Подпишитесь на мою рассылку, и Вы сможете получать новые уроки прямо в свой почтовый ящик!

Ваше имя: *
Ваш e-mail: *

Постоянный и переменный электрический ток

Вы никогда не задумывались над таким простым вопросом, что современный автомобиль напоминает практически «дом на колесах»? В нем есть все: освещение, холодильник, пылесос, кондиционер, кофеварка и т. д. И, тем не менее, никто из нас не боится «автомобильного электричества», то есть нет страха из-за того, что «шарахнет». А все потому, что источником электроэнергии в автомобиле является аккумулятор, когда двигатель не работает, или генератор при работающем двигателе. И напряжение питания составляет всего 12V. А оно, как известно из школьного курса физики, не является опасным для жизни человека. Давайте напряжем свою память, и вспомним простую формулу:

U=IR, где

U-напряжение

I-сила тока

R-электрическое сопротивление

Из этой формулы следует, что

I=U/R

Для жизни человека опасна именно величина тока. Тело человека обладает определенным электрическим сопротивлением, для каждого из нас оно имеет свое значение, у кого-то меньше, у кого-то больше, но в общем приближении эту величину можно считать постоянной. При напряжении источника питания 12V величина тока, протекающего через тело человека, является недостаточной для его поражения, то есть наше тело способно ему сопротивляться. В лучшем случае, это можно сравнить с комариным укусом, а то и того меньше. Поэтому мы смело берем в руки оголенные провода в автомобиле, без боязни того, что нас «стукнет».

А теперь посмотрим, что произойдет, если мы будем повышать напряжение источника питания. Поскольку электрическое сопротивление нашего тела есть величина постоянная (опять повторюсь, что это лишь условно, на самом деле величина сопротивления тела человека зависит от многих факторов), то при увеличении напряжения источника питания ток, протекающий через него, будет увеличиваться. Как только он достигнет величины, при которой наше тело больше не в состоянии будет ему сопротивляться, в этот момент нас и «шарахнет». Экспериментальным путем было выведено, что тело человека может сопротивляться электрическому току до повышения напряжения источника питания 36V (хотя при определенных обстоятельствах и это значение может оказаться опасным). Все источники питания выше этого значения являются опасными для жизни человека. А в наших домах напряжение питания составляет 220V, то есть примерно в 6 раз большее максимально допустимого безопасного напряжения для жизни человека! Как же так, спросите вы, неужели нельзя было использовать в наших домах такое же напряжение, как и в автомобиле? Ведь количество пораженных людей электрическим током в быту можно было бы свести практически к нулю! Не спешите, не все так просто. Дело в том, что и аккумулятор, и генератор в автомобиле являются источниками постоянного тока, а наши дома подключены к источнику переменного тока, коим являются электростанции. Эти два вида электрического тока имеют разные свойства. Если постоянный ток не меняет с течением времени своей величины и направления, то переменный ток изменяется в течении определенного времени по величине и направлению, собственно, поэтому он и называется переменным.

А теперь сравним расстояние от источника тока (аккумулятора или генератора) до приборов в автомобиле ( фары, холодильник, магнитола и т. д.) с расстоянием от электростанции до нашего дома. В первом случае это метры, а во втором это десятки, а то сотни километров. И вот в этом кроется главная причина того, почему в наших домах используется переменный ток. Дело в том, что постоянный ток нельзя передать на большие расстояния без ощутимых потерь. Другими словами, если бы от электростанций в наши дома подавалось бы напряжение 12V постоянного тока, как в автомобиле, то электрический ток не смог преодолеть сопротивление проводов такой большой протяженности, и пользы от наших розеток не было бы никакой. В случае использования переменного тока дело обстоит гораздо лучше. Его без ощутимых потерь можно передавать на огромные расстояния. Кроме того, поскольку потери все-таки существуют (куда же без них!), нашли способ, как свести их к минимуму в процессе передачи на большие расстояния. А способ этот вытекает из формулы:

P=UI, где

P- мощность

U- напряжение

I- сила тока

Поскольку чем выше сила тока, тем больше потери, в случае использования переменного тока при той же мощности достаточно повысить напряжение во много раз (до десятков тысяч вольт), сила тока при этом уменьшится, а значит, снизятся и потери. В нужной точке, непосредственно перед подачей к потребителям, переменный ток опять понижают до нужного значения (220 вольт), и он поступает в наши дома. То есть главное преимущество переменного тока состоит в том, что его напряжение достаточно легко повысить или понизить при помощи трансформатора. В случае с постоянным током пришлось бы повышать мощность источника питания (электростанции), и причем ее основная часть расходовалась бы на преодоление сопротивления проводов.

Повсюду в наших дворах мы можем видеть трансформаторы (подстанции). К каждому из них подключена группа домов, и именно они обеспечивают стабильность напряжения в наших розетках. А вот после того, как вы вставили вилку шнура вашего бытового прибора (телевизор, зарядное мобильника и т. д.), происходят интересные вещи. Переменный ток высокого напряжения 220V, которого мы все так боимся, при помощи определенных схем преобразовывается в низкое напряжение постоянного тока, совершенно неопасное для жизни человека. Кстати, именно в процессе этого преобразования происходят очень большие потери электроэнергии. В качестве самого простого примера приведу следующий. Потрогайте руками зарядное устройство во время зарядки вашего мобильного телефона. Оно теплое. То есть в процессе преобразования переменного тока напряжением 220V в постоянный ток напряжением 5V львиная доля электроэнергии рассеивается в качестве тепла в окружающее пространство. А теперь представьте себе количество таких зарядных устройств в мире, и вам станет понятно количество потерь электроэнергии. И за все эти потери платим мы с вами, то есть конечные потребители. Из всего выше сказанного напрашивается интересный вопрос: а нельзя ли наши дома оборудовать одним общим большим преобразователем переменного тока в постоянный? Потери электроэнергии в одном таком преобразователе были бы намного меньше суммарных потерь наших приборов (оптом, как говорится, дешевле). Думаю, что таким вопросом задаются многие, и это только дело времени. На сегодняшний день, к сожалению, этот вопрос решить довольно сложно, но рано или поздно мы придем к тому, что такое расточительное отношение к ресурсам угрожает самому нашему существованию. На сегодняшний день, как говорится «имеем то, что имеем», а значит, и исходить будем из этого.

Для того, что бы было более наглядно, откуда в наши розетки поступает электричество, рассмотрим вот такую простую схему:

Конечно, она сильно упрощена (на практике от электростанции до электрощитовой в доме подходит три фазных провода и ноль), но, тем не менее, наглядно помогает увидеть, что «хлеб растет не на деревьях». Как видим, от источника электроэнергии до розеток в наших квартирах электрический ток проходит через несколько промежуточных пунктов, и в каждом из них в процессе преобразования и дальнейшей подачи происходят потери, за которые, увы, платим мы с вами, дорогой потребитель электроэнергии! И это только за потери, так сказать, в процессе «транспортировки»! А дальше неизбежны потери в преобразователях наших бытовых приборов. Страшно даже представить, какую цену мы платим за такое благо цивилизации, как электричество в наших домах. Однако, поскольку в ближайшем будущем, за исключением небольшой группы энтузиастов, основная масса человечества отказываться от него не собирается, а скорее наоборот, количество вырабатываемой электроэнергии в мире будет только увеличиваться, перейдем непосредственно к проводке в наших квартирах. И сразу поговорим о таком понятии, как «заземление». Ну а для тех, кому интересно, могу сказать, что на заре электрификации Америки между двумя выдающимися личностями, Т. Эдисоном и Н. Тесла, разгорелась настоящая война, которая вошла в историю как «война токов». Т. Эдисон был ярым сторонником постоянного тока, а Н. Тесла сторонником (и «отцом» одновременно) переменного. Кто из них победил, думаю, ясно и так.

Автор: Александр Иванов      Дата добавления: 2012-09-06     Просмотров: 14610
Оцените урок: 1 2 3 4 5
Понравилась публикация? Поделись с друзьями:

Есть вопрос? Задайте на форуме поддержки!

Комментарии
Автор: лариса
Дата: 2014-10-27
Спасибо. Доступно, коротко
Автор: айдар
Дата: 2015-11-29
спасибо
Оставьте свой комментарий. Ваше мнение важно автору проекта.

Ваше имя

Жирный Курсив Подчеркнутый Зачеркнутый

Введите числа (защита от спама)



Поиск по сайту

Последние заметки

Дата: 2014-12-07
Автор: Александр Иванов
Дата: 2014-12-07
Автор: Александр Иванов
Дата: 2014-12-07
Автор: Александр Иванов
Дата: 2014-01-22
Автор: Александр Иванов
Последние комментарии:
Автор: светлана
Дата: 2017-10-14
подскажите,пожалуйста,список необходимой фурнитуры для сборки такой кровати(шурупы,уголки и т.д.)Спа...
Автор: Дориан
Дата: 2017-09-19
Да, так и есть. Искал какие-то проги, но самый верный спосо, это по шаблону. Задняя дверь получается...
Автор: Вася
Дата: 2017-09-15
Здравствуйте Александр!
Спасибо за труд! По Вашему мнению, как можно сделать данную конструкц...
К заметке:
Брюки бананы
Автор: же
Дата: 2017-08-14
Друзья, спасибо за упрощенное построение! А как строится Т1Т2 и ШШ2?...
Автор: Алексей
Дата: 2017-07-19
День добрый.
Хочу сделать скошенную тумбу с двумя фасадами.Ширина тумбы 780, одна сторона 380...