Střídavý a stejnosměrný proud: jaký je rozdíl, historie vývoje, aplikace

Děti se učí, že nemají strkat prsty do zásuvky! A proč? Protože to bude špatné. S podrobnějším vysvětlením jsou často problémy: někde teče nějaké napětí, proud, něco. Abyste vy sami mohli v budoucnu svým dětem vysvětlit, co je co, vysvětlíme vám to nyní. Tento článek je o střídavém a stejnosměrném proudu, jejich rozdílech, aplikacích a historii elektřiny obecně. Vědu je třeba udělat zajímavou a my se to s pokorou snažíme dělat, jak nejlépe umíme.

Například: jaký je proud v našich zásuvkách? Variabilní, samozřejmě! Napětí 220 Voltů a frekvence 50 Hertzů. A síť, kterou se proud přenáší, je třífázová. Mimochodem, pokud u slov „fáze“ a „nula“ upadnete do strnulosti, přečtěte si, co to je, a den bude z dobrého důvodu dvojnásobný! Ale nepředbíhejme. O všem v pořádku.

Denní zpravodaj s užitečnými informacemi pro studenty všech směrů – na našem telegramovém kanálu.

Stručná historie elektřiny

Kdo vynalezl elektřinu? A nikdo! Lidé postupně pochopili, co to je a jak to používat.

Všechno to začalo v 7. století před naším letopočtem, za slunečného (a možná deštivého, kdo ví) dne. Pak si řecký filozof Thales všiml, že když vlnu natřete jantarem, přitáhne lehké předměty.

Pak to byly Alexandr Veliký, války, křesťanství, pád Římské říše, války, pád Byzance, války, středověk, křížové výpravy, epidemie, inkvizice a zase války. Jak jste pochopili, lidé nebyli na nějakou elektřinu a ebonitové tyčinky třené vlnou.

Ve kterém roce bylo vynalezeno slovo „elektřina“? V roce 1600 se anglický přírodovědec William Gilbert rozhodl napsat dílo „O magnetu, magnetických tělesech a velkém magnetu – Zemi“. Tehdy ten termín “elektřina”.

O sto padesát let později, v roce 1747, vytvořil Benjamin Franklin, kterého všichni velmi milujeme, první teorii elektřiny. Tento jev považoval za tekutinu nebo nehmotnou tekutinu.

Koncept představil Franklin pozitivní и negativní poplatky (dříve oddělené sklenka и pryskyřičný elektřina), vynalezl hromosvod a dokázal, že blesk je elektrické povahy.

Každý miluje Benjamina, protože jeho portrét je na každé stodolarovce. Kromě práce v exaktních vědách byl významnou politickou osobností. Na rozdíl od všeobecného přesvědčení však Franklin nebyl prezidentem Spojených států.

Dále bude uveden seznam důležitých objevů pro historii elektřiny.

1785 – Coulomb zjistil, jakou silou se opačné náboje přitahují a jakou odpuzují.

1791 – Luigi Galvani si náhodou všiml, že se nohy mrtvé žáby stahují pod vlivem elektřiny.

Princip činnosti baterie je založen na galvanických článcích. Ale kdo vytvořil první galvanický článek? Na základě objevu Galvaniho vytvořil jiný italský fyzik Alessandro Volta v roce 1800 sloup Volta – prototyp moderní baterie.

Při vykopávkách poblíž Bagdádu byla nalezena baterie stará více než dva tisíce let. Který starověký iPhone byl s jeho pomocí dobíjen, zůstává záhadou. S jistotou se ale ví, že baterie si už „sedla“. Zdá se, že tento případ říká: možná lidé věděli o elektřině mnohem dříve, ale pak se něco pokazilo.

READ
Co je to video kukátko?

Již v 19. století provedli Oersted, Ampere, Ohm, Thomson a Maxwell skutečnou revoluci. Byl objeven elektromagnetismus, indukční EMF, elektrické a magnetické jevy byly spojeny do jediného systému a popsány základními rovnicemi.

Mimochodem! Pokud nemáte čas na to všechno přijít sami, naši čtenáři nyní získají 10% slevu na jakýkoli druh práce

20. století přineslo kvantovou elektrodynamiku a teorii slabých interakcí, ale i elektromobily a všudypřítomné elektrické vedení. Mimochodem, slavný elektromobil Tesly jezdí na stejnosměrný proud.

Tesla. Běží na stejnosměrný proud

Toto je samozřejmě velmi stručná historie elektřiny a nezmínili jsme mnoho jmen, která ovlivnila pokrok v této oblasti. Jinak by člověk musel napsat celou vícesvazkovou referenční knihu.

Nejprve si připomeneme, že proud je pohyb nabitých částic.

Stejnosměrný proud je proud, který teče jedním směrem.

Typickým stejnosměrným zdrojem je galvanický článek. Jinými slovy, baterie nebo akumulátor. Jedním z nejstarších artefaktů spojených s elektřinou je bagdádská baterie, která je stará 2000 let. Předpokládá se, že to dalo proud 2-4 volty.

Bagdádská baterie, která je stará 2000 let. Předpokládá se, že to dalo proud 2-4 volty.

Kde se používá stejnosměrný proud:

  • v napájení většiny domácích spotřebičů;
  • v bateriích a akumulátorech pro autonomní napájení zařízení;
  • pro napájení elektroniky automobilu;
  • na lodích a ponorkách;
  • v MHD (trolejbusy, tramvaje).

Nejjednodušší způsob, jak vizualizovat stejnosměrný proud, je na grafu. Vypadá to takto:

Domácí spotřebiče fungují na stejnosměrný proud, ale do síťových zásuvek v bytě přichází střídavý proud. Téměř všude se stejnosměrný proud získává usměrněním střídavého proudu.

Střídavý proud

Střídavý proud je proud, který mění velikost a směr. A mění se v pravidelných intervalech.

Střídavý proud se používá v průmyslu a energetice. Je to on, kdo je přijímán na stanicích a odesílán spotřebitelům. Již na místě probíhá přeměna střídavého elektrického proudu na stejnosměrný proud pomocí střídačů.

Střídavý proud – střídavý proud (AC). Stejnosměrný proud – stejnosměrný proud (DC). Zkratka AC/DC je vidět na krabicích transformátoru, kde probíhá převod. Je to také jméno skvělé australské rockové kapely.

A zde je vizuální obraz střídavého proudu.

Střídavý proud proudí v obvodu dvěma směry: tam a zpět. Jeden z nich je zvažován pozitivnía druhý je záporný.

Protože se velikost proudu liší nejen směrem, ale také velikostí, nemyslete si, že vaše zásuvka je neustále 220 voltů. 220 je efektivní hodnota napětí, ke kterému dochází 50krát za sekundu. Mimochodem, v Americe se v síti používá jiný AC standard: 110 Voltů a 60 Hertzů.

READ
Co je teplejší než dům ze dřeva nebo pórobetonu?

Válka proudů

Aktivní využívání stejnosměrného proudu začalo koncem 19. století. Poté Edison připomněl žárovku (1890) a založil v New Yorku první elektrárny, které vyráběly stejnosměrný proud o napětí 110 voltů.

Použití stejnosměrného proudu bylo spojeno s výraznými ztrátami při jeho přenosu na velké vzdálenosti. Střídavý proud nebylo možné použít kvůli tomu, že neexistovaly vhodné měřiče a motory, které by běžely na střídavý proud. Obtížný byl i proces přeměny stejnosměrného proudu na střídavý. Střídavý proud přitom mohl být přenášen beze ztrát na velké vzdálenosti.

V té době přišel do Ameriky ze Srbska Nikola Tesla, který získal práci v Edisonově firmě. Tesla vynalezl střídavý motor, uvědomil si výhody a navrhl Edisonovi, aby jej použil.

Edison Teslu neposlouchal a také mu nevyplácel plat. Tak začala slavná konfrontace vynálezců – válka proudů.

Trvalo přes sto let a skončilo v roce 2007. Poté New York zcela přešel na střídavý proud.

Proč je střídavý proud nebezpečnější než stejnosměrný?

Aby Edison ve válce proudů neutrpěl ztráty a finanční krach ze zavedení a využití Teslových myšlenek, veřejně demonstroval, jak střídavý proud zabíjí zvířata. Případ, kdy byl americký občan zabit střídavým proudem, byl velmi podrobný a široce uváděný v tisku.

Pro člověka je střídavý proud obecně nebezpečnější než stejnosměrný. I když je vždy nutné vzít v úvahu velikost proudu, jeho frekvenci, napětí, odpor člověka, který je šokován. Zvažte tyto nuance:

  1. Střídavý proud o frekvenci 50 Hertzů je životu třikrát až čtyřikrát nebezpečnější než stejnosměrný proud. Pokud je frekvence proudu vyšší než 1000 Hertzů, pak je považován za méně nebezpečný.
  2. Při napětích asi 400-600 voltů jsou střídavý a stejnosměrný proud považovány za stejně nebezpečné. Při napětí větším než 600 voltů je stejnosměrný proud nebezpečnější.
  3. Střídavý proud svou povahou a frekvencí silněji vzrušuje nervy, stimuluje svaly a srdce. Proto nese velké nebezpečí pro život.

Ať už pracujete s jakýmkoli proudem, buďte opatrní a ostražití! Postarejte se o sebe a své nervy a pamatujte: profesionální studentský servis s těmi nejlepšími odborníky vám v tom pomůže efektivně.

  • Kontrolní práce od 1 dne / od 120 rublů. Zjistěte cenu
  • Práce od 7 dnů / od 9540 rublů Zjistěte cenu
  • Kurz od 5 dnů / od 2160 rublů. Zjistěte cenu
  • Abstrakt od 1 dne / od 840 rublů Zjistěte cenu

Ivan Kolobkov, také známý jako Joni. Marketér, analytik a copywriter ve společnosti Zaochnik. Mladý nadějný spisovatel. Má lásku k fyzice, vzácným věcem a dílu C. Bukowského.

Střídavý a stejnosměrný proud - jaký je rozdíl, vlastnosti, klady a zápory, použití

Sestavení ani základního elektrického obvodu se neobejde bez znalosti základů elektrotechniky. Za prvé je to skutečnost, že v každodenním životě existují 2 typy elektrického proudu – konstantní a střídavý. Podívejme se, co je to střídavý a stejnosměrný proud, jaký je mezi nimi rozdíl, jaké vlastnosti, klady a zápory mají a také jaké jsou jejich zdroje a kde se používají.

READ
Jak hydroizolovat strop v bytě?

Střídavý proud se od stejnosměrného liší tím, že v určitých intervalech mění polaritu Zdroj ready-market.com

Elektrický proud – co to je, druhy, vlastnosti

Usměrněný pohyb částic s nábojem pod vlivem elektromagnetického pole se nazývá elektrický proud. V kovových a plynových vodičích působí elektrony jako nosiče elektrického náboje a v kapalných médiích kladně a záporně nabité ionty. Elektromotorická síla se využívá všude a různými způsoby – od elektromotoru a radiátoru topení až po elektromagnetické kmity a mikroobvody.

Hlavní hnací silou elektřiny je potenciálový rozdíl – velikost opačných nábojů mezi póly. Čím vyšší je jeho hodnota, tím silnější je proud. Říká se mu napětí a zobrazuje se ve voltech.

Napětí je neoddělitelně spjato s dalšími charakteristikami elektřiny – proudovou silou a odporem. Veličiny spolu souvisí neotřesitelným vzorem – Ohmovým vzorcem.

Elektrický proud je definován jako směrový pohyb nabitých částic ve vodiči Zdroj oblepiha.vzdělávání

Z hlediska povahy šíření nabitých částic a stability polarity se elektrický proud dělí na 2 typy:

Potenciální rozdíl mezi kontakty vytváří kladnou polaritu na jedné straně a zápornou polaritu na straně druhé. Poloha zůstává stabilní po celou dobu – pokud je zachována tato sekvence připojení. V tomto případě se směr toku nabitých částic nemění.

V diagramech a výkresech je stejnosměrný proud označen jako přímka nebo stejnosměrný proud a střídavý proud je symbolizován jako vlnovka nebo střídavý proud. Použití tohoto typu elektrického proudu je oprávněné, když je nutné přenést energii na minimální vzdálenost a výkon není primárním kritériem.

Na rozdíl od stejnosměrného elektrického proudu je střídavý proud charakterizován změnou polarity s určitou frekvencí. Například v typické domácí síti k takovým změnám dochází 50krát za sekundu. V elektrotechnické terminologii se to vyjadřuje jako frekvence 50 Hz.

Zásuvky pro domácnost napájejí dům střídavým proudem 220 V s frekvencí 50 Hz Zdroj masterabetona.ru

Přenos střídavého proudu není omezen vzdáleností, výkonem a vysokými ztrátami. To umožňuje jeho použití v elektrických vedeních. Kromě toho je 3-fázová síť vhodná pro připojení elektromotorů.

Při porovnání dvou uvažovaných typů elektrického proudu podle jejich hlavních vlastností se objeví následující rysy:

  1. Směr nabitých částic ve střídavém proudu se v určitém časovém úseku mění.
  2. DC kontakty mají různou polaritu – „+“ a „-“, AC kontakty jsou nulové a fázové.
  3. Síťovou elektřinu vyrábí generátorová soustrojí, stejnosměrný proud pochází z baterie, baterie nebo transformátoru.
  4. Oba typy proudu lze získat převodem jednoho na druhý.

Pomozte! Stejnosměrný proud není lepší než střídavý proud a naopak, protože každý má své výhody a nevýhody. Použití jedné nebo druhé odrůdy se vybírá podle řady specifických požadavků.

Aktuální zdroje

Rozdíl mezi stejnosměrným a střídavým proudem se projevuje i u zdrojů – zpravidla umí vyrábět pouze jeden typ. V praxi se nejčastěji používají tyto typy:

  • mechanický. Toto je nejběžnější způsob výroby střídavého proudu jak v průmyslovém měřítku, tak v domácích podmínkách. Používají se generátorové jednotky, které jsou poháněny různými mechanickými silami – padající vodou (vodní elektrárna), proudem páry (tepelná elektrárna), nebo provozem spalovacího motoru u autonomních elektrických generátorů.
  • Termální. Je založen na rozdílu ohřevu mezi chlazeným a ohřívaným povrchem speciálních termočlánků. Navíc, čím vyšší je rozdíl, tím větší je hodnota elektrického proudu. Tento princip výroby elektřiny se využívá v geotermálních elektroinstalacích.
  • světlo. V zařízeních se světelná energie přeměňuje na elektrickou energii pomocí speciálních polovodičových panelů. Mechanismus pro generování proudu je základem pro vytvoření solárních článků.
  • Chemické. Elektřina vzniká chemickou interakcí galvanických článků s elektrolytem. Právě tato zařízení byla svým způsobem průkopníky prvních umělých světelných zdrojů. Na podobném principu dnes fungují různé baterie, akumulátory a zdroje nepřerušitelného napájení.
READ
Jak zkontrolovat přítlak křídla plastového okna?

Prvky galvanického napájení se vyznačují mobilitou a autonomií. Proto se hojně využívají – ve vozidlech, digitální technice, medicíně atp. Jsou však výrazně omezeny v trvání a síle. Je třeba je neustále dobíjet.

Výhody a nevýhody

V nejvíce zjednodušeném pohledu (pro figuríny) spočívá rozdíl mezi stejnosměrným a střídavým proudem v možnosti získat, akumulovat a použít první od druhého. Tímto způsobem se dobíjejí všechny moderní domácí spotřebiče – mobilní telefony, notebooky, nepřerušitelné kotle atd.

K poznámce! Bez ohledu na to, jak je stejnosměrný zdroj vyčerpaný, směr pohybu nabitých částic v obvodu, který je k němu připojen, zůstane nezměněn.

Konstantní elektrický proud má následující výhody:

  • Žádný jalový výkon v okruhu, efektivnější spotřeba energie.
  • Efektivní akumulace elektrické energie pomocí baterií a kondenzátorů.
  • V elektrickém obvodu nedochází k žádnému zpoždění nebo předstihu.

Kromě výhod existují také některé nevýhody:

  1. Výskyt jiskření nebo zkratu při přerušení obvodu – kvůli přítomnosti konstantního napětí. To je vyloučeno v obvodu střídavého proudu, protože vypnutí je možné, když charakteristika klesne na nulu během oscilací při změně polarity.
  2. Obtížnost zvyšování a snižování potenciálu. Pro takový převod je potřeba proud nejprve převést na střídavý, poté s danými parametry zpět na stejnosměrný. To bude vyžadovat drahé vybavení.
  3. Zvýšená elektrochemická koroze za doprovodných podmínek, například pro prvky podzemní komunikace.

Domácí spotřebiče často fungují na konstantní elektřinu. V tomto případě jsou připojeny z domácí střídavé sítě, ale ve svém provedení mají speciální převodník pro získání proudu o specifikovaných charakteristikách.

Notebooky a další digitální zařízení fungují na stejnosměrný proud, ale dobíjejí se přes převodník ze střídavého zdroje napájení Zdroj m24.ru

Použití střídavého proudu má následující pozitivní vlastnosti:

  • Možnost přepravy elektřiny na velké vzdálenosti s minimální ztrátou.
  • Možnost převodu parametrů elektrického proudu na libovolnou požadovanou hodnotu.
  • Snadné připojení elektrického zařízení díky nedostatečné polaritě. Zástrčku lze zasunout do zásuvky v libovolném směru, což nelze v stejnosměrné síti provést.
  • Bezpečné přerušení napájení.

Nevýhody střídavého napájení jsou následující:

  1. Vznik jalového výkonu, který zvyšuje spotřebu energie.
  2. Povrchový posun náboje ve vodiči, který snižuje užitečnou plochu průřezu, zvyšuje odpor a vede ke ztrátám výkonu.
  3. Nutnost zvýšení napětí na elektrických vedeních dlouhých přes 500 km.
READ
Jak se nazývají staré dřevěné domy?

Popis videa

Video lekce o rozdílu mezi stejnosměrným a střídavým proudem:

Dávejte pozor! Při přechodu na 3fázové sítě se provozní efektivita AC zlepšuje. Je potřeba méně vodičů, zjednodušuje se konstrukce motorů a zmenšuje se velikost transformátorů.

přihláška

Elektrický proud se nazývá konstantní, především kvůli stabilitě polarity, nepřítomnosti kapek a impulsů. Tato vlastnost umožňuje jeho použití v různých mikroobvodech pro zajištění provozu elektroniky a přesného strojírenství.

Kromě toho elektřina s touto sadou charakteristik našla široké uplatnění v dalších oblastech:

  • Elektromotory pro vozidla, výtahy.
  • Přenosné baterie pro domácí spotřebiče.
  • Elektrolytická průmyslová zařízení.
  • Svařování elektrickým obloukem a plynem.
  • Palubní elektrické sítě.
  • Lékařské technologie pro zavádění léků.
  • Směry výzkumu.

Střídavý proud se využívá především v domácích a průmyslových sítích – pro zásobování elektřinou domácností, dílen, obchodních center, nemocnic atd. Výkonná výrobní zařízení, motory jsou zpravidla poháněny tímto typem elektřiny.

Popis videa

Video o tom, který proud je lepší – stejnosměrný nebo střídavý:

Nejdůležitější znaky

Elektrický proud je řízený pohyb elektronů a iontů. Hnací silou za nimi je potenciální rozdíl. Elektřina se používá téměř všude – od motorů po mikroobvody.

Elektrický proud se dělí na střídavý a stejnosměrný. Liší se především tím, že polarita druhého je konstantní, zatímco polarita prvního se mění s určitou frekvencí. Na obrázcích ikona stejnosměrného proudu vypadá jako přímka nebo písmena DC, ikona střídavého proudu vypadá jako vlnovka nebo střídavý proud.

Zdroje elektrického proudu jsou rozděleny do následujících typů:

  • mechanický. Generátory vodních elektráren, tepelných elektráren, autonomní.
  • Termální. Na základě termočlánků.
  • světlo. Solární panely.
  • Chemické. Baterie, galvanické články.

Výhody stejnosměrného elektrického proudu jsou absence jalového výkonu, akumulace, nedostatek předstihu, nevýhodou je obtížnost otevírání, obtížnost konverze, zvýšená koroze. Výhody střídavého elektrického proudu jsou přenos na dálku, snadnost převodu, připojení a odpojení, nevýhodou je jalový výkon, výtlak náboje, potřeba zvýšit výkon při dlouhé délce vedení.