Понятие о переменном токе, получение переменного тока

Переменным называется ток, величина и направление которого изменяются периодически во времени. В технике применяется переменный ток, изменяющийся по синусоиде.

Получение переменного тока основано на явлении электромагнитной индукции. На рис. 164 схематично изображено получение синусоидального переменного тока. Слева на схеме а показаны: полюсы магнита северный N и южный S, кружочками различные положения проводника в магнитном поле; при этом знаком плюс обозначается, что в данном положении ток идет от нас за плоскость чертежа, а точкой — что ток идет от плоскости чертежа на нас.

На схеме б (рис. 164) представлено изменение величины и направления тока во внешней цепи замкнутого проводника за один его полный поворот между полюсами магнитов. По горизонтальной оси графика отложено время, а по вертикальной оси — значение тока. Как видно из кривой графика, представляющей собой синусоиду, за один полный поворот, в зависимости от угла, под которым проводник пересекает магнитные силовые линии, значение тока изменяется по величине от нуля до максимального, а по знаку — от плюса до минуса.

Машина, служащая для получения переменного тока, называется генератором переменного тока, принцип действия которого можно уяснить из следующего.

Если выполнить проводник в виде витка, поместить его между полюсами (рис. 164,в) и вращать в направлении часовой стрелки, то в нем будет индуктироваться э.д.с., направленная при вращении его под северным полюсом — от нас и при вращении его под южным полюсом — на нас. Так как стороны витка попеременно перемещаются то под северным полюсом, то под южным и пересекают при этом магнитные силовые линии под различными углами, то э. д. с., индуктируемая в витке, будет изменяться по величине и направлению. Присоединив концы витка к двум контактным кольцам, изолированным между собой и от вала, и наложив на кольца неподвижные щетки, соединенные с внешней цепью, будем получать переменную э.д.с., и во внешней цепи потечет переменный ток.

Переменный ток характеризуется следующими величинами: периодом, частотой, амплитудой. Периодом называется время, в течение которого происходит полный цикл изменений тока по величине и направлению. Каждый последующий период тока является повторением предыдущего. Период обозначается буквой Т (рис. 164).

Частотой называется число периодов в 1 сек. Частота — величина, обратная периоду, обозначается буквой f, т. е.

В России принята частота переменного тока 50 периодов в секунду. Это значит, что ток меняет свою величину и направление 50 раз в секунду. За единицу измерения частоты принят герц (гц).

Амплитудой называется наибольшее значение тока, которого он достигает в течение периода. Как видно из рис. 164 за один период переменный ток достигает амплитудного значения дважды.

Законы постоянного тока полностью применимы к цепям переменного тока только в тех случаях, когда эти цепи состоят из активных сопротивлений (лампы накаливания, реостаты и т. п.).

Однако во многих случаях цепь переменного тока, кроме активного сопротивления, содержит катушки самоиндукции, обмотки электродвигателей, дроссели, конденсаторы и другие приборы. Наличие этих приборов вносит в цепь так называемое реактивное сопротивление, влияющее на ток в цепи переменного тока. Вследствие чего, закон Ома в таком виде, как он применяется для цепи постоянного тока, для цепи переменного тока недействителен.

Схема цепи переменного тока, состоящая из активного (R), индуктивного (катушка самоиндукции) и емкостного (конденсатор) сопротивлений, соединенных последовательно, приведена на рис. 165.

Для того чтобы найти силу переменного тока в цепи, нужно подсчитать полное сопротивление цепи с учетом всех входящих в нее сопротивлений. При этом необходимо знать, что различные виды сопротивлений нельзя между собой складывать арифметически. Если включить в цепь переменного тока амперметр, то он покажет величину тока, в 1,4 раза меньшую амплитудного тока.

Это значение тока, показываемое измерительным прибором, называют действующим, или эффективным, значением переменноготока.

Для синусоидального переменного тока действующее эффективное значение напряжения U и электродвижущей силы Е будет также меньше амплитудных их значений в 1,4 раза.

Измерительные приборы, включенные в цепь переменного тока, всегда показывают действующие значения измеряемых величин.

В некоторых случаях требуется знать не действующее, а среднее значение переменного тока. Среднее значение переменного тока несколько меньше его действующего значения. Как показывают опыты и расчеты, оно равно его амплитудному значению, умноженному на 0,637.

Похожие статьи

ПОНЯТИЕ О ПЕРЕМЕННОМ ТОКЕ | Техника и Программы

Постоянным током, как вам уже известно, называется ток, который имеет неизменную величину и проходит все время в одном направлении. В радиотехнике и электрификации широко используется также переменный ток, который меняет величину и направление определенное число раз в секунду. Кроме того, во многих случаях применяется пульсирующий ток, протекающий в -одном направлении, как и постоянный ток, но изменяющий свою величину подобно переменному току. водников в магнитном поле. Простейшим способом пе-

Рис. 36. а — схема подключения конденсатора к источнику переменного тока; б — график заряда и разряда конденсатора

сатора напряжение на конденсаторе начнет возрастать, а ток заряда уменьшаться. Заряд будет продолжаться до момента времени fe, когда напряжение на конденсаторе станет равным напряжению на зажимах генератора, а ток заряда будет равен нулю. На одной пластине конденсатора накопится положительный заряд (отсутствие электронов), а на другой — отрицательный (избыток электронов).

Начиная с момента времени напряжение на зажимах генератора будет уменьшаться и конденсатор начнет разряжаться через источник. По мере уменьшения напряжения источника разрядный ток конденсатора будет увеличиваться и к концу второй четверти периода достигнет своего максимального значения. В третьей четверти периода напряжение источника тока меняет свои направления, и снова происходит возрастание напряжения. Конденсатор при этом будет заряжаться, но только в обратной полярности.

В конце третьей четверти периода ток конденсатора прекратится в момент прекращения нарастания напряжения источника тока. В четвертой четверти периода конденсатор опять разряжается так же, как и во второй четверти, и т. д.

Известно, что чем больше емкость конденсатора, тем большее количество электричества необходимо для его заряда. Сила тока в цепи с конденсатором зависит от подводимого напряжения и емкости конденсатора. Чем больше емкость конденсатора и частота переменного тока, тем больше его ток заряда или разряда. Емкостное сопротивление Х

с определяется по формуле:

где / — частота, гц;

С — емкость, пф.

Пример: Определить Х_с, если /=50 гц, С= 1000яф.

Конденсатор точно так же, как и чистая индуктивность, не потребляет активной мощности. Энергия, полученная конденсатором при заряде в течение первой и третьей четверти периода, полностью возвращается источнику тока в результате разряда во вторую и четвертую четверти периода.

Основные понятия об электрических цепях переменного тока

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ цепи переменного тока

Урок 5

Тема урока: Получение переменного тока. Основные понятия и определения, изображение переменного тока

Цель урока: формирование знаний по теме, воспитывать познавательный интерес; расширять кругозор учащихся; развивать мышление и память.

Теоретическая часть

Переменный ток, в отличие от тока постоянного, непрерывно изменяется как по величине, так и по направлению, причем изменения эти происходят периодически, т. е. точно повторяются через равные промежутки времени.

Чтобы вызвать в цепи такой ток, используются источники переменного тока, создающие переменную ЭДС, периодически изменяющуюся по величине и направлению. Такие источники называются генераторами переменного тока.

На рисунке показана схема устройства (модель) простейшего генератора переменного тока.

Прямоугольная рамка, изготовленная из медной проволоки, укреплена на оси и при помощи ременной передачи вращается в поле магнита. Концы рамки припаяны к медным контактным кольцам, которые, вращаясь вместе с рамкой, скользят по контактным пластинам (щеткам).

Магнит создает между своими полюсами равномерное магнитное поле, в котором плотность магнитных силовых линий в любой части поля одинаковая. Вращаясь, рамка пересекает силовые линии магнитного поля, и в каждой из ее сторон а и б индуктируются ЭДС.

Стороны в и г рамки — нерабочие, так как при вращении рамки они не пересекают силовых линий магнитного поля и, следовательно, не участвуют в создании ЭДС.

В любой момент времени ЭДС, возникающая в стороне а, противоположна по направлению ЭДС, возникающей в стороне б, но в рамке обе ЭДС действуют согласно и в сумме составляют обшую ЭДС, т. е. индуктируемую всей рамкой. В этом можно убедиться, если использовать для определения направления ЭДС известное как правило правой руки.

Для этого надо ладонь правой руки расположить так, чтобы она была обращена в сторону северного полюса магнита, а большой отогнутый палец совпадал с направлением движения той стороны рамки, в которой мы хотим определить направление ЭДС. Тогда направление ЭДС в ней укажут вытянутые пальцы руки.

Для какого бы положения рамки мы ни определяли направление ЭДС в сторонах а и б, они всегда складываются и образуют общую ЭДС в рамке. При этом с каждым оборотом рамки направление общей ЭДС изменяется в ней на обратное, так как каждая из рабочих сторон рамки за один оборот проходит под разными полюсами магнита.

Величина ЭДС также изменяется, так как изменяется скорость, с которой стороны рамки пересекают силовые линии магнитного поля. Действительно, в то время, когда рамка подходит к своему вертикальному положению и проходит его, скорость пересечения силовых линий сторонами рамки бывает наибольшей, и в рамке индуктируется наибольшая ЭДС. В те моменты времени, когда рамка проходит свое горизонтальное положение, ее стороны как бы скользят вдоль магнитных силовых линий, не пересекая их, и ЭДС не индуктируется.

Таким образом, при равномерном вращении рамки в ней будет индуктироваться ЭДС, периодически изменяющаяся как по величине, так и по направлению. ЭДС, возникающую в рамке, можно измерить прибором и использовать для создания тока во внешней цепи. Используя явление электромагнитной индукции, можно получить переменную ЭДС и, следовательно, переменный ток.

Переменный ток для промышленных целей и для освещения вырабатывается мощными генераторами, приводимыми во вращение паровыми или водяными турбинами и двигателями внутреннего сгорания.

Графическое изображение переменного тока

Построение графиков переменных величин, меняющихся с течением времени, начинают с построения двух взаимно перпендикулярных линий, называемых осями графика. Затем на горизонтальной оси в определенном масштабе откладывают отрезки времени (или угол поворота рамки), а на вертикальной, также в некотором масштабе, — значения той величины, график которой собираются построить (ЭДС, напряжения или тока).

Полученная волнообразная кривая называется синусоидой, а ток, ЭДС или напряжение, изменяющиеся по такому закону, называются синусоидальными.

Синусоидальный характер изменения тока — самый распространенный в электротехнике, поэтому, говоря о переменном токе, в большинстве случаев имеют в виду синусоидальный ток.

Для сравнения различных переменных токов (ЭДС и напряжений) существуют величины, характеризующие тот или иной ток. Они называются параметрами переменного тока.

Переменный ток характеризуется периодом, амплитудой и частотой.

Промежуток времени, на протяжении которого совершается полный цикл изменения тока, называется периодом. Период обозначается буквой Т и измеряется в секундах.

Максимальное значение переменного тока (ЭДС или напряжения) называется его амплитудой или амплитудным значением тока. Общепринятые обозначения амплитуд тока, ЭДС и напряжения — Im, Em и Um.

Значение переменного тока (ЭДС, напряжения), соответствующее любому выбранному моменту времени, называется его мгновенным значением (i, u, е соответственно).

Мгновенное значение тока, как и амплитудное его значение, легко определить с помощью графика. Для этого из любой точки на горизонтальной оси, соответствующей интересующему нас моменту времени, проведем вертикальную линию до точки пересечения с кривой тока; полученный отрезок вертикальной прямой определит значение тока в данный момент, т. е. мгновенное его значение.

Число полных периодов, совершаемых током в 1 секунду, называется частотой переменного тока и обозначается латинской буквой f. Чтобы определить частоту переменного тока, т. е. узнать, сколько периодов своего изменения ток совершил в течение 1 секунды, необходимо 1 секунду разделить на время одного периода f = 1/T. Частота переменного тока измеряется единицей, называемой герцем.

При определении сопротивления различных цепей переменному току использовать еще одна вспомогательную величину, характеризующую переменный ток, так называемую угловую или круговую частоту.

Круговая частота обозначается буквой ω, измеряется в радианах и связана с частотой соотношением

ω = 2πf

В общем виде в момент времени t=0 мгновенное значение переменных величин можно записать в виде:

i = I_m sin ωt ,

u = U_m sin ωt,

е = Е_msin ωt.

При этом начальный период времени t=0 совпадает с нулевыми значениями функций. Но в общем случае на оси времени можно выбрать любой момент отсчета, тогда формулы мгновенных значений будут иметь вид:

i = I_m sin(ωt + φ_i),

u = U_m sin(ωt +φ_u),

е = Е_m sin(ωt +φ_е),

где φ_i,_{φu,φе – начальный фазовый угол или начальная фаза.}

Временно́й сдвиг между максимальными значениями в разных витках определяется разностью фаз:

Если для синусоидальных величин разность фаз равна ±π, то они противоположны по фазе, если начальные фазы одинаковые и их разность равна 0, то это означает. Что они совпадают по фазе.

При расчетах цепей переменного тока, а также при электрических измерениях неудобно пользоваться мгновенными или амплитудными значениями токов и напряжений из-за емких расчетов. Для этих целей ввели понятие действующих значений тока, напряжения.

Действующее значение переменного тока равно такому постоянному току, который, проходя через то же сопротивление, что и переменный ток, за то же время выделяет такое же количество энергии.

Электрические приборы показывают действующие значения переменных величин, которые обозначаются прописными буквами без индексов (I, U, Е).

; ;

Вопросы для самопроверки:

— Объясните понятие «переменный ток».

— Что такое амплитуда переменного тока?

— Что такое частота тока? Единицы измерения частоты?

— Что такое угловая частота? Единицы измерения угловой частоты?

— Что такое разность фаз?

— В чем разница между действующими и амплитудными значениями синусоидальных величин?

— Запишите и расшифруйте математическое выражение мгновенного синусоидального тока.

— Запишите и расшифруйте математическое выражение мгновенного синусоидального напряжения.

Практическая часть:

Пример 1. Определите угловую частоту, если частота сети равна 50Гц? 60Гц? 1кГц?

Пример 2. Амперметр показывает значение 10А. Определите амплитудное (максимальное) значение тока и запишите мгновенное значение тока (фазовый угол равен нулю).

Пример 3. Мгновенное значение напряжение равно u=282sin(ωt-47). Определить действующее значение и начальную фазу напряжения.

Урок 6

Тема урока: Элементы электрической цепи синусоидального тока.

Цель урока: расширение и обобщение знаний по теме, применение теоретических знаний на практике; развитие памяти и логики.

Теоретическая часть

На любом участке цепи переменного тока одновременно осуществляются необратимые процессы преобразования электрической энергии в другие виды и проявляется действие переменного электромагнитного поля.

При решении большинства электротехнических задач вводят допущения, которые позволяют раздельно учитывать каждое из явлений и упрощают задачу расчета электрических цепей переменного тока.

1. Цепь с идеальным резистивным элементом.

Рассмотрим, например, процессы, происходящие в обыкновенной лампе накаливания, включенной в сеть переменного тока. Между отдельными витками нити накаливания существует электрическая емкость, и нить обладает определенной индуктивностью, но они незначительны. Поэтому считают, что С=0 и L=0. В этом случае при анализе электрической цепи лампу называют идеальным резистивным элементом цепи с сопротивлением R.

Величина сопротивления переменному току больше, чем сопротивлению постоянному току, за счет неравномерного распределения тока в проводе (поверхностный эффект). Поэтому в отличие от сопротивления постоянному току сопротивление в цепи переменного тока называют активным сопротивлением. Активное сопротивление измеряется в омах.

Если напряжение u = U_msinωt),подключить к сопротивлению R, то через него протекает ток

Это показывает, что напряжение на сопротивлении и ток, протекающий через него, совпадают по фазе: .

Напряжение, совпадающее по фазе с током, называют активным напряжением и обозначают U_a.

2. Цепь с идеальным индуктивным элементом.

Примером идеального индуктивного элемента может служить индуктивная катушка. Электрическая энергия, выделяемая в катушке за счет нагрева провода обмотки, как правило, невелика, как и межвитковая емкость, и во многих практических случаях ими можно пренебречь (R=0, C=0). При принятых допущениях индуктивную катушку называют идеальным индуктивным элементом цепи или L-элементом.

Параметром идеального индуктивного элемента является индуктивность L, а энергетические процессы в нем определяются только явлениями, происходящими в магнитном поле.

Индуктивность — коэффициент пропорциональности между электрическим током, текущим в каком-либо замкнутом контуре, и магнитным потоком, создаваемым этим током через поверхность, краем которой является этот контур. На электрических схемах используют условные графические обозначения катушек индуктивностей, примеры которых приведены на рисунке.

Условные графические обозначения индуктивностей:

а – обозначение катушки индуктивности; б – с магнитодиэлектрическим сердечником;

в – с ферромагнитным сердечником

При прохождении электрического тока по катушке, ток создаст переменный магнитный поток Ф. Силовые линии этого потока, пересекая витки катушки, будут индуктировать в ней э.д.с. самоиндукции. По закону электромагнитной индукции

e_L=

Так как в цепи, куда включена индуктивность L, отсутствует активное сопротивление (рассматривается идеальная катушка индуктивности), то по второму закону Кирхгофа u+e_L=0, т. е. u = -e_L Следовательно, напряжение источника всегда равно по величине и противо-положно по направлению э. д. с. самоиндукции.

Если в формулу подставить значение тока и продифференцировать, то получим:

Обозначим величину ωL· равной амплитуде напряжения U_m. Тогда по закону Ома

Величину называют индуктивным сопротивлением, измеряют в Омах и обозначают

Так как , то начальную фазу напряжения можно представить как φ _u= φ _i+ 90 и, следовательно,

Выведенное соотношение показывает, что если в катушке протекает синусоидальный ток, то напряжение также имеет синусоидальный характер, но при этом оно опережает ток на четверть периода (90).

3. Цепь с идеальным емкостным элементом

Конденсатор – элемент электрической цепи, предназначенный для использования его ёмкости. В конденсаторе накапливается энергия электрического поля. Свойство элемента запасать электрический заряд характеризует ёмкость (С). Этот параметр является коэффициентом пропорциональности между зарядом q (Кл) и прикладываемым напряжением u (В).

q = C·u,

При изменении напряжения на конденсаторе изменяется заряд и возникает электрический ток

Идеализированный конденсатор обладает только ёмкостью С (R=0, L=0).

Рассмотрим электрические процессы в цепи с идеальным ёмкостным элементом. Пусть напряжение источника изменяется по закону u = Um·sinωt, (φ_u = 0).

В цепи возникает ток

 Из полученного выражения видно, что начальная фаза тока φ_i = . Угол сдвига фаз между напряжением и током составляет

Следовательно, синусоида напряжения на емкости отстаёт от синусоиды тока на угол 90. На практике, если в электрической цепи напряжение отстаёт по фазе от тока, говорят об ёмкостном характере нагрузки.

Амплитуда тока будет равна Im = ω·C·Um=.

Величину называют ёмкостным сопротивлением конденсатора и измеряют в Омах 

Xc=1/ ω•C =1/2πfC.

Итак, в цепях переменного тока выделяют следующие виды сопротивлений:

— активное (активным называют сопротивление резистора). Единицей измерения сопротивления является Ом. Сопротивление резистора не зависит от частоты сети.

— реактивное (индуктивное X_L и емкостное Х_С). Единицей измерения индуктивного и емкостного сопротивления также является Ом. Величина индуктивного сопротивления линейно зависит от частоты. А величина ёмкостного сопротивления обратнопропорциональна частоте сети. В цепях со смешанным соединением нагрузки (активной, индуктивной, ёмкостной) реактивным сопротивлением цепи называют величину

X = X_L — X_C.

Для того, чтобы найти общее сопротивление электрической цепи со смешанным соединением нагрузки используют понятие полного сопротивления цепи, которое определяется как

Вопросы для самопроверки:

— Объясните физический смысл активного сопротивления проводника переменному току по сравнению с сопротивлением проводника постоянному току?

— Что такое индуктивность катушки? От чего она зависит?

— Что понимается под действующим значением переменного синусоидального тока? Как его рассчитать через амплитудное значение тока?

— Опишите физические явления, наблюдаемые в резисторе в цепи переменного синусоидального тока?

— Запишите математическую связь между мгновенным напряжением, мгновенным током и активным сопротивлением?

— Запишите математические выражения мгновенного напряжения и тока на активном сопротивлении, приняв начальную фазу напряжения φ=45.

— Что понимается под углом сдвига фаз? Чему он равен на участке цепи с резистором? индуктивностью? ёмкостью?

— Как рассчитать индуктивное сопротивление идеальной катушки?

— Запишите математическое выражение мгновенного напряжения на индуктивном сопротивлении, приняв начальную фазу тока φ=45.

— Объясните физический смысл ёмкостного сопротивления. Как рассчитать ёмкостное сопротивление идеального конденсатора?

— Чему равен угол сдвига фаз в ёмкости?

— Что понимается под термином реактивное сопротивление? Как его определить?

— Как в сети переменного тока определяется полное сопротивление?

Практическая часть:

Пример 1. В цепи переменного тока к резистору подведено напряжение u=141sin(t-30)В. Сопротивление идеального резистора равно 100 Ом. Определить амплитуду и начальную фазу тока; записать мгновенное и действующее значение тока.

Пример 2. К идеальной катушке подведено напряжение u=141sin(t+73)В. Частота тока в сети равна 50Гц. Индуктивность катушки равна 12,7 мГн. Определить индуктивное сопротивление катушки, амплитуду и начальную фазу тока; записать мгновенное и действующее значение тока.

Пример 3. К идеальному конденсатору подведено напряжение u=282sin(t+30)В. Частота тока в сети равна 50Гц. Ёмкость конденсатора равна 159мкФ. Определить ёмкостное сопротивление конденсатора, амплитуду и начальную фазу тока; записать мгновенное и действующее значение тока.

Урок 7

Тема урока: Неразветвленные цепи переменного тока. Мощность цепи синусоидального тока. Коэффициент мощности.

Цель урока: получение практического навыка расчета элементов цепи переменного тока; расширение знаний о физических явлениях в реальной катушке и реальном конденсаторе.

Теоретическая часть

Рассмотрим более сложные варианты цепи, где последовательно с активным сопротивлением в цепь включено индуктивное и ёмкостное сопротивление.

1. Цепь с активно-индуктивным сопротивлением.

Фаза напряжения на индуктивном сопротивлении опережает фазу тока на 90°, а фаза напряжения на активном сопротивлении совпадает с фазой тока.

Полное сопротивление цепи с активным сопротивлением и индуктивностью

а) — схема цепи; б) — сдвиг фаз тока и напряжения; в) — треугольник напряжений; д) — треугольник сопротивлений

Произведем геометрическое сложение радиусов-векторов U_L и U_R. Результирующий вектор U_AB будет являеться гипотенузой прямоугольного треугольника. Из геометрии известно, что квадрат гипотенузы равен сумме квадратов катетов.

По закону Ома напряжение должно равняться силе тока, умноженной на сопротивление. Разделим обе части уравнение на

Извлекая квадратный корень из обеих частей этого равенства, получим,

Полное сопротивление можно находить не только путем вычисления, но и путем построения треугольника сопротивлений

2. Цепь с активно-ёмкостным сопротивлением.

Полное сопротивление такой цепи можно определить при помощи треугольника сопротивлений.

Полное сопротивление цепи с активным сопротивлением и емкостью

а) — схема цепи; б) — треугольник сопротивлений.

Разница между обоими случаями состоит лишь в том, что треугольник сопротивлений для активно-емкостной цепи будет повернут в другую сторону вследствие того, что ток в емкостной цепи не отстает от напряжения, а опережает его

В общем случае, когда цепь содержит все три вида сопротивлений, сначала определяется реактивное сопротивление этой цепи, а затем уже полное сопротивление цепи.

Полное сопротивление цепи содержащей R, L и C

а) — схема цепи; б) — треугольник сопротивлений.

Реактивное сопротивление этой цепи состоит из индуктивного и емкостного сопротивлений. Так как эти два вида реактивного сопротивления противоположны друг другу по своему характеру, то общее реактивное сопротивление цепи будет равно их разности

Общее реактивное сопротивление цепи может иметь индуктивный или емкостный характер, в зависимости от того, какое из этих двух сопротивлений преобладает.

Полное сопротивление цепи при параллельном соединении активного и реактивного сопротивления.

3. Параллельное соединение активного и реактивного элемента

Для того чтобы вычислить полное сопротивление цепи, составленной из активного и индуктивного сопротивлений, соединенных между собой параллельно, нужно сначала вычислить проводимость каждой из параллельных ветвей.

Полное сопротивление цепи при параллельном соединении активного и реактивных элементов

а) — параллельное соединение R и L; б) — параллельное соединение R и C.

Проводимость активной ветви, как известно, равна 1/R, аналогично проводимость индуктивной ветви равна 1/ωL , а полная проводимость равна 1/Z

Полная проводимость равна корню квадратному из суммы квадратов активной и реактивной проводимости, т. е.

откуда:

Нахождение полного сопротивления для этого случая может быть произведено и геометрическим путем. Для этого нужно построить в соответствующем масштабе треугольник сопротивлений, и затем произведение длин катетов разделить на длину гипотенузы. Полученный результат и будет соответствовать полному сопротивлению.

Аналогично случаю, рассмотренному выше, полное сопротивление при параллельном соединении R и С :

Мощность цепи синусоидального тока

Мгновенной мощностью называют произведение мгновенного напряжения на входе цепи на мгновенный ток.

Пусть мгновенные напряжение и ток определяются по формулам:

Тогда

Среднее арифметическое значение мощности за период называют активной мощностью и обозначают буквой P.

Эта мощность измеряется в ваттах и характеризует необратимое преобразование электрической энергии в другой вид энергии, например, в тепловую, световую и механическую энергию.

Возьмем реактивный элемент (индуктивность или емкость). Активная мощность в этом элементе , так как напряжение и ток в индуктивности или емкости различаются по фазе на 90. В реактивных элементах не происходит нагрева элементов. Происходит обратимый процесс в виде обмена электрической энергией между источником и приемником. Для качественной оценки интенсивности обмена энергией вводится понятие реактивной мощности Q.

Реактивная мощность, измеряемая в вольтамперах реактивных (Вар), расходуется на создание магнитного поля в индуктивности или электрического поля в емкости. Энергия, накопленная в емкости или в индуктивности, периодически возвращается источнику питания.

Полная мощность, измеряемая в вольтамперах, равна произведению действующих значений напряжения и тока:

, ВА

В соответствии с формулой , реактивная мощность может быть как положительной величиной (если нагрузка имеет активно-индуктивный характер), так и отрицательной (если нагрузка имеет активно-ёмкостный характер). Данное обстоятельство подчёркивает тот факт, что реактивная мощность не участвует в работе электрического тока. Когда устройство имеет положительную реактивную мощность, то принято говорить, что оно её потребляет, а когда отрицательную — то производит, но это чистая условность, связанная с тем, что большинство электропотребляющих устройств (например, асинхронные двигатели), а также чисто активная нагрузка, подключаемая через трансформатор, являются активно-индуктивными.

Синхронные генераторы, установленные на электрических станциях, могут как производить, так и потреблять реактивную мощность в зависимости от величины тока возбуждения, протекающего в обмотке ротора генератора. За счёт этой особенности синхронных электрических машин осуществляется регулирование заданного уровня напряжения сети. Для устранения перегрузок и повышения коэффициента мощности электрических установок осуществляется компенсация реактивной мощности.

Применение современных электрических измерительных преобразователей на микропроцессорной технике позволяет производить более точную оценку величины энергии возвращаемой от индуктивной и емкостной нагрузки в источник переменного напряжения.

Измерительные преобразователи реактивной мощности, использующие формулу , более просты и значительно дешевле измерительных преобразователей на микропроцессорной технике.

Коэффициент мощности и его экономическое значение

Коэффициент мощности — безразмерная физическая величина, характеризующая потребителя переменного электрического тока с точки зрения наличия в нагрузке реактивной составляющей. Коэффициент мощности показывает, насколько сдвигается по фазе переменный ток, протекающий через нагрузку, относительно приложенного к ней напряжения.

Численно коэффициент мощности равен косинусу этого фазового сдвига.

Значения коэффициента мощности электрических установок переменного тока различны. Электрические лампы обладают, главным образом, активным сопротивлением, поэтому при их включении сдвиг фаз между током и напряжением практически отсутствует. Следовательно, для осветительной нагрузки коэффициент мощности можно считать равным единице. Коэффициент мощности для двигателей переменного тока зависит от нагрузки. При номинальной расчетной нагрузке двигателя cosφ = 0,8-0,9, а у крупных двигателей даже выше. При недогрузке двигателей коэффициент мощности их резко снижается (при холостом ходе cosφ = 0,25-0,3).

Коэффициент мощности учитывают при проектировании электросетей. Низкий коэффициент мощности ведёт к увеличению доли потерь электроэнергии в электрической сети в общих потерях. Коэффициент мощности повышают различными способами. Основной из них — включение параллельно приемникам электрической энергии специальных устройств, называемых компенсаторами. В качестве последних чаще всего используют батареи конденсаторов.

Практическая часть

Задача. Катушка с активным сопротивлением R1=200 Ом и индуктивностью L=0,24 Гн соединена параллельно с конденсатором, активным сопротивлением R2=70 Ом и емкостью С=8*10^-6Ф и подключена к источнику переменного тока с частотой f=200 Гц и амплитудным значением напряжения Um=300 В. Определить действующее значение токов в каждой ветке и общее значение тока в цепи, полное сопротивление цепи, полную, активную и реактивную мощности. Построить векторную диаграмму тока и напряжения.

Определение переменный ток общее значение и понятие. Что это такое переменный ток

Прежде чем установить значение термина переменный ток, необходимо выяснить этимологическое происхождение двух слов, которые его формируют:
— Ток происходит от латыни, именно от «токов, токов», что можно перевести как «тот, кто бежит». Это результат суммирования двух четко разделенных компонентов: глагола «currere», который является синонимом слова «running», и суффикса «-nte», что означает «агент».
-Альтерна, с другой стороны, также происходит от латыни. В его случае это происходит от слова «alternus», которое является синонимом слова «последовательно следовать». Он образован из объединения трех частей: «алиус», что означает «другой»; контрастный суффикс «-ter» и суффикс «-no», который используется для обозначения принадлежности.

Чтобы понять, что такое переменный ток, мы должны сначала понять некоторые основные понятия, связанные с электричеством .

Субатомные частицы, такие как протоны и электроны, имеют электрический заряд, физическое свойство, которое проявляется силами отталкивания и притяжения, которые существуют между ними. Поток электрических зарядов через проводник называется электрическим током .

Если течение электрического тока время от времени изменяется в направлении, мы говорим об переменном токе . С другой стороны, когда чувство остается постоянным, несмотря на течение времени, это постоянный ток .

Также известный как CA по своим инициалам или как AC по английскому выражению переменного тока, переменный ток имеет тенденцию колебаться синусоидальным образом, что позволяет повысить эффективность передачи энергии . Однако есть и другие колебания: квадратные, треугольные и т. Д.

Распределение электроэнергии по домам и предприятиям обычно осуществляется с помощью переменного тока. Это потому, что его преобразование проще по отношению к постоянному току. С устройством, известным как трансформатор, напряжение переменного тока может быть эффективно и легко увеличено.

Трансформатор в этом кадре может увеличивать напряжение и генерировать высокое напряжение, в то время как интенсивность тока уменьшается. Таким образом, энергия может быть распределена на большие расстояния с низкой интенсивностью тока и, следовательно, с низкими потерями. Когда он достигает места потребления, напряжение может быть снова уменьшено для безопасного использования электричества.

В дополнение ко всему вышесказанному, мы не можем игнорировать еще одну серию интересных данных об переменном токе, таких как эти:
— Это ток, который мы можем найти в доме вилки.
— Легче всего генерировать, а также переносить с одной стороны на другую. Следовательно, это тоже самое обычное.
— Считается, что в переменном токе интенсивность приблизительно меняет направление циркуляции примерно в 50 раз в секунду.
-В момент проведения расчетов с переменным током релевантным становится ряд важных значений, таких как максимальное значение, пиковое значение или также пиковое значение, мгновенное значение, эффективное значение, пиковое значение …

Понятие о постоянном и переменном токе. Переменный ток и постоянный ток: отличие

Июл 22 2017

Изначально люди вообще не знали, что такое ток. Был просто статический заряд, но никто не понимал и не осознавал самой природы электричества.

Понадобились долгие века, пока Кулон разработал свою теорию, а немецкий священник фон Клейн обнаружил, что банка может запасать энергию.

К тому времени, как Ван де Грааф создал свой первый генератор, каждый уже знал, в чем отличие постоянного тока от переменного. А теперь пришла пора и наших читателей обрести для личного пользования эти сведения.

Когда Господь убедился, что бесполезно пугать стадо баранов молниями и громом, он решил продвигать историю несколько другим путём.

В результате человеческое общество пыталось произвести людей путём:

• Занятий физической культурой.
• Развитием искусства.
• Логикой, положившей начало всем наукам.

Так постепенно, шаг за шагом, из зверей получилось нечто более разумное. Сегодня, например, многих шокирует, что в США полицейский может грубо обойтись с негритянкой при аресте, а каких-нибудь 100-200 лет назад африканцев вешали штабелями и считали это примером для подражания.

Нужно сказать, что нравственное развитие общества началось именно в последние десятилетия, когда общество открыто признало фашистов преступниками и начало проповедовать и внедрять так называемые права человека. Наука же развилась гораздо ранее.

Издревле, к примеру, люди видели, что кристалл турмалина притягивает пепел.

Почему так происходит? Следует сказать, что свойства пьезоэлектричества были впервые описаны именно на примере турмалина.

В начала 19-го века было показано, что кристалл, будучи нагрет, приобретает электрический заряд.

За счёт того, что произошла деформация, образовались два полюса:

• Южный (аналогический).
• Северный (антилогический).

Причём, если температура после нагрева остаётся постоянной, то электричество исчезает. Затем появление полюсов наблюдается уже при охлаждении.

Иначе говоря, кристалл турмалина при изменении температуры вырабатывает электричество.

Дальнейшие исследования показали, что размер потенциала зависит от:

1. Поперечного сечения кристалла (среза поперёк полюсов).
2. Разницы температур.

Прочие же факторы никакого влияния на величину заряда не оказывают.

Благодаря чему это происходит? Данное явление получило название пироэлектричества. Являясь диэлектриком, турмалин потихоньку заряжался от тока, текущего внутри. А заряд оставался на месте (определённые участки поверхности) из-за изолирующих свойств.

Таким образом, пока не замкнуть полюса турмалина проводником, кристалл будет копить заряд по мере изменения температуры. Линию, объединяющую полюса назвали пироэлектрической осью.

Пьезоэлектричество было открыто известной парой Кюри на основе того же турмалина в 1880 году.

Было понятно, что при изменении размеров кристалла будут вырабатываться заряды, осталось только придумать методику для проведения опыта.

Кюри использовал для этого статическое давление обычной массы.

Понятно, что весь эксперимент проводится на изолирующей поверхности.

Так например, масса в 1 кг вызывает появление в кристалле турмалина электрического заряда порядка пяти сотых статических единиц.

Как появляется электрический ток

Любопытно, что стройная теория по данному вопросу ещё не создана. Для нас же важно то, что в природе существуют заряды, и разными методами можно их получать.

Во время грозы это получается за счёт сил трения воздушных масс, молекул влаги и некоторых других явлений.

Земля заряжена отрицательно, и вверх постоянно течёт ток через атмосферу.

То есть током называется движение носителей заряда в силу каких-либо причин. И одной из них является разница потенциалов – перепад в уровне носителей между двумя точками пространства.

Можно сравнить это с напором воды. И как только преграда устраняется, поток хлынет в том направлении, где меньше давление.

Теперь возьмём аналогию с кристаллом турмалина

Допустим, появились на его концах заряды, что делать дальше? Нужно вызвать движение, например, медной жилкой провода.

Объединим полюса, и потечёт электрический ток. Движение носителей будет продолжаться до тех пор, пока потенциал не уравняется.

При этом кристалл разряжается. Но постоянный у нас в этом случае ток или переменный? В данном случае нельзя ничего подобного сказать о ходе процесса.

Переменный и постоянный ток являются физическими идеалами, а используются в силу относительной простоты получения математических моделей и управления при помощи них технологическим оборудованием.

Что представляют собой означенные выше понятия?

1. Под постоянным током понимается такой, когда носители текут в одном направлении.

Это не значит, что их количество через сечение среды одинаково. Нет. В более широком смысле постоянным (выпрямленным) током называется именно движения носителей заряда в одном направлении.

Но исходное понятие именно в физике требует более строгих услови

Ток должен быть образован именно постоянным количеством носителей, движущихся в одном направлении.

Причём носители эти положительные (что противоречит практике, где в качестве таковых рассматриваются электроны по большей части).

2. Переменным током называется не просто тот, где носители двигаются то в одном, то в другом направлении, а делают это в такт.

То есть половину периода волна бежит влево, а вторую вправо.

Это образно говоря. Плотность носителей меняется по закону синусоиды.

Собственно, это и есть график, отображающий поведение процесса. В точках перехода через нуль ток отсутствует вовсе.

И происходит это в нашей сети 100 раз в секунду. Следовательно, половина периода выпадает на движение носителей в положительном направлении, а вторая – в отрицательном.

Всего полных циклов в секунду образуется 50, что и соответствует сетевой частоте 50 Гц.

Как дело обстоит на самом деле с электрическим током

На практике форма тока (зависимость плотности зарядов от времени) не является синусоидальной. По разным причинам вид графика искажается.

Это, например, происходит при запуске оборудования и остановке, из-за наведённых помех различной природы.

Таким образом, форма переменного и постоянного тока искажается. Причём давно установлено, что это вредит аппаратуре.

Поскольку для борьбы с подобной напастью требовались какие-то методы, то математики придумали так называемый спектральный анализ.

Многие слышали о чем-то подобном на фондовом рынке, но в данном случае речь скорее о другом: учёные ищут математическую модель, которая относительно легко бы поддавалась расчёту и предсказанию результатов.

Такой способ действительно был найден, и имя ему – спектральный анализ. В этом случае колебание любой формы можно представить в виде суммы с различным удельным весом простейших синусоид разной частоты.

Получается, что по цепи двигается одновременно много-много составляющих. И целом они дают ток.

Причём не обязательно все составляющие двигаются туда же, куда и основная масса.

Можно это представить, как группу муравьёв, каждый из которых тащит в свою сторону, а результирующий эффект заставляет груз перемещаться лишь в одну.

Мы полагаем, нашим читателям это только забьёт голову.

Поэтому, упомянем, что помимо коэффициента (амплитуды) каждая составляющая обладает и фазой (направлением), а именуется гармоникой.

Так вот, каскады техники устроены так, чтобы полезные частоты (прежде всего 50 Гц) проходили внутрь прибора, а все прочее уходило на землю.

Это и есть тот признак для решения проблемы, о которой мы говорили в начале. Любое колебание можно представить в виде набора полезных и вредных сигналов и, исходя из этого, аппаратуру конструировать надлежащим образом.

Например, на этом принципе работают все приёмники: они избирательно пропускают только ток нужной частоты. За счёт этого удаётся отрезать помехи, а волна передаётся с минимальными искажениями на большие расстояния.

Мы могли бы долго говорить на эту тему, но пришла пора привести примеры того, где используются виды токов.

Примеры использования переменного и постоянного тока

Но, в общем и целом, происходит это достаточно плавно. А ток течёт в одном направлении и имеет примерно постоянную плотность.

Аналогично работают:

1. Аккумулятор сотового телефона.
2. Батарейка любого типа.
3. Аккумулятор питания ноутбуков.

Но это все ёмкости, а как же генераторы?

В природе источников постоянного тока за исключением матушки-Земли не имеется.

Человеку гораздо удобнее создавать роторы, которые вращаясь с некоторой частотой, создают условия для образования в катушках статора переменного электрического тока.

Затем промышленная частота 50 Гц проходит по проводам и через подстанцию подаётся на потребителя.

Как бы то ни было, источником постоянного тока можно считать адаптеры. Это устройства, которые выполняют преобразование переменного тока в постоянный.

Допустим, у сотовых телефонов это обычно порядка +5 В, тогда как для мобильных раций существует большой разброс.

В общем и целом нужно понимать, что устройство постоянного тока может функционировать только от того номинала, для которого сконструировано.

В противном случае, либо работоспособность нарушается, либо – при больших отклонениях – возможен полный выход из строя.

Это касается и переменного, и постоянного тока.

Теперь пришла пора сказать, что в промышленности преобразование постоянного тока в переменный и обратно не практикуется.

Из соображений экономии все двигатели работают от трёх фаз. Каждая из них является переменным током частоты 50 Гц.

Но мы говорили выше, что у каждой гармоники имеется фаза. В нашем случае она равна 120 градусов. А круг образуется за счёт 360 градусов. Получается, что все три фазы равно отстоят друг от друга.

Содержание:

Не первое десятилетие продолжаются споры, какой же вид тока опаснее — переменный или постоянный. Одни утверждают, что именно выправленное напряжение несет большую угрозу, другие искренне убеждены, что синусоида переменного тока, совпав по амплитуде с биением человеческого сердца, останавливает его. Но, как всегда бывает в жизни, сколько людей — столько и мнений. А потому, стоит взглянуть на этот вопрос чисто с научной точки зрения. Но сделать это стоит языком, понятным даже для чайников, т.к. не у каждого имеется электротехническое образование. При этом, наверняка любому хочется узнать происхождение постоянного и переменного тока.

С чего же стоит начать? Да, наверное, с определений — что же такое электричество, почему его называют переменным либо постоянным, какой из этих видов опаснее и почему.

Большинству известно, что постоянный ток можно получить от различных блоков или элементов питания, а переменный поступает в квартиры и помещения посредством электросети и благодаря ему работают бытовые электроприборы и освещение. Но мало кто задумывался, почему одно напряжение позволяет получить другое и для чего это нужно.

Имеет смысл ответить на все возникшие вопросы.

Что такое электрический ток?

Электрическим током называют постоянную или переменную величину, которая возникает на основе направленного или упорядоченного движения, создаваемого заряженными частицами — в металлах это электроны, в электролите — ионы, а в газе — и те, и другие. Иными словами, говорят, что электрический ток «течет» по проводам.

Некоторые ошибочно полагают, что каждый заряженный электрон двигается по проводнику от источника до потребителя. Это не так. Он лишь передает заряд на соседние электроны, сам оставаясь на месте. Т.е. его движение хаотично, но микроскопично. Ну а уже сам заряд, двигаясь по проводнику, достигает потребителя.

Электрический ток имеет такие параметры измерения, как: напряжение, т.е. его величина, измеряющаяся в вольтах (В) и сила тока, которая измеряется в амперах (А). Что очень важно, при трансформации, т. е. уменьшении или увеличении при помощи специальных устройств, одна величина воздействует на другую обратно пропорционально. Это значит, что уменьшив напряжение посредством обычного трансформатора, добиваются увеличения силы тока и наоборот.

Ток постоянный и переменный

Первое, что следует понять — это разницу между постоянным и переменным током. Дело в том, что переменный ток не только проще получить, хотя это тоже немаловажно. Его характеристики позволяют передачу на любые расстояния по проводникам с наименьшими потерями, особенно при более высоком напряжении и меньшей его силе. Именно поэтому линии электропередач между городами являются высоковольтными. А уже в населенных пунктах ток трансформируется в более низкое напряжение.

А вот постоянный ток очень просто получить из переменного, для чего используют разнонаправленные диоды (т.н. диодный мост). Дело в том, что переменный ток (АС), вернее частота его колебаний, представляет собой синусоиду, которая, проходя через выпрямитель, теряет часть колебаний. Тем самым на выходе получается постоянное напряжение (АС), не имеющее частоты.

Имеет смысл конкретизировать, чем же, все-таки, они отличаются.

Различия токов

Конечно же, главным различием переменного и постоянного тока является возможность переправки DC на большое расстояние. При этом, если таким же путем переправить постоянный ток, его просто не останется. По причине разности потенциалов он израсходуется. Так же стоит отметить то, что преобразовать в переменный очень сложно, в то время как в обратном порядке подобное действие вполне легко выполнимо.

Намного экономичнее преобразование электричества в механическую энергию именно при помощи двигателей, работающих от АС, хотя и имеются области, в которых возможно применение механизмов только прямого тока.

Ну и последнее по очереди, но не по смыслу — все-таки переменный ток безопаснее для людей. Именно по этой причине все приборы, используемые в быту и работающие от DC, являются слаботочными. А вот совсем отказаться от применения более опасного в пользу другого никак не получится именно по указанным выше причинам.

Все изложенное приводит к обобщенному ответу на вопрос, чем отличается переменный ток от постоянного — это характеристики, которые и влияют на выбор того или иного источника питания в определенной сфере.

Передача тока на большие расстояния

У некоторых людей возникает вопрос, на который выше был дан поверхностный ответ: почему по линиям электропередач (ЛЭП) приходит очень высокое напряжение? Если не знать всех тонкостей электротехники, то можно согласиться с этим вопросом. Действительно, ведь если бы по ЛЭП приходило напряжение в 380 В, то не пришлось бы устанавливать дорогостоящие трансформаторные подстанции. Да и на их обслуживание тратиться не пришлось бы, разве не так? Оказывается, что нет.

Дело в том, что сечение проводника, по которому протекает электричество, зависит только от силы тока и от его потребляемой мощности и совершенно в стороне от этого остается напряжение. А это значит, что при силе тока в 2 А и напряжении в 25 000 В можно использовать тот же провод, как и для 220 В с теми же 2 А. Так что же из этого следует?

Здесь необходимо вернуться к закону обратной пропорциональности — при трансформации тока, т.е. увеличении напряжения, уменьшается сила тока и наоборот. Таким образом, высоковольтный ток отправляется к трансформаторной подстанции по более тонким проводам, что обеспечивает и меньшие потери при передаче.

Особенности передачи

Как раз в потерях и состоит ответ на вопрос, почему невозможно передать постоянный ток на большие расстояния. Если рассмотреть DC под этим углом, то именно по этой причине через небольшой отрезок расстояния электроэнергии в проводнике не останется. Но главное здесь не энергопотери, а их непосредственная причина, которая заключается, опять же, в одной из характеристик AC и DC.

Дело в том, что частота переменного тока в электрических сетях общего пользования в России — 50 Гц (герц). Это означает амплитуду колебания заряда между положительным и отрицательным, равную 50 изменений в секунду. Говоря простым языком, каждую 1/50 с. заряд меняет свою полярность, в этом и заключается отличие постоянного тока — в нем колебания практически либо совершенно отсутствуют. Именно по этой причине DC расходуется сам по себе, протекая через длинный проводник. Кстати, частота колебаний, к примеру, в США отличается от российской и составляет 60 Гц.

Генерирование

Очень интересен вопрос и о том, как же генерируется постоянный и переменный ток. Конечно, вырабатывать можно как один, так и другой, но здесь встает проблема размеров и затрат. Дело в том, что если для примера взять обычный автомобиль, ведь куда проще было бы поставить на него генератор постоянного тока, исключив из схемы диодный мост. Но тут появляется загвоздка.

Если убрать из автомобильного генератора выпрямитель, вроде бы должен уменьшиться и объем, но этого не произойдет. А причина тому — габариты генератора постоянного тока. К тому же и стоимость при этом существенно увеличится, потому и применяются переменные генераторы.

Вот и получается, что генерировать DC намного менее выгодно, чем АС, и тому есть конкретное доказательство.

Два великих изобретателя в свое время начали так называемую «войну токов», которая закончилась только лишь в 2007 году. А противниками в ней были Никола Тесла совместно с Джорджем Вестингауз ом, ярые сторонники переменного напряжения, и Томас Эдисон, который стоял за применение повсеместно постоянного тока. Так вот, в 2007 году город Нью-Йорк полностью перешел на сторону Теслы, ознаменовав тем самым его победу. На этом стоит немного подробнее остановиться.

История

Компания Томаса Эдисона, которая называлась «Эдисон Электрик Лайт», была основана в конце 70-х годов XIX века. Тогда, во времена свечей, керосиновых ламп и газового освещения лампы накаливания, выпускаемые Эдисоном, могли работать непрерывно 12 часов. И хотя сейчас этого может показаться до смешного мало — это был настоящий прорыв. Но уже в 1880-е годы компания смогла не только запатентовать производство и передачу постоянного тока по трехпроводной системе (это были «ноль», «+110 В» и «-110 В»), но и представить лампу накаливания с ресурсом в 1200 часов.

Именно тогда и родилась фраза Томаса Эдисона, которая впоследствии стала известна всему миру, — «Мы сделаем электрическое освещение настолько дешевым, что только богачи будут жечь свечи».

Ну а уже к 1887-му в Соединенных Штатах успешно функционирует больше 100 электростанций, которые вырабатывают постоянный ток и где используется для передачи именно трехпроводная система, которая применяется в целях хотя бы небольшого снижения потерь электроэнергии.

А вот ученый в области физики и математики Джордж Вестингауз после ознакомления с патентом Эдисона нашел одну очень неприятную деталь — это была огромная потеря энергии при передаче. В то время уже существовали генераторы переменного тока, которые не пользовались популярностью по причине оборудования, которое бы на подобной энергии работало. В то время талантливый инженер Никола Тесла еще работал у Эдисона в компании, но однажды, когда ему было в очередной раз отказано в повышении зарплаты, Тесла не выдерживал и ушел работать к конкуренту, которым являлся Вестингауз. На новом месте Никола (в 1988 году) создает первый прибор учета электроэнергии.

Именно с этого момента и начинается та самая «война токов».

Выводы

Попробуем обобщить изложенную информацию. На сегодняшний день невозможно представить пользование (как в быту, так и на производствах) каким-то одним из видов электричества — практически везде присутствует и постоянный, и переменный ток. Ведь где-то необходим постоянный, но его передача на дальние расстояния невозможна, а где-то переменный.

Конечно, доказано, что АС намного безопаснее, но как быть с приборами, помогающими экономить электроэнергию во много раз, в то время как они могут работать только на DC?

Именно по этим причинам сейчас токи «мирно сосуществуют» в нашей жизни, закончив «войну», которая продлилась более 100 лет. Единственное, что не стоит забывать — насколько бы одно ни было безопаснее другого (постоянное, переменное напряжение — не важно), оно может нанести огромный вред организму, вплоть до летального исхода.

И именно поэтому при работе с напряжением необходимо тщательно соблюдать все нормы и правила безопасности и не забывать про внимательность и аккуратность. Ведь, как говорил Никола Тесла, электричества не стоит бояться, его стоит уважать.

Электрическим током называют направленное, упорядоченное движение заряженных частиц.

Постоянный ток имеет устойчивые свойства и направление движения заряженных частиц, которые не изменяются со временем. Он используется многими электрическими устройствами в домах, а также в автомобилях. От постоянного тока работают современные компьютеры, ноутбуки, телевизоры и многие другие устройства. Для преобразования переменного тока в постоянный используются специальные блоки питания и трансформаторы напряжения .

Все электрические устройства и электрические инструменты, работающие от батарей и аккумуляторов считаются потребителями постоянного тока, так как батарея – это источник постоянного тока, который может быть преобразован в переменный с помощью инверторов.

Разница переменного тока от постоянного

Переменным называют электрический ток, который может изменяться по направлению движения заряженных частиц и величине с течением времени. Важнейшими параметрами переменного тока считаются его частота и напряжение. В современных электрических сетях на разных объектах используется именно переменный ток, имеющий определенное напряжение и частоту. В России в бытовых электросетях ток имеет напряжение 220 В и частоту равную 50 Гц. Частота электрического переменного тока – это число изменений направления движения заряженных частиц за 1 секунду, то есть, при частоте в 50 Гц он меняет направление 50 раз в секунду. Таким образом, отличие переменного тока от постоянного заключается в том, что в переменном заряженные частицы могут менять направление движения.

Источниками переменного тока на объектах различного назначения являются розетки . К розеткам мы подключаем различные бытовые приборы, получающие необходимое напряжение. Переменный ток используется в электрических сетях потому, что величина напряжения может быть преобразована до необходимых значений с помощью трансформаторного оборудования с минимальными потерями. Другими словами, его гораздо проще и дешевле транспортировать от источников электроснабжения до конечных потребителей.

Передача переменного тока потребителям

Путь переменного тока начинается с электростанций, на которых устанавливаются мощнейшие электрические генераторы, из которых выходит электрический ток с напряжением на уровне 220-330 кВ. Через электрические кабели ток идет к трансформаторным подстанциям, устанавливаемым в непосредственной близости от объектов электрического потребления – домов, квартир, предприятий и других сооружений.

Подстанции получают электрический ток с напряжением около 10 кВ и преобразуют его в трехфазное напряжение 380 В. В некоторых случаях на питание объектов идет ток с напряжением 380 В, этого требуют мощные бытовые и производственные приборы, но чаще всего в месте ввода электричества в дом или квартиру, напряжение снижается до привычных нам 220 В.

Преобразование переменного тока в постоянный

Мы уже разобрались с тем, что в розетках бытовых электрических систем находится переменный ток, однако многие современные потребители электричества нуждаются в постоянном. Преобразование переменного тока в постоянный осуществляется с помощью специальных выпрямителей. Весь процесс преобразования включает в себя три этапа:

1. Подключение диодного моста с 4-мя диодами необходимой мощности. Такой мост может «срезать» верхние значения синусоид переменного тока или делать движение заряженных частиц однонаправленным.
2. Подключение сглаживающего фильтра или специального конденсатора на выход с диодного моста. Фильтр способен исправить провалы между пиками синусоид переменного тока. Подключение конденсатора серьезно уменьшает пульсации и может довести их до минимальных значений.
3. Подключение стабилизаторов напряжения для снижения пульсаций.

Преобразование тока может осуществляться в обоих направлениях, то есть, из постоянного тоже можно сделать переменный. Но этот процесс значительно сложнее и осуществляется он за счет использования специальных инверторов, которые отличаются высокой стоимостью.

Понятие об электрическом токе

Электрическим током называется упорядоченный поток отрицательно заряженных элементарных частиц – электронов. Электрический ток необходим для освещения домов и улиц, обеспечения работоспособности бытовой и производственной техники, движения городского и магистрального электротранспорта и.т.п.

Электрический ток

 

 

 

• Rн – сопротивление нагрузки
• A – индикатор
• К – коммутатор цепи

Ток – количество зарядов прошедших в единицу времени через поперечное сечение проводника.

Исторически принято считать, что ток в замкнутой цепи, движется от положительного, к отрицательному полюсу источника питания.

• I – сила тока
• q – количество электричества
• t – время

Единицу силы тока называют амперам А, по имени французского учёного Ампера.

1А = 103мА = 106мкА

Плотность электрического тока

Электрическому току присущ ряд физических характеристик, имеющих количественные значения, выражаемые в определенных единицах. Основными физическими характеристиками электротока являются его сила и мощность. Сила тока количественно выражается в амперах, а мощность тока – в ваттах. Не менее важной физической величиной считается векторная характеристика электрического тока, или плотность тока. В частности, понятием плотности тока пользуются при проектировании линий электропередач.

• J – плотность электрического тока А / ММ2
• S – площадь поперечного сечения
• I – ток

Постоянный и переменный ток

Электропитание всех электрических устройств осуществляется постоянным либо переменным током.

Электрический ток, направление и значение которого не меняются, называется постоянным.

Электрический ток, направление и значение которого способны изменяться называется переменным.

Электропитание многих электротехнических устройств осуществляется переменным током, изменение которого графически представлено в виде синусоиды.

Использование электрического тока

Можно с уверенностью констатировать, что самым великим достижением человечества является открытие электрического тока и его использование. От электрического тока зависят тепло и свет в домах, поступление информации из внешнего мира, общение людей, находящихся в различных точках планеты, и многое другое.

Современную жизнь невозможно представить без повсеместного наличия электричества. Электричество присутствует абсолютно во всех сферах жизнедеятельности людей: в промышленности и сельском хозяйстве, в науке и космосе.

Электричество также является неизменной составляющей повседневного быта человека. Такое повсеместное распространение электричества стало возможным благодаря его уникальным свойствам. Электрическая энергия может мгновенно передаваться на огромные расстояния и преобразовываться в различные виды энергий иного генезиса.

Основными потребителями электрической энергии являются промышленная и производственная сферы. При помощи электроэнергии приводятся в действие различные механизмы и устройства, осуществляются многоэтапные технологические процессы.

Невозможно переоценить роль электроэнергии в обеспечении работы транспорта. Практически полностью электрифицирован железнодорожный транспорт. Электрификация железнодорожного транспорта сыграла значительную роль в обеспечении пропускной способности дорог, увеличении скорости передвижения, снижении себестоимости пассажироперевозок, решении проблемы экономии топлива.

Наличие электричества является непременным условием обеспечения комфортных условий жизни людей. Вся бытовая техника: телевизоры, стиральные машины, микроволновые печи, нагревательные приборы – нашла свое место в жизни человека только благодаря развитию электротехнического производства.

Главенствующая роль электроэнергии в развитии цивилизации неоспорима. Нет такой области в жизни человечества, которая обходилась бы без потребления электрической энергии и альтернативу которой могла бы составить мускульная сила.

переменный ток

читать далее…

Поэтому, наша обыкновенная лампочка(или, например, обогревательный прибор)будет одинаково работать как при переменном напряжении, изменяющегося от нуля до 310В, так и при постоянном напряжении 220В. А 12-вольтовая лампочка будет одинаково светить как от источника переменного напряжения величиной 12В(изменяющегося от нуля до 16,8В), так и от любой батарейки или аккумулятора(а они являются, как известно, источниками постоянного напряжения). Итак, запомните!!!

1)электрический ток(напряжение), который периодически изменяет свое направление и величину, называется переменным током. Любой переменный ток характеризуется в основном своей частотой, амплитудой и действующим значением;

2)приборы, предназначенные для измерения переменного тока, показывают его действующее значение;

3)напряжение измеряют вольтметром(или комбинированным прибором — авометром), ток — амперметром(или комбинированным прибором — авометром). Также ток можно измерять так называемыми токовыми клещами. Служат они для бесконтактного измерения тока — рабочая часть прибора образует кольцо вокруг измеряемого провода и по величине электромагнитного поля, действующего на рабочую часть прибора, выводится информация на его небольшой дисплей о величине протекающего тока. Авометр — это комбинированный прибор(его в простонародье еще называют просто тестером), который полностью в своем техпаспорте называется ампервольтомметром и служит для измерения и тока, и напряжения, и сопротивлений. А цифровые модели могут измерять и частоту напряжения(тока), и емкости конденсаторов и другие вещи — это уж как задумает разработчик;

4)зная значение(действующее) переменного напряжения, всегда можно узнать его максимальное значение(не забудьте — оно меняется по синусоидальному закону). А связь здесь такая —

Umax = 1,4U, где U — действующее значение, а Umax — максимальное значение(амплитуда)… На этом пока всё!

Аксессуары для легковых и грузовых автомобилей рядом с Миннеаполисом

Почему следует выбирать автомобильную промышленность

Concepts, расположенный в New Hope и обслуживающий

Миннеаполис, Миннесота.

Десятилетия опыта и роста сделали компанию Automotive Concepts крупнейшим в Верхнем Среднем Западе поставщиком запчастей для автомобильных аксессуаров, ежегодно обслуживающим 8000 автомобилей, внедорожников, грузовиков, квадроциклов, лодок и мотоциклов. Наш обширный ассортимент услуг, выполняемых творческими и преданными своему делу техническими специалистами, поможет вам превратить любой автомобиль в уникальный, уникальный для вас.Кроме того, наш современный объект включает 30 000 квадратных футов пространства для обслуживания и ремонта вашего автомобиля и поддержания его в рабочем состоянии.

Наши автомобильные услуги

Независимо от того, нужна ли вам полная реставрация классического автомобиля или вы израсходовали рекомендованный цикл обслуживания вашего автомобиля, компания Automotive Concepts поможет вам. Мы обслуживаем все марки и модели, в том числе отечественные и импортные автомобили. Ознакомьтесь с некоторыми из предлагаемых нами продуктов и услуг ниже: Мы также предлагаем кастомизацию автомобилей. Благодаря упорному труду и творчеству наших автомобильных техников мы можем помочь превратить автомобиль вашей мечты в реальность.

Запчасти и аксессуары для вторичного рынка

Компания Automotive Concepts гордится своей способностью предлагать широкий спектр запчастей для вторичного рынка, чтобы настроить ваш автомобиль по своему усмотрению. Мы можем усилить вашу стереосистему, чтобы вы действительно почувствовали этот бас, установить дистанционный стартер, чтобы салон вашего автомобиля был красивым и поджаренным еще до того, как вы даже войдете внутрь, и добавим дополнительные функции безопасности, чтобы защитить ваш автомобиль от повреждений (и предупредить вас о том, что любые гнусные поступки). Но мы фокусируемся не только на электронике.Посмотрите, как мы можем настроить ваш автомобиль: Если вы хотите улучшить интерьер, экстерьер или характеристики вашего автомобиля, компания Automotive Concepts поможет вам спланировать, спроектировать и установить. Кроме того, ни один из продуктов, которые мы устанавливаем, никогда не аннулирует гарантию вашего производителя. Свяжитесь с нами сегодня Если вы готовы воплотить этот автомобиль в своей мечте и отправиться в путь, свяжитесь с Automotive Concepts прямо сейчас. Находится в Нью-Хоупе и обслуживает Миннеаполис и Сент-Пол, Миннесота. Позвоните нам по телефону 763-535-2181 или отправьте нам сообщение.

Центральное кондиционирование | Министерство энергетики

Центральные кондиционеры более эффективны, чем комнатные. Кроме того, они не мешают работе, бесшумны и удобны в эксплуатации. Чтобы сэкономить энергию и деньги, вы должны попытаться купить энергоэффективный кондиционер и снизить потребление энергии центральным кондиционером. В доме среднего размера кондиционер потребляет более 2000 киловатт-часов электроэнергии в год, в результате чего электростанции выбрасывают около 3500 фунтов диоксида углерода и 31 фунт диоксида серы.

Если вы подумываете о добавлении центрального кондиционирования воздуха в свой дом, решающим фактором может быть необходимость в установке воздуховодов.

Наиболее эффективные кондиционеры используют на 30-50% меньше энергии для обеспечения того же количества охлаждения, что и кондиционеры середины 1970-х годов. Даже если вашему кондиционеру всего 10 лет, вы можете сэкономить от 20% до 40% затрат на охлаждение, заменив его более новой, более эффективной моделью.

Правильный выбор размеров и установка являются ключевыми элементами в определении эффективности кондиционера.Слишком большой блок не может адекватно отводить влагу. Слишком маленький блок не сможет достичь комфортной температуры в самые жаркие дни. Неправильное расположение агрегата, отсутствие изоляции и неправильная установка воздуховодов могут значительно снизить эффективность.

Покупая кондиционер, ищите модель с высоким КПД. Центральные кондиционеры оцениваются в соответствии с их сезонным коэффициентом энергоэффективности (SEER). SEER указывает относительное количество энергии, необходимое для обеспечения определенной мощности охлаждения.Многие новые системы имеют рейтинг SEER до 26.

Если у вас старый кондиционер, подумайте о покупке энергоэффективной модели. Ищите ярлыки ENERGY STAR® и EnergyGuide — соответствующие центральные блоки примерно на 15% эффективнее стандартных моделей. Новые стандарты для бытовых центральных кондиционеров вступили в силу 1 января 2015 г .; см. подробности в стандартах эффективности для центральных кондиционеров и рассмотрите возможность приобретения системы с более высоким значением SEER, чем минимальный, для большей экономии.

Стандарты не требуют, чтобы вы меняли существующие центральные кондиционеры, а запасные части и услуги должны быть доступны для систем вашего дома. «Срок службы» центрального кондиционера составляет от 15 до 20 лет. Производители обычно продолжают поддерживать существующее оборудование, предоставляя запасные части и выполняя контракты на техническое обслуживание после того, как новый стандарт вступит в силу.

Другие особенности, на которые следует обратить внимание при покупке кондиционера:

• Система кондиционирования воздуха с регулируемой скоростью
• Устройство, которое работает тихо
• Световой индикатор проверки фильтра, напоминающий о необходимости проверки фильтра после заданного количества часов работы
• Выключатель вентилятора с автоматической задержкой для выключения вентилятора через несколько минут после выключения компрессора.

Toyota FT-AC Concept хочет, чтобы вы отправились на бездорожье

Toyota, известная своими популярными внедорожниками, такими как 4Runner, Land Cruiser и снятый с производства FJ Cruiser, работает над своим следующим внедорожником, получившим название Автомобиль будущего Toyota Adventure, или FT-AC. Дебютировавший на автосалоне в Лос-Анджелесе и построивший на основе концепции FT-4X, появившейся ранее в этом году, FT-AC представляет собой компактный кроссовер, который «идеально подходит для тех энтузиастов активного отдыха, которые хотят погрузиться в приключения на выходных.«Это не прочный внедорожник без рамы, а мощный кроссовер с некоторыми классными уникальными характеристиками.

Просто взглянув на концепт, большинство сможет увидеть, как этот автомобиль был разработан для использования на бездорожье. , благодаря большим расширителям крыльев, защитным пластинам, огромному багажнику на крыше, вездеходным шинам и встроенному креплению для велосипедов. Верно — в задней части FT-AC есть выдвижная подставка для велосипеда, встроенная в задний бампер. Еще более впечатляющим является то, что противотуманные фары автомобиля можно снять и использовать для переносного освещения; вы даже можете прикрепить их к велосипеду для ночной езды.

Наружные зеркала заднего вида оснащены встроенными инфракрасными камерами, которые также можно снимать и устанавливать с автомобиля. Встроенная точка доступа Wi-Fi автоматически загружает записанные кадры в облачную систему хранения, где их можно редактировать, а затем размещать с помощью мобильного устройства. Система также может транслировать отснятый материал в прямом эфире.

Посмотреть все 15 фото

Большой багажник на крыше в стиле сафари вмещает множество оборудования, но также оснащен передними светодиодными фонарями, которые обеспечивают дополнительную видимость ночью и могут даже использоваться в качестве вспышки для встроенных камер.Как и передние светодиодные фонари, задние светодиодные фонари для багажника могут помочь во время ночных приключений и могут управляться с помощью мобильного устройства. Если вы окажетесь в глуши, система GPS поможет вам вернуться на правильный путь.

Несмотря на то, что FT-AC все еще является концепцией, он должен быть оснащен полноприводной системой с вектором крутящего момента, системой переменного реагирования на рельеф местности и возможностью блокировки любого из четырех колес. Мы ожидаем, что кроссовер будет оснащен небольшим четырехцилиндровым двигателем с турбонаддувом и, вероятно, доступной гибридной трансмиссией.Концепт построен на длинной колесной базе с широкой колеей и изображен в цвете Prospect Green с акцентами Fortress Grey.

FT-AC может быть превью грядущего обновленного кроссовера RAV4. Или он может намекнуть на внедорожный кроссовер, который по размеру похож на RAV4, но имеет более высокую цену благодаря дополнительным возможностям.

Посмотреть все 15 фото

Toyota FT-AC Concept запишет каждую минуту вашего приключения

Future Toyota Adventure Concept (FT-AC) выводит развлечения на новый уровень на новый уровень

на автосалоне в Лос-Анджелесе в 2017 году

FT-AC имеет все ингредиенты для вашего следующего приключения

ЛОС-АНДЖЕЛЕС (ноябрь.30, 2017) — Да здравствуют новые приключения! Future Toyota Adventure Concept, или FT-AC, обеспечивает идеальную универсальность для ведения активного образа жизни, позволяя глубже исследовать, чтобы продвинуть жизненные пути еще дальше. FT-AC — это катализатор — это одновременно и приглашение, и средство для того, чтобы сломать повседневную рутину и принять неожиданное.

Неслучайно FT-AC дебютирует на автосалоне в Лос-Анджелесе, в городе, где большая часть населения убегает в холмы, пустыни или пляжи, чтобы подзарядиться в выходные после долгой рабочей недели. .

«FT-AC идеально подходит для тех энтузиастов активного отдыха, которые хотят получить удовольствие от приключений на выходных, — сказал Джек Холлис, вице-президент группы и генеральный менеджер подразделения Toyota. «Независимо от дороги, деятельности или людей, FT-AC вызывает подлинное веселье и беседу».

Представляя новый уровень в линейке концептуальных автомобилей Toyota, любящих приключения, FT-AC является подходящим инструментом для самых разных поездок, будь то по дорогам с твердым покрытием или нет.

Развлечения в путешествии
FT-AC напоминает искателям приключений любого уровня подготовки, насколько замечательной может быть поездка, а не только пункт назначения. Идем на весло по реке. Восхождение на любимую скалу. Маршрут на горном велосипеде. FT-AC ориентирована на опыт. Это принуждает. Любое время за рулем в FT-AC позволяет по-настоящему весело провести время с друзьями на борту.

Он ставит во главу угла универсальность и тем самым предлагает пассажирам персонализировать и акцентировать внимание на каждой поездке.Признавая, что приключения различаются по размаху и масштабу, врожденная универсальность FT-AC — это сила, которая подходит для разных стилей жизни, предпочтений и даже поколений.

Единственное в своем роде приключение
С первого взгляда очевидно, что смелый и смелый дизайн FT-AC отражает уверенный дух существующих внедорожников и грузовиков
Toyota.

Выраженная широкая черная решетка радиатора обрамлена яркими светодиодными фарами. Противотуманные фары
освещают дорогу впереди в ненастную погоду или в плохих условиях, и их даже можно вынуть из их отсеков
и использовать в качестве переносных фонарей.Противотуманные фары можно прикрепить к горному велосипеду для случайных ночных поездок
. Ниже FT-AC имеет двойные крючки для эвакуации автомобиля. Защитные пластины помогают защитить короткий передний
и задний свес, поэтому камни, колеи и все остальное не могут замедлить
такелаж.

FT-AC был разработан с учетом длинной колесной базы и широкой колеи, чтобы подчеркнуть его мощную стойку.
Сверхширокие расширители крыльев обеспечивают защиту кузова и выглядят так, как будто они плавают над 20-дюймовыми колесами
и более мощными вездеходными шинами, которые помогают подчеркнуть его властный вид.Его впечатляющая обувь
и внушительный дорожный просвет предоставляют водителям больше возможностей относительно того, где можно поиграть на FT-AC
.

Грузовой багажник на крыше в стиле сафари позволяет перевозить все типы приключенческого снаряжения. Светодиодные габаритные огни на
его передних углах могут обеспечивать окружающее освещение вокруг транспортного средства, освещать дорогу впереди или, если
желает, действовать как вспышка для встроенных камер боковых зеркал.

Инфракрасные камеры на боковых зеркалах могут записывать пробеги по тропе и, как и противотуманные фары,
можно снимать и устанавливать вне транспортного средства, чтобы ни одно удовольствие не осталось незамеченным.Интегрированная точка доступа Wi-Fi
автоматически загружает отснятый материал в облачное хранилище, где
можно редактировать и публиковать в реальном времени с помощью мобильного устройства. Подключение к Wi-Fi дает даже любителям приключений возможность
транслировать развлечения для фанатов и подписчиков.

Обращенные назад светодиодные фонари багажника также улучшают видимость в ночное время и могут управляться с помощью мобильного устройства
. Также в задней части находится инновационная интегрированная велосипедная стойка, которая убирается, что делает
очень полезной функцией, которую можно надежно спрятать всего за несколько секунд.Наконец, водители и
пассажир могут использовать возможности геолокации FT-AC для направления обратно в базовый лагерь. Контрастные цвета
FT-AC сочетают в себе акценты Prospect Green с акцентами Fortress Grey, чтобы подчеркнуть его повсюду дерзость.

Предполагаемые возможности
Несмотря на то, что в настоящее время FT-AC является экспериментальным проектом, он был задуман как полностью работоспособный автомобиль с бензиновым двигателем
и усовершенствованной полноприводной системой с векторизацией крутящего момента. Это позволяет направлять мощность
по мере необходимости, обеспечивая превосходную управляемость и максимальное тяговое усилие.Регулируемые настройки отклика на местности
и функция блокировки 4 колес расширяют его возможности, управляя антипробуксовочной системой
и откликом дроссельной заслонки, чтобы максимально увеличить сцепление с дорогой на каждом колесе для более динамичного вождения
.

А кто сказал, что гибридный автомобиль может играть только на асфальте? FT-AC может предложить гибридную трансмиссию
следующего поколения, которая сочетает в себе топливную экономичность с надежным приводом на все колеса, обеспечивая водителям
лучшую мощность, отзывчивость и впечатляющую экономию топлива — и все это без компромиссов.

Причудливый кроссовер Toyota FT-AC скоро может выйти в производство

На рынке, где доминируют кроссоверы, простое предложение Toyota о выпуске своего модного кроссовера Future Toyota Adventure Concept (FT-AC) не должно вызывать удивления. Toyota представила концепт в прошлом году на автосалоне в Лос-Анджелесе в качестве дизайнерского эксперимента. Однако недавнее интервью между Джеком Холлисом, вице-президентом группы и генеральным менеджером подразделения Toyota, и AutoGuide.com предполагает, что скоро начнется производство Toyota FT-AC.

Hollis сравнил интерес к FT-AC с Toyota FJ Cruiser. Он сказал о FJ: «Отзывы клиентов были настолько сильными, что мы сделали? Примерно за два года выпустили продукт, который выглядел почти идентично продукту, который мы представили на сцене. Я бы поставил FT-AC в аналогичную лодку ».

Читайте также:

Трудно сказать, какая часть концепции действительно будет реализована в производстве. Например, в боковые зеркала заднего вида FT-AC встроены камеры, с помощью которых можно делать фото или видео.Светодиодный багажник на крыше можно использовать как вспышку камеры. Инфракрасные камеры концепта съемные, как и противотуманные фары, которые можно использовать как фонарики. Все это очень изящные нововведения, но их сложно реализовать в производственной версии.

Когда Toyota представила кроссовер, автопроизводитель сказал, что он представлял FT-AC как газовый автомобиль с системой полного привода с вектором крутящего момента и функцией блокировки всех четырех колес. Однако можно было бы использовать гибридную трансмиссию следующего поколения.

48 Фото

Несмотря на то, что многие функции являются аккуратными, общий дизайн FT-AC не кажется слишком далеким от того, что можно было увидеть на производственной линии. Передняя и задняя панели выглядят немного необычно, но их можно легко смягчить для массовой аудитории. Есть защитные пластины, массивные 20-дюймовые и достаточно прочная пластиковая облицовка, чтобы удовлетворить ваших основных поклонников бездорожья.

Учитывая, что кроссоверы продаются так же хорошо, как сейчас, есть смысл, что Toyota решится перебраться на причудливую сторону пруда с кроссоверами. Поскольку автопроизводители стремятся заполнить каждый укромный уголок кроссоверов разного размера, увидеть FT-AC, продаваемый как легкий внедорожник от Toyota, может быть довольно круто, особенно если некоторые из этих уникальных камер и функций освещения идут вместе с Это.

Источник: AutoGuide.com

Как работает кондиционер (AC)?

Кондиционер в комнате или автомобиле работает, поглощая горячий воздух из определенной комнаты, перерабатывая его в себя с помощью хладагента и ряда змеевиков, а затем выпуская холодный воздух в ту же комнату, где находится изначально был собран горячий воздух.

Эта обработка в основном осуществляется с помощью пяти компонентов:

• Испаритель
• Компрессор
• Конденсатор
• Расширительный клапан
• Хладагенты

Представьте, что вы находитесь на улице в изнуряющей жаре особенно жаркого летнего дня, делая богом забытые поручения, которые больше нельзя откладывать. Жара настолько невыносима, что кажется, что это самый жаркий день на земле со времен зарождения цивилизации. Но одна вещь держит вас в напряжении: знание, что через час вы будете в своем кондиционированном доме.

Время наконец-то пришло: вы открываете дверь и входите в свой дом. Порыв холодного воздуха обволакивает каждую клеточку вашего тела, и вы сразу чувствуете себя лучше.

Я уверен, что все вы хотя бы раз в жизни имели этот опыт: «революцию охлаждения», которую кондиционеры принесли в человеческое общество, нельзя сбрасывать со счетов; Хотя у предыдущих поколений были вентиляторы и другие способы охлаждения в жаркие дни, они никогда не были столь удивительно эффективны, как современные кондиционеры, с точки зрения чистой охлаждающей способности.

В этой статье мы поговорим о кондиционерах и о том, что они делают, и как они это делают, что делает их почти необходимостью в городских районах.

Части кондиционера

Существует два основных типа систем кондиционирования воздуха: оконные системы и сплит-системы, которые подразделяются на мини-сплит и центральные системы. На обыденном языке они обычно называются оконными AC или разделенными AC.

Независимо от типа установки, все кондиционеры состоят из четырех основных компонентов, которые перечислены ниже:

(Фото предоставлено ScienceABC)

Испаритель

Испаритель представляет собой змеевик теплообменника, который отвечает за сбор тепла. изнутри помещения с помощью охлаждающего газа.Этот компонент называется испарителем, и именно здесь жидкий хладагент поглощает тепло, а испаряет в газ.

Внутренний блок сплит-кондиционера содержит змеевик испарителя (Фото предоставлено Shutterstock)

Наиболее распространенные газы-хладагенты, используемые в системах кондиционирования воздуха, включают гидрофторуглероды или ГФУ, такие как R-410A, хлорфторуглероды или CFC, такие как R-22 и углеводороды, такие как R-290. Этот газ фактически поглощает тепло из помещения и переходит к следующему компоненту для дальнейшей обработки, который…

Компрессор

Как следует из названия, здесь сжимается газообразный хладагент.Он находится в наружном блоке, т.е. в той части, которая установлена ​​снаружи дома.

Конденсатор

Конденсатор поглощает испарившийся хладагент из компрессора, превращает его обратно в жидкость и отводит тепло наружу. Конечно, он также расположен на внешнем блоке сплит-системы переменного тока.

Конденсатор переменного тока (Фото: tradekorea)

Расширительный клапан

Расширительный клапан, также известный как дроссельное устройство, расположен между двумя змеевиками, охлаждающими змеевиками испарителя и горячими змеевиками конденсатора.Он контролирует количество хладагента, движущегося к испарителю.

Обратите внимание, что в случае оконных кондиционеров все три упомянутых выше компонента расположены в небольшой металлической коробке, установленной в оконном проеме.

Это основные компоненты кондиционера. Давайте посмотрим, как они работают вместе, чтобы заставить кондиционер делать то, что он делает.

Принцип работы кондиционера переменного тока

Кондиционер собирает горячий воздух из определенной комнаты, обрабатывает его в себя с помощью хладагента и ряда змеевиков, а затем выпускает холодный воздух в ту же комнату, где находится горячий воздух. воздух изначально собирался.Так работают все кондиционеры.

Развенчание мифа

Многие люди верят, что кондиционер с помощью установленных в нем устройств генерирует охлажденный воздух, который может так быстро охладить комнату. Это также может объяснить, почему он потребляет так много электроэнергии. Однако на самом деле это ошибка. Кондиционер — это не волшебное устройство; он очень эффективно использует только некоторые физические и химические явления для охлаждения определенной комнаты.

Что происходит, когда включается кондиционер?

Когда вы включаете кондиционер и устанавливаете желаемую температуру, скажем, 20 градусов Цельсия, установленный в нем термостат обнаруживает разницу между температурой комнатного воздуха и выбранной вами температурой.

Фотография предоставлена: Flickr

Этот теплый воздух всасывается через решетку в нижней части внутреннего блока, который затем проходит через некоторые трубы, по которым протекает хладагент, то есть хладагент. Хладагент поглощает тепло и сам становится горячим газом. Таким образом, тепло удаляется из воздуха, попадающего на змеевики испарителя. Обратите внимание, что змеевик испарителя не только поглощает тепло, но и вымывает влагу из поступающего воздуха, что способствует осушению помещения.

Этот горячий газообразный хладагент затем подается в компрессор, расположенный на внешнем блоке.В соответствии со своим названием компрессор сжимает газ так, что он становится горячим, поскольку сжатие газа увеличивает его температуру.

Этот горячий газ под высоким давлением затем достигает третьего компонента — конденсатора. Здесь также конденсатор остается верным своему названию и превращает горячий газ в жидкость.

Хладагент входит в конденсатор в виде горячего газа, но быстро становится более холодной жидкостью, поскольку тепло от «горячего газа» рассеивается в окружающую среду через металлические ребра. В результате хладагент теряет тепло, покидая конденсатор, и становится более холодной жидкостью.Он проходит через расширительный клапан — крошечное отверстие в медной трубке системы, — который контролирует поток охлаждающего жидкого хладагента в испаритель, так что хладагент поступает в точку, откуда начался его путь.

Вот упрощенная схема процесса:

(Фото предоставлено Илмари Каронен / Wikipedia Commons)

Хотя все компоненты, участвующие в процессе кондиционирования воздуха в оконных кондиционерах, находятся в одной металлической коробке, основной процесс охлаждения остается в точности такой же.

Детали оконного кондиционера. (Фото: Википедия)

Весь процесс повторяется снова и снова, пока не будет достигнута желаемая температура. Короче говоря, кондиционер снова и снова всасывает теплый воздух, охлаждает его и выталкивает обратно в комнату, пока не останется теплый воздух для охлаждения.

Статьи по теме

Статьи по теме

Как бы мы ни были зависимы от кондиционеров, удивительно, что они изначально не были разработаны для удобства людей.Мотивацией к созданию первой современной системы кондиционирования воздуха было устранение определенных проблем в производственных процессах издательства! Верить в то, что машина, которая должна была поддерживать издание газет в больших количествах, в один прекрасный день может стать неотъемлемой частью каждого современного дома — это что-то, не так ли?

Внедорожный концепт Toyota FT-AC дебютирует на автосалоне в Лос-Анджелесе 2017

На автосалоне в Лос-Анджелесе в 2017 году состоялось множество мировых дебютов, среди которых — внедорожный концепт внедорожника от Toyota, получивший название FT- AC, аббревиатура от Future Toyota Adventure Concept.

Это третий концептуальный автомобиль повышенной прочности, представленный японским автопроизводителем только за последний год. Предыдущими двумя были TJ Cruiser, показанный в октябре на Токийском автосалоне, и FT-4X, показанный в апреле на Нью-Йоркском международном автосалоне.

FT-AC — это активный образ жизни. Неслучайно он был открыт в Лос-Анджелесе, городе, жители которого имеют доступ к холмам, пустыням и пляжам. Чтобы удовлетворить потребности любителей активного отдыха, FT-AC имеет защиту тела, высокий дорожный просвет, противотуманные фары и буксирные крюки.

Автомобиль был разработан с учетом длинной колесной базы и широкой колеи, чтобы обеспечить мощную осанку. Это дополнительно подчеркивается широкими крыльями, которые имеют дополнительное преимущество, обеспечивая защиту кузова. А сзади дизайнеры встроили убирающуюся велосипедную стойку. Наконец, инфракрасные камеры на боковых зеркалах могут записывать пробеги по тропе и, наряду с противотуманными фарами, могут быть сняты и установлены вне транспортного средства для захвата движения под разными углами. Toyota также добавила Wi-Fi, поэтому видеоклипы можно загружать сразу.

Toyota FT-AC concept, 2017 Лос-Анджелесский автосалон

На данный момент Toyota утверждает, что FT-AC — это строго проектное исследование, хотя и предполагаемое с учетом производственного потенциала. Некоторые его стили, скорее всего, сохранятся на следующем RAV4. Автопроизводитель заявляет, что если бы был построен такой автомобиль, как FT-AC, он мог бы предлагать как бензиновые, так и бензиново-электрические гибридные силовые агрегаты.

После того, как FJ Cruiser исчез, 4Runner и Land Cruiser остались двумя оставшимися внедорожниками Toyota, ориентированными на бездорожье. Они оба являются автомобилями с кузовом на раме, но автопроизводителю не хватает предложения, ориентированного на бездорожье, с цельной структурой, подобной автомобилю.

Учитывая недавний акцент на внедорожных концепциях, вполне возможно, что Toyota намекает или пробует реакцию на будущий продукт. Следи за этим пространством.

Для получения дополнительной информации об автосалоне в Лос-Анджелесе посетите наш специализированный центр.

.