов. Тоже самое относится к электрифицированным железным дорогам. В наши дома и квартиры так же подаётся переменное напряжение.

Как поставляется электроэнергия

Цепь поставки состоит из нескольких звеньев и упрощённо выглядит так:

  1. Генератор электростанции вырабатывает переменный электрический ток с частотой 50 Гц.
  2. Трансформаторы на электростанции повышают напряжение до десятков или сотен тысяч вольт. Энергия поступает на магистральные линии электропередач, ЛЭП.
  3. Трансформаторы на распределительных подстанциях понижают напряжение, энергия передаётся потребителям.

Повышение с последующим понижением напряжения имеет огромный смысл. Нужно это для того, чтобы передать энергию на большие расстояния с наименьшими затратами. Крупные электростанции могут находятся в сотнях, а то и тысячах километров от потребителей. Высокое напряжение позволяет уменьшить сечение проводников, снизить потери при передаче энергии на большие расстояния. Из формулы мощности P = U*I очевидно, при неизменной мощности повышение напряжение приводит к снижению тока, а следовательно, потребуется меньшее сечение проводов.

Например, станция генерирует 100 МВт мощности, которую нужно передать в соседний город при напряжении ЛЭП 1000 В, ток в линии I = P/U= 100*106/1000 = 100 000 кА. Для таких токов потребуется проводник сечением 10 000 мм2. При повышении U до 100 кВ, сечение проводника уменьшится в 100 раз. По этой причине магистральные ЛЭП способны работать под напряжением 220-750 кВ.

Электродвигатель

На стороне потребителя напряжение снижается с помощью трансформаторов до необходимой величины. В ряде случаев используются промежуточные уровни: 10, 6, 0.6, 0.4 кВ для локальных ЛЭП или отдельных потребителей.

Читайте также:

электрический — это… Что такое электрический?


электрический
электри́ческий
1. Электрическая энергия — это энергия, которая используется людьми для освещения и обогрева жилых, производственных и других помещений.

Меры по снижению тарифов на электрическую энергию.

2. Электрические явления — это природные явления, которые сопровождаются сильным выходом электрической энергии (например, молния и т. д.).

Наблюдение электромагнитных и электрических явлений в образцах горных пород при нагревании.

3. Электрическим током называется поток электричества, который идёт по проводу, кабелю, цепи и т. д.

Напряжение, мощность электрического тока.

4. Если какой-то прибор вырабатывает, передаёт, преобразовывает электричество, то он называется электрическим.

Электрический привод, генератор, трансформатор. | Электрическая станция, сеть.

5. Электрическим называется какой-либо прибор, если он предназначен для измерения, отсчёта количества расходуемой людьми электроэнергии.

Электрический счётчик.

6. Электрический свет — это искусственное освещение помещения или открытого пространства с помощью электрических ламп.

По мнению художников, электрический свет холоден и представляет мало экспрессии.

7. Если какой-то бытовой прибор действует при помощи электричества, то он называется электрическим.

Электрический двигатель, масляный обогреватель, утюг. | Электрическая печь, пила. | Электрическое одеяло. | Спираль электрической плитки, по которой идёт ток, нагревается.

8. В США электрическим стулом называется приспособление, которое используется для смертной казни преступника с помощью электрического тока высокого напряжения.

Казнить убийцу на электрическом стуле.

9. Если какой-то процесс, вид человеческой деятельности осуществляется с помощью электричества, то он называется электрическим.

Электрическое доение. | Электрическая стрижка. | Электрический лов. | Электрическая сварка металлов.

10. Электрическим называют устройство, которое служит для подключения или отключения электрической энергии.

Электрическая розетка. | Электрический выключатель.

11. Электрическими называют рыб и морских животных, у которых есть орган, производящий болезненные для окружающих электрические импульсы, разряды электричества.

Электрический скат. | Электрический угорь.

Толковый словарь русского языка Дмитриева. Д. В. Дмитриев. 2003.

.

Синонимы:
  • элегантный
  • электричество

Смотреть что такое «электрический» в других словарях:

  • ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ — ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ, электрическая, электрическое. 1. прил. к электричество. Электрический ток. Электрическая энергия. Электрический заряд. Электрический разряд. || Возбуждающий, производящий электричество. Электрическая машина. Электрическая станция.… …   Толковый словарь Ушакова

  • ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ — 1) свойственный электричеству. 2) быстрый, подобно электрической искре. Словарь иностранных слов, вошедших в состав русского языка. Чудинов А.Н., 1910. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ а) Свойственный электричеству. b) Быстрый, как электрическая искра. Объяснение… …   Словарь иностранных слов русского языка

  • электрический — ая, ое. électrique adj. 1. Отн. к электричеству. Электрический заряд. Электрическое поле. БАС 1. Речь о сходстве електрической с магнитною. 1758. Битовт 242. Електрическая сила, стремясь из земли в выспрь, выходить станет. 1769. Аничков 21. // Сл …   Исторический словарь галлицизмов русского языка

  • электрический — Основанный на электрической технологии. Примечания 1. Данный термин предназначен для того, чтобы охватить любое или все устройства, или системы, действующие на основе электричества. 2. В число электрических/электронных/программируемых электронных …   Справочник технического переводчика

  • электрический — гальванический, лепистрический, лепиздрический Словарь русских синонимов. электрический прил., кол во синонимов: 9 • гальванический (3) • …   Словарь синонимов

  • Электрический — заряд количество электричества, содержащееся в данномтеле. Электрический ток. Если погрузить в проводящую жидкость, напр.,в раствор серной кислоты, два разнородных металла, напр., Zn и Сu, исоединить эти металлы между собой металлической… …   Энциклопедия Брокгауза и Ефрона

  • ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ — ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ, ая, ое. Толковый словарь Ожегова. С.И. Ожегов, Н.Ю. Шведова. 1949 1992 …   Толковый словарь Ожегова

  • электрический — электрический. электронный. электродвижущий (# сила) …   Идеографический словарь русского языка

  • электрический — 3.45 электрический [электронный, программируемый электронный]; Е/Е/РЕ (electrical/electronic/ programmable electronic; Е/Е/РЕ) основанный на электрической и/или электронной, и/или программируемой электронной технологии. Источник …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • электрический — Немецкое – elektrisch (электрический). Французское – electrique (электрический). Английское – electric (электрический). Латинское – electricus (янтарь, лучезарное солнце). Прилагательное «электрический» впервые появилось в русском языке в… …   Этимологический словарь русского языка Семенова

Книги

  • Электрический привод, М. М. Кацман. В учебнике изложены теория электрического привода и основы управления, составляющие традиционное содержание курса «Электрический привод» . Учебник сопровождаетсяпримерами расчетов… Подробнее  Купить за 1649 руб
  • Электрический ток в различных средах создаётся только электронами. Теория абсолютности, Гуревич Гарольд Станиславович, Каневский Самуил Наумович. В книге доказано, что в газах и в электролитах электрический ток образован не ионами, как утверждает современная физика, а электронами, так же как в металлических проводниках и в вакууме.… Подробнее  Купить за 881 грн (только Украина)
  • Электрический ток в различных средах создаётся только электронами. Теория абсолютности, Гуревич Гарольд Станиславович, Каневский Самуил Наумович. В книге доказано, что в газах и в электролитах электрический ток образован не ионами, как утверждает современная физика, а электронами, так же как в металлических проводниках и в вакууме.… Подробнее  Купить за 820 руб
Другие книги по запросу «электрический» >>

«Какой электрический чайник лучше?» – Яндекс.Кью

Каждый новый день мы встречаем за чашкой кофе или чая – это своеобразный ритуал воскрешения, с которым даже подъем в 6 утра не кажется таким уж плохим. И чтобы этот ритуал проходил идеально, нужно иметь в своем доме качественный чайник. Давайте разберемся, каким критериям должен отвечать этот прибор и как не ошибиться при подборе. 

Материал 

Пластиковые чайники – наиболее доступные и простые в уходе. Но если пластик некачественный, то первые несколько недель в нос может ударять характерный неприятный запах, будто где-то поплавилась розетка. Отметим, что этой проблемы нет у чайников с дополнительной стальной камерой, в которой и происходит нагрев воды.

Некоторые чайники полностью сделаны из стали – прочного и надежного материала без запаха. Основной недостаток стальных чайников в том, что они заляпываются следами от пальцев и могут нагреваться с внешней стороны. Однако последняя проблема решается еще на этапе конструирования, когда чайник оснащают двойными стенками. 

Чайники из закаленного стекла красивые, особенно в паре с подсветкой. За ними несложно ухаживать, хоть и приходится это делать регулярно. Чаще всего из стекла делают только колбу для воды, а все остальные элементы – ручка, крышка, подставка – изготовлены из пластика. Если они соединены между собой парой капель клея, то долговечности от чайника не ждите. Чаще всего у таких стеклянно-пластиковых чайников отваливаются ручки, причем происходит это в любой момент, даже если в емкости бурлят 2 литра кипятка. 

Керамические чайники выглядят особенно уютно и по форме больше похожи на классические заварники. В них вода нагревается медленнее, но при этом дольше остается горячей. Ещё чайники из керамики довольно увесистые. Поэтому с таким изделием лучше всего знакомиться с глазу на глаз – подержать в руках, посмотреть насколько удобна конструкция. 

Мощность

Чем мощнее чайник, тем быстрее закипает вода. Но учтите, что чайники с высокой мощностью нагревательного элемента не стоит покупать для домов со старой, слабенькой проводкой. Иначе чаепитие быстро прервут выбитые пробки.

Золотая середина – прибор с мощностью около 2000 Вт. Обычно такой чайник нагревает 1,5 литра воды примерно за 5-7 минут. Это всего на пару-тройку минут больше, чем в супермощных чайниках. 

Нагревательный элемент

Нагревательный элемент в чайнике может быть открытым или закрытым. Открытый вариант – это знакомые всем спирали. Они плохи тем, что быстро покрываются налетом, из-за чего меняют вкус воды и медленнее нагревают воду. А полностью очистить спираль не получится, ведь под нее невозможно подлезть. Закрытые нагревательные элементы – это диски или спрятанные спирали. Они быстрее нагревают воду и медленнее образуют накипь. Тут стоит уточнить, что дисковый вариант – наиболее быстрый в нагреве и экономичный. 

Объем

Здесь не работает правило «чем больше, тем лучше». Подбирайте чайник под количество человек в доме. Например, для стандартной семьи из 4 человек будет достаточно объема 1,5 литра. 

Безопасность

В большинстве моделей чайников есть функция автоматического отключения при закипании. Но не менее важна и защита от включения, когда в чайнике нет воды. Тем более, если на приборе нет индикации уровня воды. 

Чтобы кипяток не пролился случайным образом, крышка должна открываться только при нажатии кнопки и плотно защелкиваться при закрывании.

Фильтр

Чтобы накипь вместе с водой не попадала в чашку, чайники оснащают фильтрами. Это обычная нейлоновая или металлическая съемная сеточка. Более долговечны фильтры из металла, но это несколько влияет на стоимость прибора. 

Контроль температуры 

Если вам нужно 92 идеальных градуса для заваривания американо – выбирайте чайники с возможностью нагрева воды до заданной температуры. 

Некоторые «умные» чайники могут дополнительно поддерживать температуру в необходимом диапазоне. Это удобно для тех, кто постоянно забывает, что поставил чайник и каждый раз гоняет воду по новой. 

Удаленное управление

Возможность удаленного доступа позволяет управлять работой чайника находясь вне дома. Для этого используют приложение на телефоне. В зависимости от модели чайника, через него можно не только включить или выключить нагрев воды, но и задать нужную температуру нагрева, составить расписание работы, узнать об уровне воды и многое другое. 

В завершение 

Чайник – этот тот предмет, который служит нам правдой и верой 365 дней в году. Поэтому подбирайте его исключительно под свои потребности и с учетом своего понимания удобства.

преимущества и недостатки ⋆ diodov.net

Программирование микроконтроллеров Курсы

Постоянный и переменный ток преимущества и недостаткиКакой электрический ток лучше: постоянный или переменный ток? Чтобы дать ответ на данный вопрос нужно оценить их преимущества и недостатки по следующим основным направлениям: выработка, передача, распределение и потребление электроэнергии. Проще говоря, нужно ответить на следующие вопросы. Какой род тока проще и дешевле получить, затем передать его на большое расстояние, после чего распределить электроэнергию между потребителями. Потребители какого рода энергии более эффективны?

Сегодня преимущественное большинство электрической энергии, добываемой или генерируемой в мире, выпадет на переменный ток. И в первую очередь это связано с тем, что переменный ток проще преобразовывать из более низкого напряжения в более высокое и наоборот, то есть он проще в трансформации.

Постоянный или переменный ток

Место производство электрической энергии большой мощности, к сожалению пока что невозможно базировать в тех местах, где хотелось бы, то есть непосредственно рядом с потребителями. Например, мощную гидроэлектростанцию можно соорудить только на полноводной реке и то не в каждом месте. А конечный потребитель может находиться на расстоянии сотни и тысячи километров от электростанции. Поэтому очень важно обеспечить такие условия, чтобы минимизировать потери мощности в проводах линии электропередачи ЛЭП. В этом случае потери электроэнергии снижаются с ростом напряжения. Давайте остановимся на этом более подробно. Предположим, имеется некая электростанция, а точнее ее генератор, выдающий мощность 1000 кВт и нам необходимо передать эту мощность потребителю, который находится на расстоянии, например на 100 км от генератора.

Для сравнения электрическую энергию будем передавать напряжением 10 кВ и 100 кВ. При заданных мощности и напряжениях определим величины токов, протекающих в проводах.

I1 = P/U1 = 1000 кВт/10 кВ = 100 А.

I2 = P/U2 = 1000 кВт/100 кВ = 10 А.

Как мы видим, при увеличении напряжения в 10 раз, ток снижается тоже в 10 раз.

Потери электроэнергии в проводах ЛЭП и не только в них определяются квадратом тока, протекающего в них и сопротивлением самого провода. Для простоты расчет примем сопротивление проводов, равным 10 Ом. Подсчитаем потери мощности для обоих случаев.

Pпот1 = I12∙R = 1002∙10 = 100000 Вт = 100 кВт.

Pпот2 = I22∙R = 102∙10 = 1000 Вт = 1 кВт.

Теперь, как мы видим, с ростом напряжения в 10 раз потери электроэнергии снижаются в 100 раз! При более низком напряжении доля потерь в проводах составляет 10 % от мощности, выдаваемой генератором. А при более высоком напряжении эта доля составляет всего 0,1 %. Поэтому очень важным параметров сравнения родов тока является возможность повышать напряжение, а затем его снижать в конечных пунктах.

Можно было бы и не повышать напряжение, а для снижения потерь применять более толстые провода, но такой подход экономически не оправдан, поскольку медные провода стоят денег.

Также можно было бы и не повышать напряжение генератора, а создать такой генератор, который сразу бы выдавал высокое напряжения. Но здесь возникают сложности при изготовлении таких генераторов. Сложности связаны в основном с изоляцией высоковольтных элементов генератора. Короче говоря, изготовить трансформатор на высокое напряжение гораздо проще и дешевле, нежели генератор.

Преимущества переменного тока

Вопрос повышения и снижения переменного напряжения при нынешнем уровне технического развития решается гораздо проще, чем постоянного электрического тока.

Такие преобразования довольно просто выполняются с помощью относительно простого устройства – трансформатора. Трансформатор обладает высоким коэффициентом полезного действия, который достигает 99 %. Это значит, что не более одного процента мощности теряется при повышении или снижении напряжения. К тому же трансформатор позволяет развязать высокое напряжение с более низким, что для большинства электроустановок является очень весомым аргументом.

Применение трехфазной системы переменного тока позволяет еще больше повысить эффективность системы электроснабжения. Для передачи электричества аналогичной мощности потребуется меньше проводов, чем при однофазном переменном токе. К тому же трехфазный трансформатор меньше габаритов однофазного трансформатора равной мощности.

Электрические машины переменного тока, в частности асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором имеют гораздо проще конструкцию, чем двигатели постоянного тока. Главным преимуществом трехфазных асинхронных двигателей является отсутствие коллекторно-щеточного узла. Благодаря чему снижаются расходы на изготовление и эксплуатацию таких электрических машин. Кроме того за счет отсутствия коллекторно-щеточного узла асинхронные двигатели имеют в разы большую мощность по сравнению с двигателями постоянного тока.

Недостатки постоянного тока

Из выше изложенного следуют такие недостатки.

  1. Сложность повышения и снижения напряжения, то есть преобразования электроэнергии постоянного тока. В первую очередь это вызвано сложность конструкций преобразователей. Поскольку необходимы мощные полупроводниковые ключи, рассчитанные на высокое напряжение. Отсутствие которых приводит к большому числу последовательно и параллельно соединенных полупроводниковых приборов. В результате снижается надежность всего преобразователя, увеличивается стоимость и возрастают потери мощности.
  2. Электрические машины имеют более сложную конструкцию, поэтому менее надежны и более затратные, как в производстве, так и в эксплуатации.
  3. Сложности в развязке высокого и низкого напряжений.

Недостатки переменного тока

  1. Важнейшим недостатком переменного тока является наличие реактивной мощности. Как известно, конденсатор и катушка индуктивности проявляют свои реактивные свойства только в цепях переменного тока. Проще говоря, катушка и конденсатор создают реактивное сопротивление переменному току, но не потребляю его. В результате этого из полной мощности, отдаваемой генератором переменного тока, часть мощности не затрачивается на выполнение полезной работы, а лишь бесполезно циркулирует межу генератором и нагрузкой. Такая мощность называется реактивной и является вредной. Поэтому ее стараются минимизировать.

Однако большинство нагрузок – двигатели, трансформаторы и сами провода являются индуктивными элементами. А чем больше индуктивность, тем большую долю составляет реактивная мощность от полной и с этим нужно бороться.

  1. Второй главный недостаток переменного тока заключается в том, что он протекает не по всему сечению проводника, а вытесняется ближе к его поверхности. В результате снижается площадь, по которой протекает электрический ток, что в свою очередь приводит к увеличению сопротивления проводника и к росту потерь мощности в нем.

Преимущества и недостатки переменного тока

Чем выше частота, тем сильнее вытесняется ток к поверхности проводника и в конечном счете, тем выше потери мощности.

Преимущества постоянного тока

  1. Главное преимущество электрической энергии постоянного тока – это отсутствие реактивной мощности. А это значит, что вся мощность, выработанная генератором, потребляется нагрузкой за вычетом потерь в проводах.
  2. Постоянный ток в отличие от переменного протекает по всему сечению проводника.

Указанные два пункта приводят к тому, что если передавать одну и ту же мощность при равных напряжениях постоянным и переменным токами, то потери мощности электроэнергии постоянным током были бы почти в два раза меньше, чем при переменном токе.

К тому же, если рассматривать такие бытовые электронные устройства как ноутбуки, компьютеры, телевизоры и т. п., то все они имеют блоки питания, преобразующие переменное напряжение 220 В (230 В) в постоянное напряжение более низкой величины. А такие преобразования связаны с частичной потерей мощности.

Автономный инвертор, асинхронный двигательКроме того, как было сказано ранее, трехфазный асинхронный двигатель (АД) можно подключить напрямую к сети 380 В, что вполне оправдано в том случае, когда не требуется изменять режим работы двигателя. Но если необходимо изменять частоту вращения его вала, то нужно на обмотки статора подавать напряжение, частота и амплитуда которого должны изменяться пропорционально, согласно закону Костенка. Для этого применяют трехфазные автономные инверторы (АИ), чаще всего инверторы напряжения. Такие инверторы должны получать питание от источника постоянного напряжения.

 

Преимущества и недостатки постоянного токаТакже следует заметить, что последним временем начали очень широко применяться солнечные батареи, которые вырабатывают постоянный ток. К тому же, значительно возросла мощность аккумуляторных батарей и повысилась емкость суперконденсаторов, которые также относятся к источникам постоянного тока и с каждым днем находят все большее практическое применение.

Выводы: постоянный или переменный ток

Несмотря на все преимущества постоянного тока, значительная сложность, вызванная преобразованием больших мощностей, главным образом сказывается сложность повышения и понижения постоянного напряжения, сводит на нет указанные выше преимущества. Поэтому, до тех пор, пока не будут разработаны полупроводниковые ключи огромной мощности и соответствующие преобразователи на их основе, переменный ток остается вне конкуренции. К тому же сейчас уже применяются четырехквадрантные преобразователи или активные выпрямители, позволяющие скомпенсировать реактивную составляющую нагрузки, что позволяет получить коэффициент мощности, равный почти единице. Благодаря чему исключается потребление реактивной мощности.

Как вы видите, однозначного ответа на вопрос, какой ток лучше: постоянный или переменный, не существует. Следует сравнивать все преимущества и недостатки для конкретного случая.

Электроника для начинающих

Еще статьи по данной теме

электрический — Викисловарь

Морфологические и синтаксические свойства[править]

падеж ед. ч. мн. ч.
муж. р. ср. р. жен. р.
Им.электри́ческийэлектри́ческоеэлектри́ческаяэлектри́ческие
Рд.электри́ческогоэлектри́ческогоэлектри́ческойэлектри́ческих
Дт.электри́ческомуэлектри́ческомуэлектри́ческойэлектри́ческим
Вн.    одуш.электри́ческогоэлектри́ческоеэлектри́ческуюэлектри́ческих
неод. электри́ческий электри́ческие
Тв.электри́ческимэлектри́ческимэлектри́ческой электри́ческоюэлектри́ческими
Пр.электри́ческомэлектри́ческомэлектри́ческойэлектри́ческих

э·лек-три́-чес-кий

Прилагательное, относительное, тип склонения по классификации А. Зализняка — 3a✕~.

Корень: -электр-; суффиксы: -ич-еск; окончание: -ий [Тихонов, 1996].

Произношение[править]

  • МФА: [ɛlʲɪkˈtrʲit͡ɕɪskʲɪɪ̯] 

Семантические свойства[править]

Электрический [1] разряд Электрический [2] инструмент Электрический [3] кабель
Значение[править]
  1. связанный с электричеством ◆ Обнаружено, что в монокристаллах TlGa 0. 99 Fe 0. 01 Se 2 в постоянном электрическом поле протекают релаксационные электронные процессы, обусловленные аккумулированием в них значительных зарядов. С. Н. Мустафаева, А. И. Гасанов, «Релаксационные явления в монокристаллах TlGa0.99Fe0.01Se2», 2004 г. // «Физика твёрдого тела» (цитата из Национального корпуса русского языка, см. Список литературы) ◆ Подробно изложена методика для описания временной зависимости электрической прочности (вольт-секундной характеристики). Ю. В. Петров, П. А. Глебовский, «Критерий инкубационного времени в задачах импульсного разрушения и электрического пробоя», 2004 г. // «Журнал технической физики» (цитата из Национального корпуса русского языка, см. Список литературы) ◆ Выяснилось, что полевое испарение с термической активацией отрицательных ионов с поверхности электролита не может обеспечить протекание в системе электрического тока с плотностью, фиксируемой в экспериментах, но обеспечивает генерацию свободных электронов у поверхности электролита, появляющихся при распаде ионов в актах столкновения с возбуждёнными молекулами. А. И. Григорьев, «О переносе энергии и формировании электрического тока в окрестности опущенного в электролит, сильно нагретого протекающим током электрода», Журнал технической физики г. // «2004» (цитата из Национального корпуса русского языка, см. Список литературы) ◆ Автоматические устройства, используемые в организационно-технических системах, воспринимают и обрабатывают, главным образом, электрические и электромагнитные сигналы. Интерпретации и смысл понятия «информация», «Информационные технологии», 2004 г. (цитата из Национального корпуса русского языка, см. Список литературы)
  2. производящий, использующий, преобразующий электроэнергию ◆ В одном можно было бы видеть сменявшие друг друга теории перевозки людей, воплощённые в конных экипажах, конных трамваях, паровых локомобилях, паровозах, электрических трамваях, электропоездах, поездах метро («рельсовая» ветвь эволюции) и автомобилях, автобусах, троллейбусах (другая «безрельсовая» ветвь). Александр Ослон, «Мир теорий в эпоху «охвата»», 2003 г. // «Отечественные записки» (цитата из Национального корпуса русского языка, см. Список литературы) ◆ ― Прохудилась газовая колонка (насмерть) ― Прохудился электрический водонагреватель (насмерть) ― Случилось четыре крупные протечки (одна 31 декабря и была ликвидирована за 15 минут до нового года) «Запись LiveJournal», 2004 г. (цитата из Национального корпуса русского языка, см. Список литературы) ◆ В 1882 г. американец Э. Джонсон предложил использовать для украшения ёлки электрическое освещение. Н. Ю. Феоктистова, «Новогородняя ёлка», 2003 г. // «Первое сентября» (цитата из Национального корпуса русского языка, см. Список литературы) ◆ Они разработали новую электрическую зубную щётку SpinBrush. Новости здоровья, «2002» // «Домовой» (цитата из Национального корпуса русского языка, см. Список литературы) ◆ Необходимо также иметь место или отдельное помещение для заточки и правки инструментов, где устанавливают настольное электрическое точило, например, марки БЭТ-1, которое имеет электродвигатель закрытого исполнения, смонтированный в корпусе-основании. Татьяна Матвеева, «Реставрация столярно-мебельных изделий», 1988 г. (цитата из Национального корпуса русского языка, см. Список литературы) ◆ Таким образом, энергокомпании до сих пор не могут получить от воинских частей деньги за поставляемую электрическую и тепловую энергию. Михаил Дмитриев, «Найдут ли Минобороны и РАО ЕЭС общий язык», Воздушно-космическая оборона г. // «2002» (цитата из Национального корпуса русского языка, см. Список литературы) ◆ Голоса их не поддаются описанию, но я попробую: это объединенный рев работающей электрической пилы и запущенной на запредельную громкость арии Амнерис из оперы «Лида». Д. И. Рубина, «Окна», 2011 г. (цитата из Национального корпуса русского языка, см. Список литературы) ◆ Национальная электрическая компания (НЕК) обратилась с просьбой к державной комиссии Энергетического и водного регулирования о повышении цен на оптовом рынке электроэнергии с минимумом 4,5 %. коллективный, «Болгарские новости», 2011—2012 г. (цитата из Национального корпуса русского языка, см. Список литературы)
  3. имеющий отношение к электрической цепи ◆ Дополнительно защищены от грязи и соли электрические разъёмы, блок силовых предохранителей и некоторые другие элементы; установлены подкрылки в колёсных нишах кабины. Анатолий Карпенков, Юрий Нечетов, «Балтийские головастики», 2003 г. // «За рулем» (цитата из Национального корпуса русского языка, см. Список литературы) ◆ Покупайте недорогой горшок, ведь его придётся немножко «поколотить»: просверлить или пробить отверстия для электрической вилки насоса и пластикового шланга. Ольга Громова, «Комнатный фонтанчик — полезная забава», 2002 г. // «Сад своими руками» (цитата из Национального корпуса русского языка, см. Список литературы) ◆ В редакцию журнала приходят многочисленные письма читателей с просьбами рассказать об электрической схеме электровоза чехословацкого производства ЧС 8. Ю. Н. Соколов, «Назначение блок-контактов аппаратов электровоза ЧС8 (2001)», 2001 г. // «Локомотив» (цитата из Национального корпуса русского языка, см. Список литературы) ◆ Эсэсовцы привязали её к кресту старым электрическим проводом, провод остался на костях, по проводу её и опознали. А. Н. Рыбаков, «Тяжелый песок», 1975—1977 г. (цитата из Национального корпуса русского языка, см. Список литературы)
Синонимы[править]
  1. эл., электро-
Антонимы[править]
  1. неэлектрический
Гиперонимы[править]
  1. электромагнитный
Гипонимы[править]
  1. электростатический, электродинамический; баллоэлектрический, пьезоэлектрический, параэлектрический, пироэлектрический, сегнетоэлектрический, термоэлектрический, магнитоэлектрический, изоэлектрический
  2. электропотребляющий, электропроизводящий
  3. замкнутый, разомкнутый, обесточенный
Согипонимы[править]
  1. магнитный
  2. механический, пневматический, гидравлический

Родственные слова[править]

Этимология[править]

Происходит от лат. electricus, далее из др.-греч. ἤλεκτρον «электр, блестящий металл; янтарь», далее из неустановленной формы. Русск. эле́ктрик, электрический заимств. через нем. elektrisch или франц. électrique; электри́к — из франц. Использованы данные словаря М. Фасмера. См. Список литературы.

Фразеологизмы и устойчивые сочетания[править]

Перевод[править]

Interrobang.svg Для улучшения этой статьи желательно:
  • Добавить все семантические связи (отсутствие можно указать прочерком, а неизвестность — символом вопроса)
  • Добавить хотя бы один перевод для каждого значения в секцию «Перевод»
Что такое электрический ток | Электроника Примечания

Электрический ток возникает при движении электрических зарядов — это могут быть отрицательно заряженные электроны или положительные носители заряда — положительные ионы.


Электрический ток Учебник включает в себя:
Что такое электрический ток Текущий блок — Ампер ПЕРЕМЕННЫЙ ТОК


Электрический ток — это одно из самых основных понятий, существующих в науке об электротехнике и электронике, — электрический ток лежит в основе науки об электричестве.

Будь то электрический нагреватель, большая электрическая сеть, мобильный телефон, компьютер, удаленный сенсорный узел или что-то еще, концепция электрического тока является центральной в его работе.

Однако текущее состояние как таковое обычно невозможно увидеть, хотя его эффекты можно постоянно видеть, слышать и ощущать, и в результате иногда бывает трудно понять, что это такое на самом деле.

Lightning strike is an impressive show of electrical current flow Удар молнии — впечатляющая демонстрация потока электрического тока.
Снимок сделан с вершины башни Петронас в Куала-Лумпуре Малайзия

Определение электрического тока

Определение электрического тока:

Электрический ток — это поток электрического заряда в цепи.Более конкретно, электрический ток представляет собой скорость протекания заряда через заданную точку в электрической цепи. Заряд может представлять собой отрицательно заряженные электроны или носители положительного заряда, включая протоны, положительные ионы или дырки.

Величина электрического тока измеряется в кулонах в секунду, общей единицей для этого является ампера или ампер, который обозначается буквой «А».

Ампер или усилитель широко используются в электрических и электронных технологиях наряду с множителями, такими как миллиампер (0.001A), микроампер (0,000001A) и т. Д.

Поток тока в цепи обычно обозначается буквой «I», и эта буква используется в уравнениях, таких как закон Ома, где V = I⋅R.

Что такое электрический ток: основы

Основная концепция тока заключается в том, что это движение электронов внутри вещества. Электроны — это мельчайшие частицы, которые существуют как часть молекулярной структуры материалов. Иногда эти электроны крепко удерживаются в молекулах, а иногда они слабо удерживаются и могут относительно свободно перемещаться по структуре.

Очень важно отметить, что электроны являются заряженными частицами — они несут отрицательный заряд. Если они движутся, то количество заряда движется, и это называется током.

Стоит также отметить, что количество электронов, способных двигаться, определяет способность конкретного вещества проводить электричество. Некоторые материалы позволяют току двигаться лучше, чем другие.

Движение свободных электронов обычно очень случайное — случайное — столько электронов движется в одном направлении, сколько и в другом, и в результате общее движение заряда отсутствует.

Random electron movement in a conductor with free electrons - sum total provides zero current flow Случайное движение электронов в проводнике со свободными электронами

Если сила воздействует на электроны, чтобы переместить их в определенном направлении, то все они будут дрейфовать в одном и том же направлении, хотя все еще в некоторой случайной форме, но в одном направлении наблюдается общее движение.

Сила, которая действует на электроны, называется и электродвижущей силой, или ЭДС, а ее величиной является напряжение, измеренное в вольтах.

Electron flow (current) under the action of applied electro-motive force Поток электронов под действием приложенной электродвижущей силы

Чтобы немного лучше понять, что такое ток и как он действует в проводнике, его можно сравнить с потоком воды в трубе.Это сравнение имеет ограничения, но оно служит очень простой иллюстрацией тока и тока.

Ток можно считать подобным воде, протекающей по трубе. Когда давление оказывается на одном конце, оно заставляет воду двигаться в одном направлении и течь по трубе. Количество потока воды пропорционально давлению на конце. Давление или усилие, приложенное к концу, можно сравнить с электродвижущей силой.

Когда давление подается на трубу или вода открывается в результате открытия крана, тогда вода течет практически мгновенно.То же самое относится и к электрическому току.

Чтобы получить представление о потоке электронов, требуется 6,24 миллиарда миллиардов электронов в секунду для тока в один ампер.

Обычный ток и поток электронов

Часто возникает много недоразумений относительно обычного тока и потока электронов. Поначалу это может немного смущать, но на самом деле это довольно просто.

Частицы, которые несут заряд вдоль проводников, являются свободными электронами.Направление электрического поля в цепи — это, по определению, направление, в которое проталкиваются положительные испытательные заряды. Таким образом, эти отрицательно заряженные электроны движутся в направлении, противоположном электрическому полю.

Electron and conventional current flow Электрон и обычный ток

Это произошло потому, что первоначальные исследования статических и динамических электрических токов основывались на том, что мы теперь будем называть положительными носителями заряда. Это означало, что тогда было определено раннее соглашение о направлении электрического тока как направление, в котором положительные заряды будут двигаться.Эта конвенция сохранилась и используется до сих пор.

В итоге:

  • Обычный ток: Обычный ток течет от положительного к отрицательному полюсу и указывает направление, в котором будут течь положительные заряды.
  • Электронный поток: Электронный поток от отрицательного к положительному полюсу. Электроны заряжены отрицательно и поэтому притягиваются к положительному полюсу, как в отличие от зарядов.
Electron and conventional current flow

Это соглашение, которое используется во всем мире по сей день, даже если оно может показаться немного странным и устаревшим.

Скорость движения электрона или заряда

Скорость передачи электрического тока очень отличается от скорости реального движения электронов. Сам электрон прыгает в проводнике и, возможно, продвигается вдоль проводника только со скоростью несколько миллиметров в секунду. Это означает, что в случае переменного тока, когда ток меняет направление 50 или 60 раз в секунду, большинство электронов никогда не выходят из провода.

Чтобы взять другой пример, в ближнем вакууме внутри электронно-лучевой трубки электроны движутся по почти прямым линиям со скоростью около одной десятой скорости света.

Влияние тока

Когда электрический ток протекает через проводник, существует ряд признаков, указывающих на то, что ток течет.

  • Тепло рассеивается: Возможно, наиболее очевидным является то, что тепло выделяется. Если ток небольшой, то количество выделяемого тепла, вероятно, будет очень маленьким и может быть незаметным.Однако, если ток больше, то возможно, что выделяется заметное количество тепла. Электрический огонь является ярким примером, показывающим, как ток вызывает выделение тепла. Фактическое количество тепла регулируется не только током, но также и напряжением и сопротивлением проводника.
  • Магнитный эффект: Другой эффект, который можно заметить, заключается в том, что вокруг проводника создается магнитное поле. Если в проводнике течет ток, это можно обнаружить.Поместив компас рядом с проводом, несущим достаточно большой постоянный ток, можно увидеть, что стрелка компаса отклонена. Обратите внимание, что это не будет работать с сетью, потому что поле чередуется слишком быстро, чтобы игла реагировала, и два провода (действующий и нейтральный), расположенные близко друг к другу в одном и том же кабеле, отменит поле.

    Магнитное поле, создаваемое током, находит хорошее применение во многих областях. При намотке провода в катушку эффект может быть увеличен, и может быть сделан электромагнит.Реле и множество других предметов используют эффект. Громкоговорители также используют переменный ток в катушке, чтобы вызывать вибрации в диафрагме, которые позволяют электронным токам превращаться в звуки.

Как измерить ток

Одним из важных аспектов тока является знание величины тока, который может течь в проводнике. Поскольку электрический ток является таким ключевым фактором в электрических и электронных цепях, очень важно знать, какой ток течет.

Есть много разных способов измерения тока. Одним из самых простых является использование мультиметра.

Как измерить ток с помощью цифрового мультиметра:

Используя цифровой мультиметр, цифровой мультиметр легко измерить ток, поместив цифровой мультиметр в цепь, по которой течет ток. Затем цифровой мультиметр даст точное показание тока, протекающего в цепи

Узнайте , как измерить ток с помощью цифрового мультиметра.

Хотя существуют и другие методы измерения тока, это наиболее распространенный метод.

Ток является одним из наиболее важных и фундаментальных элементов в электрических и электронных технологиях. Ток, протекающий в цепи, может использоваться различными способами: от генерирования тепла до переключения схем или хранения информации в интегральной схеме.

Более основные понятия:
Напряжение Текущий сопротивление емкость Мощность трансформеры РЧ шум Децибел, дБ Q, добротность
Возврат в меню основных понятий., ,

.

Что такое электрический ток? | Живая наука

Электрический ток — это электрический заряд в движении. Он может принимать форму внезапного разряда статического электричества, такого как удар молнии или искра между пальцем и пластиной переключателя заземления. Чаще, однако, когда мы говорим об электрическом токе, мы имеем в виду более контролируемую форму электричества от генераторов, батарей, солнечных батарей или топливных элементов.

Большая часть электрического заряда переносится электронами и протонами внутри атома.Протоны имеют положительный заряд, а электроны — отрицательный. Однако протоны в основном иммобилизованы внутри атомных ядер, поэтому работа по переносу заряда из одного места в другое осуществляется электронами. Электроны в проводящем материале, таком как металл, могут свободно перемещаться от одного атома к другому вдоль своих зон проводимости, которые являются самыми высокими электронными орбитами. По словам Серифа Урана, профессора физики в Питтсбургском государственном университете, достаточная электродвижущая сила (ЭДС) или напряжение создает дисбаланс заряда, который может заставить электроны перемещаться по проводнику в виде электрического тока.

Сравнение электрического тока с потоком воды в трубе несколько рискованно, но есть некоторые сходства, которые могут несколько облегчить понимание. Мы можем думать о потоке электронов в проводе как о потоке воды в трубе, согласно Майклу Дубсону, профессору физики в университете Колорадо Болдера. Предостережение заключается в том, что в этом случае труба всегда полна воды. Если мы откроем клапан на одном конце, чтобы пропустить воду в трубу, нам не нужно ждать, пока эта вода пробьется до конца трубы.Мы вынимаем воду с другого конца почти мгновенно, потому что поступающая вода толкает воду, которая уже находится в трубе, к концу. Это то, что происходит в случае электрического тока в проводе. Электроны проводимости уже присутствуют в проводе; нам просто нужно начать толкать электроны на одном конце, и они начинают течь на другом конце почти сразу.

Согласно веб-сайту HyperPhysics Государственного университета штата Джорджия, фактическая скорость электрона в проводе составляет порядка нескольких миллионов метров в секунду, но она не движется прямо по проводу.Он подпрыгивает почти наугад и развивается только со скоростью несколько миллиметров в секунду. Это называется скоростью дрейфа электрона. Однако скорость передачи сигнала, когда электроны начинают выталкивать другой конец провода после нажатия переключателя, почти равна скорости света, которая составляет около 300 миллионов метров в секунду (186 000 миль в секунду). В случае переменного тока, когда ток меняет направление 50 или 60 раз в секунду, большинство электронов никогда не выходят из провода.

Дисбаланс начислений может быть создан несколькими способами. Первый известный способ состоял в том, чтобы создать статический заряд, потерев два разных материала вместе, например, потерев кусок янтаря мехом животных. Ток мог тогда быть создан, касаясь янтаря к телу с меньшим зарядом или к земле. Однако этот ток имел очень высокое напряжение, очень низкую силу тока и длился всего лишь доли секунды, поэтому его нельзя было сделать для какой-либо полезной работы.

Постоянный ток

Следующим известным способом создания дисбаланса заряда была электрохимическая батарея, изобретенная в 1800 году итальянским физиком Алессандро Вольта, для которой названа единица для электродвижущей силы, вольт (V).Его «гальваническая ворс» состоял из пачки чередующихся цинковых и медных пластин, разделенных слоями ткани, пропитанной соленой водой, и создавал постоянный источник постоянного тока (постоянного тока). Он и другие усовершенствовали и усовершенствовали свое изобретение в течение следующих нескольких десятилетий. Согласно Национальному музею американской истории, «батареи привлекли внимание многих ученых и изобретателей, и к 1840-м годам они снабжали током новые электрические устройства, такие как электромагниты Джозефа Генри и телеграф Сэмюэля Морса.«

Другие источники постоянного тока включают топливные элементы, которые объединяют кислород и водород в воду и вырабатывают электрическую энергию в процессе. Кислород и водород могут подаваться в виде чистых газов или из воздуха и химического топлива, такого как спирт. Другой источник постоянного тока ток — это фотоэлектрическая орсолярная ячейка. В этих устройствах фотонная энергия солнечного света поглощается электронами и преобразуется в электрическую энергию. Энергосистема.Переменный ток вырабатывается электрическими генераторами, которые работают по закону индукции Фарадея, с помощью которого изменяющееся магнитное поле может индуцировать электрический ток в проводнике. Генераторы имеют вращающиеся катушки проволоки, которые проходят через магнитные поля при повороте. Когда катушки вращаются, они открываются и закрываются относительно магнитного поля и производят электрический ток, который меняет направление на каждые пол оборота. Ток проходит полный цикл прямого и обратного хода 60 раз в секунду или 60 Гц (Гц) (в некоторых странах 50 Гц).Генераторы могут работать от паровых турбин, нагреваемых углем, природным газом, нефтью или ядерным реактором. Они также могут питаться от ветряных турбин или водяных турбин в гидроэлектростанциях.

От генератора ток проходит через серию трансформаторов, где он повышается до гораздо более высокого напряжения для передачи. Причина этого заключается в том, что диаметр проводов определяет величину тока или силы тока, которые они могут переносить без перегрева и потери энергии, но напряжение ограничивается только тем, насколько хорошо линии изолированы от земли.Интересно отметить, что ток несут только один провод, а не два. Две стороны постоянного тока обозначены как положительные и отрицательные. Однако, поскольку полярность переменного тока изменяется 60 раз в секунду, две стороны переменного тока обозначаются как горячие и заземленные. В магистральных линиях электропередачи провода несут горячую сторону, а сторона заземления проходит через Землю, чтобы завершить цепь.

Поскольку мощность равна напряжению, умноженному на силу тока, вы можете передавать больше мощности по линии с той же силой тока, используя более высокое напряжение.Затем высокое напряжение снижается, поскольку оно распределяется по сети подстанций, пока не достигнет трансформатора рядом с вашим домом, где оно, наконец, снизится до 110 В. (В США настенные розетки и светильники работают на 110 В. при 60 Гц. В Европе почти все работает на 230 В при 50 Гц.)

Как только ток достигает конца линии, большая его часть используется одним из двух способов: либо для подачи тепла и света через электрическое сопротивление или механическое движение через электрическую индукцию.Есть несколько других применений — вспоминаются люминесцентные лампы и микроволновые печи — которые работают по другим принципам, но львиная доля мощности уходит на устройства, основанные на сопротивлении и / или индуктивности. Фен, например, использует оба одновременно.

Это подводит нас к важной особенности электрического тока: он может выполнять работу. Он может осветить ваш дом, выстирать и высушить одежду и даже поднять дверь гаража при нажатии переключателя. Что становится все более и более важным, так это способность электрического тока передавать информацию, особенно в форме двоичных данных.Хотя интернет-соединение с вашим компьютером использует лишь небольшую часть электрического тока, скажем, электрического нагревателя, оно становится все более и более важным для современной жизни.

Дополнительные ресурсы

,
Что такое электрический заряд и как работает электричество

В этой лекции мы узнаем, что такое электрический заряд и ток и как работает электричество. Вы можете посмотреть следующее видео или прочитать письменное руководство ниже.

Структура атома

Чтобы понять электричество, нам нужно начать с атома. Материя состоит из атомов. Мы сделаны из атомов. Все во Вселенной состоит из атомов.

Атом нельзя увидеть невооруженным глазом, поэтому мы будем использовать упрощенную модель, которая может помочь нам понять структуру атома.Это называется моделью Бора.

Bohr Model - Structure of an Atom

В центре атома находится ядро, состоящее из нейтронов, которые не имеют заряда, и протонов, которые имеют положительный заряд. Кроме того, есть отрицательно заряженные электроны, вращающиеся вокруг ядра.

Число нейтронов, протонов и электронов, которые имеет атом, может сказать нам, какой это материал.

Оболочки

Протоны и нейтроны расположены в центре атома, а электроны циркулируют вокруг ядра в постоянном движении.

Электроны намного легче протонов в ядре, и они могут очень легко двигаться почти со скоростью света.

Они движутся вокруг ядра по круговым орбитам или оболочкам. Каждая оболочка может содержать только определенное количество электронов: первая оболочка может содержать 2 электрона, вторая оболочка — 8 электронов, третья оболочка — до 18 и т. Д.

Atom

Оболочки заполнены электронами изнутри. Число электронов в последней внешней оболочке определяет реакционную способность атома или его тенденцию к образованию химических связей с другими атомами.Когда эта оболочка заполнена, атом стабилен и наименее реактивен.

Внешняя оболочка известна как валентная оболочка, и найденные в ней электроны называются валентными электронами. Некоторые материалы в этой оболочке имеют слабосвязанные электроны, что позволяет им течь от одного атома к другому.

Проводники и изоляторы

Эти движущиеся электроны называются свободными электронами. Насколько легко перемещаться электронам, зависит от материала.

Free Electrons - Conductors and Insulators

Материалы могут быть проводниками или изоляторами.Материалы, которые являются проводниками, как и большинство металлов, позволяют свободным электронам свободно перемещаться по всему телу, в то время как изоляторы, такие как пластик или стекло, ограничивают движение электронов, крепко удерживая их.

Связанные: как работает конденсатор — Физика конденсаторов и приложения

Электрический заряд

Как правило, атомы имеют нейтральный заряд, что означает, что они имеют одинаковое количество электронов и протонов. Другими словами, они имеют чистый электрический заряд, равный нулю. Это минимально возможный уровень энергии атома, или так называемое основное состояние.

Neutral Charge - Positive and Negative Ion

Однако мы можем изменить заряд атома, заставляя его приобретать или терять электроны. Если атом получает электроны, он становится отрицательно заряженным, и наоборот, если атом теряет электроны, он становится положительно заряженным. Заряженный атом называется положительным или отрицательным ионом.

Статическое электричество

Например, когда вы тащите ноги по ковру, вы создаете много поверхностных контактов между вашими ногами и ковром, позволяя электронам переноситься к вам, создавая тем самым статический заряд на вашей коже.

Creating Static Electricity - Dragging Feet across Carpet

Вместо вас и ковра с нейтральным зарядом возникает дисбаланс зарядов между вами как проводником и ковром как изолятором.

Затем, когда вы касаетесь дверной ручки, которая является металлической, весь заряд хочет покинуть вас и перейти к дверной ручке, чтобы восстановить дисбаланс заряда. Поэтому вы получаете удар, когда электроны покидают вас.

Static Electricity Shock - Why Do We Get Zapped on a Door Knob

Природа всегда стремится к равновесию, равновесию нейтрального заряда или чистому заряду, равному нулю.Во время этого процесса мы не создавали новых платежей. Общий заряд между объектами по-прежнему равен нулю.

Это приводит нас к закону сохранения электрического заряда, который гласит, что вы не можете создать чистый электрический заряд, вместо этого заряд может перемещаться только из одного места в другое.

Электрический заряд на самом деле является наиболее важным свойством протонов и электронов.

Electric Charge - Coulomb

Заряд обозначается буквой «q», а единицей заряда является кулоновский заряд.Объекты могут быть положительно или отрицательно заряжены, следовательно, «q» может иметь как положительные, так и отрицательные значения.

Elementary Charge

Заряд одного электрона или протона известен как элементарный заряд и обозначается строчной буквой «е». Протоны имеют заряд положительного е, а электроны отрицательного е.

Электрический ток

Поток электронов — это то, что формирует электрический ток.

Electric Current - Flow of Electrons inside a Copper Wire as a Conductor

Если мы посмотрим внутрь куска медного провода, то найдутся атомы, которые легко обмениваются электронами.Эти электроны могут перемещаться от одного атома к другому в любом направлении. Если мы создадим замкнутую цепь, подключив медный провод к источнику питания, такому как батарея, то напряжение заставит электроны двигаться в одном направлении, от одной клеммы батареи к другой или от отрицательной к позитив источника питания.

Closed Circuit - Voltage Makes the Electrons Move in the Same Direction

В замкнутой цепи напряжение заставляет электроны двигаться в одном направлении от отрицательного к положительному выводу батареи.

Если мы добавим лампочку в замкнутую цепь, электроны должны будут пройти через нее, чтобы добраться до другой клеммы, создавая таким образом свет.

Electric Current - Ampere

Электрический ток — это движение электрического заряда в проводе за определенный период времени. Символом электрического тока является I.

Один кулоновский заряд, проходящий через кусок провода в течение одной секунды, равен одному амперу тока. Ампер — это единица измерения электрического тока.

Вот и все для этого урока.В следующем уроке по базовой электронике мы поговорим о законе Кулона.

Я надеюсь, вам понравился этот урок и вы узнали что-то новое. Не стесняйтесь задавать любые вопросы в разделе комментариев ниже.

Electric Current - Ampere.

Что такое электричество? — learn.sparkfun.com

Избранные любимец 61

Электрический потенциал (энергия)

Когда мы используем электричество для питания наших цепей, устройств и гаджетов, мы действительно преобразуем энергию. Электронные схемы должны быть способны накапливать энергию и передавать ее в другие формы, такие как тепло, свет или движение. Накопленная энергия цепи называется энергией электрического потенциала.

Энергия? Потенциальная энергия?

Чтобы понять потенциальную энергию, нам нужно понять энергию в целом.Энергия определяется как способность объекта выполнять работ над другим объектом, что означает перемещение этого объекта на некоторое расстояние. Энергия приходит в году во многих формах , некоторые из которых мы можем видеть (например, механические), а другие — нет (например, химические или электрические). Независимо от того, в какой форме она находится, энергия существует в одном из двух состояний : кинетическом или потенциальном.

Объект имеет кинетическую энергию , когда он находится в движении. Количество кинетической энергии, которое имеет объект, зависит от его массы и скорости. Потенциальная энергия , с другой стороны, представляет собой запасенную энергию , когда объект находится в покое. Он описывает, сколько работы может выполнить объект, если его привести в движение. Эту энергию мы обычно можем контролировать. Когда объект приводится в движение, его потенциальная энергия превращается в кинетическую энергию.

Давайте вернемся к использованию гравитации в качестве примера. Шар для боулинга, неподвижно расположенный на вершине башни Халифы, обладает большой потенциальной (накопленной) энергией. После падения шар, притянутый гравитационным полем, ускоряется к земле.По мере ускорения шара потенциальная энергия превращается в кинетическую энергию (энергию от движения). В конце концов вся энергия шара преобразуется из потенциальной в кинетическую, а затем передается всему, что попадает в него. Когда мяч находится на земле, у него очень низкая потенциальная энергия.

Электрическая потенциальная энергия

Так же, как масса в гравитационном поле обладает потенциальной гравитационной энергией, заряды в электрическом поле имеют электрическую потенциальную энергию . Электрическая потенциальная энергия заряда описывает, сколько накопленной энергии у него есть, когда оно приводится в движение электростатической силой, эта энергия может стать кинетической, и заряд может работать.

Как шар для боулинга, сидящий на вершине башни, положительный заряд в непосредственной близости от другого положительного заряда обладает высокой потенциальной энергией; если оставить его свободным для движения, заряд будет отталкиваться от аналогичного заряда. Положительный пробный заряд, помещенный рядом с отрицательным зарядом, будет иметь низкую потенциальную энергию, аналогично мячу для боулинга на земле.

Чтобы привить что-либо с потенциальной энергией, мы должны сделать работу , перемещая это на расстояние. В случае шара для боулинга работа заключается в том, чтобы поднять его на 163 этажа против поля тяжести.Точно так же должна быть проведена работа, чтобы подтолкнуть положительный заряд к стрелкам электрического поля (либо к другому положительному заряду, либо от отрицательного заряда). Чем дальше вверх по полю идет заряд, тем больше работы вам предстоит выполнить. Аналогично, если вы пытаетесь отвести отрицательный заряд от от положительного заряда — против электрического поля — вы должны сделать работу.

Для любого заряда, находящегося в электрическом поле, его электрическая потенциальная энергия зависит от типа (положительного или отрицательного), количества заряда и его положения в поле.Потенциальная электрическая энергия измеряется в джоулях ( Дж ).

Электрический потенциал

Электрический потенциал основан на электрическом потенциале энергии , чтобы помочь определить, сколько энергии запасено в электрических полях . Это еще одна концепция, которая помогает нам моделировать поведение электрических полей. Электрический потенциал — это , а не — это то же самое, что энергия электрического потенциала!

В любой точке электрического поля электрический потенциал представляет собой величину электрической энергии , деленную на величину заряда в этой точке.Он берет величину заряда из уравнения и оставляет нам представление о том, сколько потенциальной энергии могут обеспечить определенные области электрического поля. Электрический потенциал выражается в джоулях на кулон ( Дж / к ), которые мы определяем как вольт, (В).

В любом электрическом поле есть две точки электрического потенциала, которые представляют для нас значительный интерес. Есть точка с высоким потенциалом, где положительный заряд будет иметь максимально возможную потенциальную энергию, и есть точка с низким потенциалом, где заряд будет иметь минимально возможную потенциальную энергию.

Одним из наиболее распространенных терминов, которые мы обсуждаем при оценке электроэнергии, является напряжение . Напряжение — это разность потенциалов между двумя точками в электрическом поле. Напряжение дает нам представление о том, какую силу толкает электрическое поле.


Имея потенциальную и потенциальную энергию под нашим поясом, у нас есть все ингредиенты, необходимые для производства электроэнергии. Давай сделаем это!


← Предыдущая страница
Электрические поля ,
Разное

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о