Постоянный и переменный ток | Полезные статьи

Все неоднократно слышали подобные сочетания слов, да и в обиход они вошли настолько широко и плотно, как само собой разумеющееся. Останавливаться на физике процессов не будем, так как все это изучено еще в старших классах школы. 
 Начнем, естественно, с определений. Переменный ток – упорядоченное движение заряженных частиц или, по – другому, электрический ток, который с течением времени меняет свое направление и величину по определенному закону с заданной частотой.  Постоянный электрический ток, напротив – всегда постоянный по величине и направлению.

В этой статье разберемся в областях применения этих интереснейших явлений, которые, несомненно, являясь одним из локомотивов технического прогресса, делают нашу жизнь комфортной во всех сферах.
Переменный ток широко применяется в быту и в промышленности.

Производится он традиционно на различного рода электростанциях (ТЭЦ, ТЭС, ГЭС, АЭС и др.). И всех их объединяет одно, независимо от используемого источника энергии (энергии воды, сжигаемого топлива, ядерной энергии и т.д.) – наличие генераторов переменного тока, преобразующих механическую энергию вращения в электрическую.  

 

А нашло это массовое применение во всем мире по одной простой причине – как наиболее экономически целесообразный способ производства и передачи электроэнергии до потребителя. Ведь, например, построить отдельную станцию для каждого потребителя невозможно и дорого. А передать электроэнергию оттуда, где ее можно произвести в силу подходящего географического расположения, близости к природным ресурсам – вполне даже реально. К тому же, само оборудование для генерации и преобразования переменного тока гораздо проще конструктивно, надежнее и, соответственно, дешевле, чем оборудование постоянного тока. 

При этом трехфазная схема электрического тока, наиболее сбалансированная из возможных, позволяет создавать вращающееся магнитное поле, так необходимое для работы применяемых повсюду электрических двигателей. А почему именно 3 фазы? Две обмотки не обеспечат непрерывное равномерное взаимодействие магнитных полей, а четыре и более избыточны, так как приведут к удорожанию электрических сетей. И самое основное преимущество системы – возможность легко и просто изменять величину генерируемого напряжения с помощью повышающих и понижающих трансформаторов. А чем выше напряжение, тем дальше можно передать электроэнергию и тем меньше тепловые потери энергии при передаче. А уже ближе к потребителю напряжение снижается до необходимого нормируемого уровня. Далее фаза ноль от понижающих трансформаторов подводятся посредством ЛЭП к электроустановкам потребителя.

 Постоянный ток также нашел обширное применение во всех областях деятельности человека, в первую очередь благодаря аккумуляторам, в которых посредством химической реакции возникает так называемый гальванический ток. Все без исключения современные автономные портативные устройства питаются от АКБ. Если говорить об автономности, то безоговорочно область применения постоянного тока распространяется на бортовые системы любых автомобилей, летательных аппаратов, электропоездов. В последнее время с развитием высокопроизводительных источников питания свою нишу занял и колесный транспорт на электротяге – электромобили, скутеры, электробусы, электробайки. Плюс в том, что двигатели постоянного тока позволяют плавно развивать скорость и высокий крутящий момент во всех диапазонах оборотов.

Постоянный ток также безальтернативно используется в микроэлектронике, в средствах связи и прочей технике, то есть там, где требуется минимизировать количество помех и пульсаций и даже вовсе их исключить. 

Но отделить постоянный и переменный ток друг от друга в наше время невозможно, так как чаще всего используется их сочетание, когда они преобразуются друг в друга по необходимости. Так, переменный ток сети преобразуется в блоках питания сложной электроники в постоянный. Переменный ток, вырабатываемый генератором автомобиля «выпрямляется» диодным мостом и далее заряжает АКБ, питая бортовые устройства. Или постоянный ток, вырабатываемый солнечной электростанцией, посредством инвертера преобразуется в переменный и подается в сеть.

 

РАЗНИЦА МЕЖДУ НАПРЯЖЕНИЕМ ПОСТОЯННОГО И ПЕРЕМЕННОГО ТОКА | СРАВНИТЕ РАЗНИЦУ МЕЖДУ ПОХОЖИМИ ТЕРМИНАМИ – НАУКА

Напряжение переменного и постоянного тока  Переменный и постоянный ток, также известные как переменный ток и постоянный ток, представляют собой два основных типа токовых сигналов. Сигнал переменного

Напряжение переменного и постоянного тока

 

Переменный и постоянный ток, также известные как переменный ток и постоянный ток, представляют собой два основных типа токовых сигналов. Сигнал переменного напряжения – это сигнал, при котором чистая площадь под кривой зависимости напряжения от времени равна нулю, а постоянное напряжение – это однонаправленный поток электрических зарядов. В этой статье мы собираемся обсудить, что такое напряжение переменного и постоянного тока, их применение, как создаются напряжения переменного и постоянного тока, определения напряжений переменного и постоянного тока, сходства между этими двумя и, наконец, разницу между переменным током. напряжение и постоянное напряжение.

Напряжение переменного тока

Несмотря на то, что термин «переменный ток» является аббревиатурой от «переменного тока», он обычно используется для обозначения только термина «переменный». Напряжения переменного тока – это напряжения, при которых полезная площадь за один цикл равна нулю. Напряжения переменного тока могут принимать такие формы волны, как синусоидальные, квадратные, зубчатые, треугольные и другие формы. Наиболее распространенным типом переменного напряжения является синусоидальное напряжение. Такие устройства, как динамо-машины, являются основным источником переменного напряжения.

Напряжения переменного тока широко распространены в национальных электрических сетях, поскольку их относительно легко производить и распределять. Никола Тесла был ученым-пионером в создании линий электропередачи переменного тока. Большинство линий передачи переменного тока используют сигналы 50 Гц или 60 Гц. Переменные токи легко производятся на всех типах электростанций, таких как гидроэлектростанции, атомные электростанции, угольные, дизельные и даже ветровые электростанции.

Большинство бытовых приборов работают от переменного напряжения, но когда требуется постоянное напряжение, можно использовать преобразователи переменного тока в постоянный для получения постоянного напряжения.

Напряжение постоянного тока

Напряжение постоянного тока – это напряжение, при котором заряды движутся только в одном направлении. Любая диаграмма напряжения, имеющая ненулевую полезную площадь под кривой зависимости напряжения от времени, может быть идентифицирована как напряжение постоянного тока.

Напряжение постоянного тока вырабатывается в таких устройствах, как солнечные панели, термопары и батареи. Некоторым устройствам для работы требуется очень плавное напряжение постоянного тока. Такие устройства, как компьютеры, используют для работы постоянное напряжение. В случаях, когда требуется постоянное напряжение, для выполнения этой работы используются адаптеры (преобразователи) переменного тока в постоянный.

В чем разница между напряжением переменного тока и напряжением постоянного тока?

• Напряжение переменного тока получить легче, чем напряжение постоянного тока.

• Напряжения переменного тока можно легко преобразовать и передать, но напряжения постоянного тока преобразовать трудно; поэтому их трудно передать.

• Активные компоненты, такие как индуктивности, конденсаторы, транзисторы и операционные усилители, реагируют на переменное напряжение иначе, чем на постоянное.

• Конденсатор пропускает переменное напряжение, но блокирует сигнал постоянного тока, а индуктор – наоборот.

• Чистая площадь под кривой зависимости напряжения от времени для сигнала переменного тока равна нулю, тогда как для сигнала постоянного тока она не равна нулю.

Отличие переменного тока от постоянного. Отличие переменного тока от постоянного Из 12 переменного в 12 постоянного

Давайте для начала уточним, что мы подразумеваем под “постоянным напряжением”. Как гласит нам Википедия, постоянное напряжение (он же и постоянный ток) – это такой ток, параметры,свойства и направление которого не изменяются со временем.

Постоянный ток течет только в одном направлении и для него частота равна нулю.

Осциллограмму постоянного тока мы с вами рассматривали в статье Осциллограф. Основы эксплуатации :

Как вы помните, по горизонтали на графике у нас время (ось Х), а по вертикали напряжение (ось Y).

Для того, чтобы преобразовать переменное однофазное напряжение одного значения в однофазное переменное напряжение меньшего (можно и большего) значения, мы используем простой однофазный трансформатор . А для того, чтобы преобразовать в постоянное пульсирующее напряжение , мы с вами после трансформатора подключали Диодный мост . На выходе получали постоянное пульсирующее напряжение. Но с таким напряжением, как говорится, погоду не сделаешь.

Но как же нам из пульсирующего постоянного напряжения

получить самое что ни на есть настоящее постоянное напряжение?

Для этого нам нужен всего один радиокомпонент: конденсатор. А вот так он должен подключаться к диодному мосту:

В этой схеме используется важное свойство конденсатора: заряжаться и разряжаться. Конденсатор с маленькой емкостью быстро заряжается и быстро разряжается. Поэтому, для того, чтобы получить почти прямую линию на осциллограмме, мы должны вставить конденсатор приличной емкости.

Зависимость пульсаций от емкости конденсатора

Давайте же рассмотрим на практике, зачем нам надо ставить конденсатор большой емкости. На фото ниже у нас три конденсатора различной емкости:

Рассмотрим первый. Замеряем его номинал с помощью нашего LC – метр . Его емкость 25,5 наноФарад или 0,025микроФарад.

Цепляем его к диодному мосту по схеме выше

И цепляемся осциллографом:

Смотрим осциллограмму:

Как вы видите, пульсации все равно остались.

Ну что же, возьмем конденсатор емкостью побольше.

Получаем 0,226 микрофарад.

Цепляем к диодному мосту также, как и первый конденсатор снимаем показания с него.

А вот собственно и осциллограмма

Не… почти, но все равно не то. Пульсации все равно видны.

Берем наш третий конденсатор. Его емкость 330 микрофарад. У меня даже LC-метр не сможет ее замерить, так как у меня предел на нем 200 микрофарад.

Цепляем его к диодному мосту снимаем с него осциллограмму.

А вот собственно и она

Ну вот. Совсем ведь другое дело!

Итак, сделаем небольшие выводы:

– чем больше емкость конденсатора на выходе схемы, тем лучше. Но не стоит злоупотреблять емкостью! Так как в этом случае наш прибор будет очень габаритный, потому что конденсаторы больших емкостей как правило очень большие. Да и начальный ток заряда будет огромным, что может привести к перегрузке питающей цепи.

– чем низкоомнее будет нагрузка на выходе такого блока питания, тем больше будет проявляться амплитуда пульсаций. С этим борются с помощью , а также используют интегральные стабилизаторы напряжения , которые выдают чистейшее постоянное напряжение.

Как подобрать радиоэлементы для выпрямителя

Давайте вернемся к нашему вопросу в начале статьи. Как все-таки получить на выходе постоянный ток 12 Вольт для своих нужд? Сначала нужно подобрать трансформатор, чтобы на выходе он выдавал … 12 Вольт? А вот и не угадали! Со вторичной обмотки трансформатора мы будем получать .

где

U Д – действующее напряжение, В

U max – максимальное напряжение, В

Поэтому, чтобы получить 12 Вольт постоянного напряжения, на выходе трансформатора должно быть 12/1,41=8,5 Вольт переменного напряжения. Вот теперь порядок. Для того, чтобы получить такое напряжение на трансформаторе, мы должны убавлять или добавлять обмотки трансформатора. Формула . Потом подбираем диоды. Диоды подбираем исходя из максимальной силы тока в цепи. Ищем подходящие диоды по даташитам (техническим описаниям на радиоэлементы). Вставляем конденсатор с приличной емкостью. Его подбираем исходя из того, чтобы постоянное напряжение на нем не превышало то, которое написано на его маркировке. Простейший источник постоянного напряжения готов к использованию!

Кстати, у меня получился 17 Вольтовый источник постоянного напряжения, так как у трансформатора на выходе 12 Вольт (умножьте 12 на 1,41).

Ну и напоследок, чтобы лучше запомнилось:

Сегодня мы с вами попробуем разобраться, что из себя представляет напряжение 12 вольт. Кто это за монстр такой? Насколько сильно кусается? И вообще, на что он способен? Поверьте, то, что он слабее чем обычный монстр с напряжением в 220 вольт – это сказки. Интересно, тогда поехали.

Начнём с истории возникновения. А история проста, вся суть в безопасности. Ведь все, что изобретается, делается по двум причинам. Первая – лень, она, как известно, двигатель прогресса. Вторая – желание себя обезопасить, ведь мы с вами частенько чего-нибудь боимся. Тут и возникает потребность в инновациях. Ведь нас постоянно пугают тем, что нельзя совать пальцы в розетку – убьёт. Хотя, если мы с вами засунем пальцы в розетку, вряд ли с нами случится что-то более страшное, чем легкий шок. Но ведь у многих из нас с вами дома есть дети и домашние животные. Дети – люди любознательные. Им все всегда интересно, и ребёнок не ребёнок, если прополз мимо розетки. Он обязательно должен засунуть туда пальцы. А вот если его ударит током, то ничего хорошего точно не будет. Понятно, что все зависит от конкретного случая, но лучше не экспериментировать. А если животное залезет в розетку? И хорошо, если ваш кот спалит себе только усы и пару минут посидит в шоке под кроватью. Но все может быть страшнее.

Так, хватит жути нагонять. 12 вольт – это безопасное напряжение, которое способно решить сразу массу проблем. Но к сожалению это напряжение не распространено именно в розетках, так как под него просто не делают электроприборов.

Давайте обратимся к истокам. Существует масса опасных для электричества помещений или имеющих повышенный уровень опасности. К таким помещениям в вашей квартире можно отнести – кухню, ванную комнату и другие подобные пространства. Представьте какое короткое замыкание способен устроить электрический монстр на 220 вольт? Последствия могут выходить далеко за грань нашего представления. И поверьте, они могут не ограничиться сработавшими системами безопасности. 12 же вольт, точно не устроят катастрофу планетарного или даже квартирного масштаба. В худшем случае сработают системы безопасности или перегорит трансформатор.

Теперь про то, откуда появилось напряжение на 12 вольт. Такое напряжение в большинстве случаев используется для освещения и оттуда оно и берет начало. Несколько десятков лет назад были изобретены галогенные лампы для бытового применения. Что такое галогенная лампа? Эта та же самая лампа накаливания, но имеет больший срок службы и гораздо меньший размер. Благодаря чему это возможно? Благодаря тому, что колба такой лампы заполнена газом, содержащим галоген, например йод. Нить накаливания в такой среде изнашивается гораздо медленнее. Вот и получается, что такая лампа работает в два раза дольше, при размере в одну четвертую обычной. Но причём тут напряжение 12 вольт? А при том. Кто-то провёл опыты и понял, что при таком напряжении нить накала подвержена гораздо меньшему разрушительному воздействию электрического тока. А это значит, что её можно нагреть до большей температуры и, следовательно, получить больше света. Добавьте к этому практически абсолютную безопасность для влажных помещений. Получается очень крутой способ проводки и освещения.

Но не стоит торопиться, как и с любым бесплатным сыром, здесь тоже есть мышеловки. Заключаются они в трансформаторе. А так как во всей остальной квартире напряжение 220 вольт, он нам обязательно понадобиться, без него никак не обойтись. А лишний элемент в сети электропитания, как известно, снижает её надежность. Но единственное, чем может быть опасен трансформатор, так это тем, что он попросту перегорит. Давайте теперь перейдём к описанию самой сети, к тому как она строиться и что для этого нужно.

Сама по себе сеть с напряжением 12 вольт начинается именно с трансформатора. Именно он преобразует обычные 220 вольт в 12. Но трансформатор нужно подбирать с умом. Не будем вдаваться в частности устройства самого трансформатора. Скажу одно, трансформатор должен быть подходящей мощности. Это значит, что для начала стоит понять сколько будет ламп, какова их суммарная мощность. К полученному значению стоит прибавить процентов 40 запаса, и вы получите нужную мощность трансформатора. В противном случае трансформатор может очень быстро выйти из строя, а это не есть хорошо.

После того, как вы выбрали трансформатор, стоит задуматься о светильниках и лампах. В светильниках нет ничего необычного, многие светильники универсальны, но перед покупкой на всякий случай стоит уточнить. А вот с лампами дела обстоят несколько сложнее. Они разделяются на лампы, которые работают от 220 вольт, и те, что работают от 12. И если 220-ваттные лампы от 12 вольт просто не заработают, то в обратной последовательности начнутся вспышки. Из-за перенапряжения лампа может взорваться. Поэтому просто проверяйте маркировку, и все, как говориться, будет пучком. Лампы, рассчитанные на 12 вольт, как правило стоят дороже. Просто потому, что безопаснее, никакой другой конструктивной и кардинальной разницы в конструкции нет.

Если говорит про связующее звено ламп и трансформатора – провод, то он может быть любым. Но огромным плюсом является то, что можно использовать провода маленького сечения. Так как при таком напряжении сети перегревы практически невозможны. Есть специальные провода, они продаются в магазинах, но подойдет любой провод маленького сечения. Теперь вы знаете все.

Вывод: Низковольтное освещение это огромный плюс для бытового использования, да и для некоторых промышленных объектах. Сами понимаете, безопасность превыше всего. Так же огромным и несомненным плюсом является то, что вы можете сами сделать такую проводку у себя в ванной или на кухне. Согласитесь в статье не описано не одного сложного процесса. С многими из этих процессов справиться даже ребенок, но им этого лучше не поручать.

Электрический ток- это направленное или упорядоченное движение заряженных частиц: электронов в металлах, в электролитах – ионов, а в газах – электронов и ионов. Электрический ток может быть как постоянным, так и переменным.

Определение постоянного электрического тока, его источники

Постоянный ток (DC, по-английски Direct Current) – это электрический ток, у которого свойства и направление не меняются с течением времени. Обозначается постоянный ток и напряжение в виде короткой горизонтальной черточки или двух параллельных, одна из которых штриховая.

Постоянный ток используется в автомобилях и в домах, в многочисленных электронных приборах: ноутбуки, компьютеры, телевизоры и т. д. Перемеренный электрический ток из розетки преобразуется в постоянный при помощи блока питания или трансформатора напряжения с выпрямителем.

Любой электроинструмент, устройство или прибор, работающие от батареек так же являются потребителями постоянного тока, потому что батарея или аккумулятор- это исключительно источники постоянного тока, который при необходимости преобразуется в переменный с использованием специальных преобразователей (инверторов).

Принцип работы переменного тока

Переменный ток (AC по-английски Alternating Current)- это электрический ток, который изменяется по величине и направлению с течением времени. На электроприборах условно обозначается отрезком синусоиды « ~ ».
Иногда после синусоиды могут указываться характеристики переменного тока – частота, напряжение, число фаз.

Переменный ток может быть как одно- , так и трёхфазным, для которого мгновенные значения тока и напряжения меняются по гармоническому закону.

Основные характеристики переменного тока – действующее значение напряжения и частота.

Обратите внимание , как на левом графике для однофазного тока меняется направление и величина напряжения с переходом в ноль за период времени Т, а на втором графике для трехфазного тока существует смещение трех синусоид на одну третью периода. На правом графике 1 фаза обозначена буквой «а», а вторая буквой «б». Хорошо известно, что в домашней розетке 220 Вольт. Но мало кто знает, что это действующие значение переменного напряжения, но амплитудное или максимальное значение будет больше на корень из двух, т.е будет равно 311 Вольт.

Таким образом, если у постоянного тока величина напряжения и направление не изменяются в течении времени, то у переменного тока- напряжение постоянно меняется по величине и направлению (график ниже нуля это обратное направление).

И так мы подошли к понятию частота — это отношение числа полных циклов (периодов) к единице времени периодически меняющегося электрического тока. Измеряется в Герцах. У нас и в Европе частота равна 50 Герцам, в США- 60 Гц.

Что означает частота 50 Герц? Она означает, что у нас переменный ток меняет свое направление на противоположное и обратно (отрезок Т- на графике) 50 раз за секунду!

Источниками переменного тока являются все розетки в доме и все то, что подключено напрямую проводами или кабелями к электрощиту. У многих возникает вопрос: а почему в розетке не постоянный ток? Ответ прост. В сетях переменного тока легко и с минимальными потерями преобразовывается величина напряжения до необходимого уровня при помощи трансформатора в любых объемах. Напряжение необходимо увеличивать для возможности передачи электроэнергии на большие расстояния с наименьшими потерями в промышленных масштабах.
С электростанции , где стоят мощные электрогенераторы, выходит напряжение величиной 330 000-220 000 , далее возле нашего дома на трансформаторной подстанции оно преобразуется с величины 10 000 Вольт в трехфазное напряжение 380 Вольт, которое и приходит в многоквартирный дом, а к нам в квартиру приходит однофазное напряжение, т. к. между напряжение равняется 220 В, а между разноименными фазами в электрощите 380 Вольт.

И еще одним из важных достоинств переменного напряжения является то, что асинхронные электродвигатели переменного тока конструктивно проще и работают значительно надежнее, чем двигатели постоянного тока.

Как переменный ток сделать постоянным

Для потребителей, работающих на постоянном токе- переменный преобразуется при помощи выпрямителей.

Преобразователь постоянного тока в переменный

Если с преобразованием переменного тока в постоянный не возникает сложностей, то со обратным преобразованием все гораздо сложнее. В домашних условиях для этого используется инвертор – это генератор периодического напряжения из постоянного, по форме приближённого к синусоиде.

Для проверки работы отдельных блоков бытовых приборов домашнему мастеру может понадобиться напряжение 12 вольт как постоянного, так и переменного тока. Подробно разберем оба случая, но вначале необходимо рассмотреть еще одну величину электроэнергии – мощность, которая характеризует способность устройства надежно совершить работу.

Если мощности источника будет недостаточно, то он не выполнит задачу. К примеру, блок питания компьютера и аккумулятор автомобиля выдают 12 вольт. Токи нагрузки у компьютера редко превышают значения 20 ампер, а стартерный ток аккумулятора автомобиля больше 200 А.

Автомобильный аккумулятор обладает большим резервом мощности для задач компьютера, а вот блок питания ПК при таком же напряжении 12 вольт абсолютно не пригоден для раскрутки стартера, он просто сгорит.

Способы получения постоянного напряжения

Из гальванических элементов (батареек)

Промышленность выпускает круглые батарейки различных габаритов (зависят от мощности) с напряжением 1,5 вольта. Если взять 8 штук, то из них при последовательном подключении как раз получится 12 вольт.

Соединять между собой выводы батареек надо поочередно «плюсом» предыдущей к «минусу» последующей. Напряжение 12 вольт будет между первым и последним выводами, а промежуточные значения, например, 3, 6 или 9 вольт можно замерить на двух, четырех, шести батарейках.

Емкости элементов не должны отличаться, иначе мощность схемы будет уменьшена ослабленной батарейкой. Для таких устройств желательно применять все элементы однотипной серии с общей датой изготовления. Ток нагрузки от всех 8 батареек, собранных последовательно, соответствует величине, указанной для одного элемента.

Если возникнет необходимость подключения такой батареи к нагрузке, в два раза превышающей номинальную величину источника, то потребуется создать еще одну подобную конструкцию и обе батареи подключить параллельно, соединив между собой их однополярные выводы: «+» к «+», а «-» к «-».

Из малогабаритных акккумуляторов

Никель-кадмиевые аккумуляторы выпускаются с напряжением 1,2 вольта. Чтобы получить от них 12 вольт понадобится 10 элементов соединять последовательно, как в рассмотренной перед этим схеме.

По такому же принципу собирают батарею из никель-металл-гидридных АКБ.

Аккумуляторная батарея используется для более длительной работы, чем из обычных гальванических элементов: АКБ можно подзаряжать и перезаряжать многократно при необходимости.

От блоков питания, работающих на переменном токе

Многие бытовые приборы имеют встроенную электронику, которая питается от выпрямленного напряжения, получаемого в результате преобразования 220 вольт. Блоки питания компьютера, ноутбука как раз выдают 12 вольт выпрямленного и .

Достаточно подключиться к соответствующим клеммам выходного разъема и запитать блок питания, чтобы получить от него 12 вольт.

Аналогичным образом можно воспользоваться блоками питания старых радиоприемников, магнитофонов и устаревших телевизоров.

Кроме того, можно самостоятельно собрать блок питания для постоянного тока, выбрав для него подходящую схему. Наиболее распространены , преобразующие 220 вольт во вторичное напряжение, которое выпрямляется диодным мостом, сглаживается конденсатором и регулируется транзистором с помощью подстроечного резистора.

Подобных схем можно найти много. В них удобно включать стабилизаторные устройства.

Способы получения переменного напряжения

Посредством трансформатора

Самым доступным методом считается применение понижающего трансформатора, который уже показан на предыдущей схеме. Промышленность уже давно выпускает такие устройства для различных целей.

Однако домашнему мастеру совсем не сложно сделать трансформатор для своих нужд из старых конструкций.

Для подключения трансформатора к сети 220 на первичную обмотку следует подавать питание через защиту, вполне можно обойтись проверенным предохранителем, хотя автоматический выключатель лучше подойдет для этих целей.

Вся схема вторичной нагрузки должна быть собрана заранее и проверена. Резерв мощности трансформатора около 30% позволит длительно его эксплуатировать без перегрева изоляции.

Другие методы

Технически возможно получить 12 вольт переменного тока от генератора, который приводится во вращение каким-либо двигателем или за счет преобразования постоянного тока инвертором. Однако эти способы более подходят для промышленных установок и отличаются сложной конструкцией. Поэтому в быту практически не используются.

На простых механизмах удобно устанавливать аналоговые регуляторы тока. К примеру, они могут изменить скорость вращения вала мотора. С технической стороны выполнить такой регулятор просто (потребуется установка одного транзистора). Применим для регулировки независимой скорости моторов в робототехнике и источниках питания. Наиболее распространены два варианта регуляторов: одноканальные и двухканальные.

Видео №1 . Одноканальный регулятор в работе. Меняет скорость кручения вала мотора посредством вращения ручки переменного резистора.

Видео №2. Увеличение скорости кручения вала мотора при работе одноканального регулятора. Рост числа оборотов от минимального до максимального значения при вращении ручки переменного резистора.

Видео №3 . Двухканальный регулятор в работе. Независимая установка скорости кручения валов моторов на базе подстроечных резисторов.

Видео №4. Напряжение на выходе регулятора измерено цифровым мультиметром. Полученное значение равно напряжению батарейки, от которого отняли 0,6 вольт (разница возникает из-за падения напряжения на переходе транзистора). При использовании батарейки в 9,55 вольт, фиксируется изменение от 0 до 8,9 вольт.

Функции и основные характеристики

Ток нагрузки одноканального (фото. 1) и двухканального (фото. 2) регуляторов не превышает 1,5 А. Поэтому для повышения нагрузочной способности производят замену транзистора КТ815А на КТ972А. Нумерация выводов для этих транзисторов совпадает (э-к-б). Но модель КТ972А работоспособна с токами до 4А.

Одноканальный регулятор для мотора

Устройство управляет одним мотором, питание осуществляется от напряжения в диапазоне от 2 до 12 вольт.

1. Конструкция устройства

Основные элементы конструкции регулятора представлены на фото. 3. Устройство состоит из пяти компонентов: два резистор переменного сопротивления с сопротивлением 10 кОм (№1) и 1 кОм (№2), транзистор модели КТ815А (№3), пара двухсекционных винтовых клеммника на выход для подключения мотора (№4) и вход для подключения батарейки (№5).

Примечание 1. Установка винтовых клеммников не обязательна. С помощью тонкого монтажного многожильного провода можно подключить мотор и источник питания напрямую.

1. Принцип работы

Порядок работы регулятора мотора описывает электросхема (рис. 1). С учетом полярности на разъем ХТ1 подают постоянное напряжение. Лампочку или мотор подключают к разъему ХТ2. На входе включают переменный резистор R1, вращение его ручки изменяет потенциал на среднем выходе в противовес минусу батарейки. Через токоограничитель R2 произведено подключение среднего выхода к базовому выводу транзистора VT1. При этом транзистор включен по схеме регулярного тока. Положительный потенциал на базовом выходе увеличивается при перемещении вверх среднего вывода от плавного вращения ручки переменного резистора. Происходит увеличение тока, которое обусловлено снижением сопротивления перехода коллектор-эмитттер в транзисторе VT1. Потенциал будет уменьшаться, если ситуация будет обратной.

Принципиальная электрическая схема

1. Материалы и детали

Необходима печатная плата размером 20х30 мм, изготовленная из фольгированного с одной стороны листа стеклотекстолита (допустимая толщина 1-1,5 мм). В таблице 1 приведен список радиокомпонентов.

Примечание 2. Необходимый для устройства переменный резистор может быть любого производства, важно соблюсти для него значения сопротивления тока указанные в таблице 1.

Примечание 3 . Для регулировки токов выше 1,5А транзистор КТ815Г заменяют на более мощный КТ972А (с максимальным током 4А). При этом рисунок печатной платы менять не требуется, так как распределение выводов у обоих транзисторов идентично.

1. Процесс сборки

Для дальнейшей работы нужно скачать архивный файл, размещенный в конце статьи, разархивировать его и распечатать. На глянцевой бумаге печатают чертеж регулятора (файл ), а монтажный чертеж (файл ) – на белом листе офисной (формат А4).

Далее чертеж монтажной платы (№1 на фото. 4) наклеивают к токоведущим дорожкам на противоположной стороне печатной платы (№2 на фото. 4). Необходимо сделать отверстия (№3 на фото. 14) на монтажом чертеже в посадочных местах. Монтажный чертеж крепится к печатной плате сухим клеем, при этом отверстия должны совпадать. На фото.5 показана цоколёвка транзистора КТ815.

Вход и выход клеммников-разъемов маркируют белым цветом. Через клипсу к клеммнику подключается источник напряжения. Полностью собранный одноканальный регулятор отображен на фото. Источник питания (батарея 9 вольт) подключается на финальном этапе сборки. Теперь можно регулировать скорость вращения вала с помощью мотора, для этого нужно плавно вращать ручку регулировки переменного резистора.

Для тестирования устройства необходимо из архива распечатать чертеж диска. Далее нужно наклеить этот чертеж (№1) на плотную и тонкую картонную бумагу (№2). Затем с помощью ножниц вырезается диск (№3).

Полученную заготовку переворачивают (№1) и к центру крепят квадрат черной изоленты (№2) для лучшего сцепления поверхности вала мотора с диском. Нужно сделать отверстие (№3) как указано на изображении. Затем диск устанавливают на вал мотора и можно приступать к испытаниям. Одноканальный регулятор мотора готов!

Двухканальный регулятор для мотора

Используется для независимого управления парой моторов одновременно. Питание осуществляется от напряжения в диапазоне от 2 до 12 вольт. Ток нагрузки рассчитан до 1,5А на каждый канал.

1. Конструкция устройства

Основные компоненты конструкции представлены на фото.10 и включают: два подстроечных резистора для регулировки 2-го канала (№1) и 1-го канала (№2), три двухсекционных винтовых клеммника для выхода на 2-ой мотор (№3), для выхода на 1-ый мотор (№4) и для входа (№5).

Примечание.1 Установка винтовых клеммников не обязательна. С помощью тонкого монтажного многожильного провода можно подключить мотор и источник питания напрямую.

1. Принцип работы

Схема двухканального регулятора идентична электрической схеме одноканального регулятора. Состоит из двух частей (рис.2). Основное отличие: резистор переменного сопротивления замен на подстроечный резистор. Скорость вращения валов устанавливается заранее.

Примечание.2. Для оперативной регулировки скорости кручения моторов подстроечные резисторы заменяют с помощью монтажного провода с резисторами переменного сопротивления с показателями сопротивлений, указанными на схеме.

1. Материалы и детали

Понадобится печатная плата размером 30х30 мм, изготовленная из фольгированного с одной стороны листа стеклотекстолита толщиной 1-1,5 мм. В таблице 2 приведен список радиокомпонентов.

1. Процесс сборки

После скачивания архивного файла, размещенного в конце статьи, нужно разархивировать его и распечатать. На глянцевой бумаге печатают чертеж регулятора для термоперевода (файл termo2), а монтажный чертеж (файл montag2) – на белом листе офисной (формат А4).

Чертеж монтажной платы наклеивают к токоведущим дорожкам на противоположной стороне печатной платы. Формируют отверстия на монтажом чертеже в посадочных местах. Монтажный чертеж крепится к печатной плате сухим клеем, при этом отверстия должны совпасть. Производится цоколёвка транзистора КТ815. Для проверки нужно временно соединить монтажным проводом входы 1 и 2 .

Любой из входов подключают к полюсу источника питания (в примере показана батарейка 9 вольт). Минус источника питания при этом крепят к центру клеммника. Важно помнить: черный провод «-», а красный «+».

Моторы должны быть подключены к двум клеммникам, также необходимо установить нужную скорость. После успешных испытаний нужно удалить временное соединение входов и установить устройство на модель робота. Двухканальный регулятор мотора готов!

В представленные необходимые схемы и чертежи для работы. Эмиттеры транзисторов помечены красными стрелками.

Разница между переменным и постоянным током

Основное отличие: постоянный ток (DC) означает, что мощность в потоках в одном направлении. В постоянном токе поток электронов идет в постоянном направлении, не изменяясь через определенные промежутки времени, и достигается путем установки постоянных магнитов на провод. Мощность переменного тока (AC) отличается от постоянного тока, так как поток электронов в AC постоянно изменяется, от прямого к обратному и так далее. Это возможно путем размещения вращающихся магнитов вдоль проволоки и при изменении поляризации магнитов меняется поток электронов.

Переменный ток и постоянный ток – это две различные формы токов, которые используются для передачи электроэнергии по всему миру. Оба тока одинаковы, так как для передачи электричества используются потоки электронов, но на этом сходство заканчивается. Переменный ток – это наиболее распространенный тип электроэнергии, который передается электростанциями и используется для питания зданий, офисов, домов и т. Д.

Электропитание постоянным током (DC) было преобладающей формой электричества, которое использовалось в 19-м веке и также использовалось в первой коммерческой передаче электроэнергии Томаса Эдисона. Постоянный ток означает, что мощность течет в одном направлении. В постоянном токе поток электронов идет в постоянном направлении, не изменяясь через определенные промежутки времени, и достигается путем установки на провод постоянных магнитов, которые помогают электронам оставаться на устойчивом пути. Первоначально постоянный ток назывался «гальваническим током». Постоянные токи протекают в проводниках, таких как провода, но также могут проходить через полупроводники, изоляторы или даже через вакуум. Постоянные токи могут быть получены с использованием таких источников, как батареи, термопары и солнечные элементы. Химическая энергия внутри батареи обладает достаточной мощностью, чтобы толкать электроны, а не тянуть, в результате чего энергия течет в одном направлении.

Постоянный ток чаще всего встречается в приложениях, которые требуют малой мощности и могут работать от батарей или солнечных батарей. Однако другое популярное приложение, в котором используются постоянные токи, – это автомобили, в которых большинство автомобильных деталей работают от постоянного тока и преобразовываются из переменного тока с использованием генераторов переменного тока. DC был прекращен как основной метод питания домов и зданий, поскольку они не могли путешествовать на большие расстояния без потери энергии. Мощность и напряжение в постоянном токе остаются неизменными в стабильных условиях, в результате чего скорость передачи энергии источником остается неизменной. Напряжения постоянного тока имеют ненулевую временную кривую напряжения и всегда положительны, но могут увеличиваться и уменьшаться.

Мощность переменного тока (AC) отличается от постоянного тока, так как поток электронов в AC постоянно изменяется, от прямого к обратному и так далее. Это возможно путем размещения вращающихся магнитов вдоль проволоки и при изменении поляризации магнитов меняется поток электронов. Сегодня переменный ток используется для передачи электроэнергии и электроэнергии в домах, офисах и т. Д., Так как его легче транспортировать. Никола Тесла заслужил звание за разработку основ электроснабжения переменного тока благодаря своим линиям электропередачи переменного тока. Мощность переменного тока обычно течет в форме синусоидальной волны, но также может течь в форме трапеции, треугольника и квадрата. Радио и аудио сигналы являются примерами переменного тока.

Электростанции производят переменные токи с помощью вращающихся турбин, которые создают магнитные поля, которые толкают и тянут электроны, заставляя их чередоваться в потоке. Постоянное нажатие и вытягивание постоянно изменяет магнитную поляризацию, в результате чего электроны также меняют направление. Напряжение переменного тока также постоянно изменяется между положительным и отрицательным. Переменный ток подает ток и напряжение в синусоидальной форме волны, что приводит к пиковому значению (VP) и минимальному значению. Постоянное изменение направления известно как частота тока и измеряется в герцах. AC обычно имеет частоту 50 Гц или 60 Гц, в зависимости от страны.

Переменный ток стал основным методом питания по сравнению с постоянным током из-за возможности легко производить и передавать. Переменные характеристики переменного тока сводят к минимуму потери энергии из-за сопротивления в проводниках при передаче на большие расстояния. Напряжения переменного тока легче производить и передавать по сравнению с напряжениями постоянного тока. Конденсатор пропустит напряжение переменного тока, но заблокирует сигнал постоянного тока, в то время как индуктор пропустит напряжение постоянного тока и заблокирует сигнал переменного тока. Мощность переменного тока больше подходит для таких устройств, как лампы и обогреватели, в то время как постоянный ток больше подходит для электронной схемы. Переменный ток может быть преобразован из одного напряжения в другое с помощью трансформатора, тогда как постоянный ток может быть преобразован в переменный ток с помощью электродвигателя-генератора или электронной инверторной цепи.

	Постоянный ток (DC)	Переменного тока (переменного тока)
Передача энергии	Напряжение постоянного тока не может путешествовать очень далеко и начинает терять энергию	Безопаснее переносить на большие расстояния по городу и обеспечить большую мощность
Поток электронов	Течет в одном направлении	Продолжайте переключать энергию вперед и назад
Вызывает поток электронов	Установленные магниты на проводе	Вращающиеся магниты вдоль провода
частота	0 частота	От 50 Гц до 60 Гц; в зависимости от страны
направление	Электричество течет в одном направлении	Энергия постоянно меняет направление
Текущий	Это ток постоянной величины	Это величина, изменяющаяся со временем
Типы	Чистый и пульсирующий	Синусоидальный, Трапециевидный, Треугольный, Квадратный,
Нашел в	Аккумуляторы, солнечные батареи	Генератор переменного тока и электростанции
Фактор силы	Всегда 1	Лежит между 0 и 1

Что такое мощность переменного и постоянного тока | Разница между переменным и постоянным током

AC и DC — самые популярные слова, используемые в электротехнической промышленности. Недавно я обнаружил, что многие люди спрашивают о том, в чем разница между мощностью переменного и постоянного тока во многих сообщениях на форуме, поэтому здесь мы обсудим этот вопрос. Я надеюсь, что вы найдете эту статью полезной для вас.

1. Что такое мощность переменного тока?

AC — это стандартная аббревиатура переменного тока, которая относится к электрическому току, имеющему периодические изменения направления и величины.Среднее значение напряжения или тока за определенный период времени равно нулю. Обычно формы сигналов переменного тока и напряжения являются синусоидальными, а также в случаях практического применения существуют прямоугольные и треугольные формы сигналов. Сила переменного тока была впервые изобретена после того, как Майкл Фарадей открыл принцип электромагнитной индукции. В 1832 году Ипполит Пикси изготовил самый первый двигатель переменного тока на основе основного принципа изобретения Майкла Фарадея. Мощность переменного тока широко используется в нашей повседневной жизни, так как все обычные источники света, двигатели и т. д. питаются от сети переменного тока.Символ переменного тока «~».

Частота питания переменного тока относится к числу периодических изменений в единицу времени. Его единицей измерения является герц (Гц), что имеет обратную связь с обратным циклом. Обычная частота переменного тока в нашей повседневной жизни составляет от 50 Гц до 60 Гц, а в радиотехнологиях частота может достигать кГц и даже МГц. Частота сети переменного тока в системе электроснабжения в разных странах различна: в Америке, Мексике и Канаде частота составляет 60 Гц.А в Китае, Японии, Индии, большинстве европейских стран и т. д. частота сети переменного тока составляет 50 Гц. По этой причине большинство приводов двигателей переменного тока имеют частоты 50 Гц и 60 Гц (преобразователи частоты 50–60 Гц).

2. Что такое питание постоянного тока?

DC означает постоянный ток, и его также называют постоянным током, который обеспечивает постоянное напряжение или ток. Ток силы постоянного тока не меняет направление, как мощность переменного тока, вместо этого он течет прямо в одном направлении. Это одно из самых больших различий между мощностью переменного и постоянного тока. Источник питания постоянного тока был впервые изобретен Томасом Алва Эдисоном в 1880 году, и в то время мощность постоянного тока в основном использовалась для питания ламп накаливания. В настоящее время постоянный ток широко используется в различных видах электронных приборов, электролизе, гальванике, электроприводе постоянного тока и т.д.

Постоянный ток может производиться электрохимическими и фотогальваническими элементами и батареями. Его можно преобразовать в переменный ток с помощью трансформатора.Цепь постоянного тока представляет собой замкнутый проводящий контур, состоящий из источника питания постоянного тока и резистора. В цепи постоянного тока он образует постоянное электрическое поле. Электроны образуются от катода, анода и отрицательных полюсов и перемещаются к аноду, катоду и положительному полюсу. Однако физики определяют постоянный ток как движение от положительного к отрицательному.

3. Каковы основные различия между питанием переменного и постоянного тока?

а. AC и DC Разница в напряжении и токе:

Мощность переменного тока представляет собой переменный ток с периодическими изменениями напряжения, ток следует направлению, в то время как мощность постоянного тока представляет собой постоянный ток с неизменным напряжением и направлением тока.

б. AC DC Разница в приложениях:

В настоящее время мощность переменного тока широко используется в освещении, электродвигателях, передаче электроэнергии и т. Д., В то время как мощность постоянного тока в основном используется во всех видах электронных инструментов, электролизе, гальванике, электроприводе постоянного тока и т. Д. В качестве трансформатора постоянного тока и технологии передачи в последние годы достигнут большой прогресс, отходы HVDC относительно невелики, поэтому ожидается, что постоянный ток заменит переменный ток в области передачи электроэнергии.

Если вы, ребята, хотите получить больше информации о различиях между питанием переменного и постоянного тока, свяжитесь с нами, и наши инженеры-электрики подробно расскажут вам об этом. Если вам нужны серводвигатели переменного тока или приводы переменного тока, продолжайте посещать наши продукты.

 

Разница между вилками и разъемами питания переменного и постоянного тока

Блоки питания имеют как входное, так и выходное напряжение и поэтому часто имеют соответствующие входные и выходные разъемы. Однофазные настенные вилки переменного и постоянного тока и настольные источники питания с настенными вилками переменного тока (вход) и разъемами питания постоянного тока (выход) стандартизированы, как и соответствующие напряжения и максимальные токи; таким образом, обсуждение этих соединителей значительно упрощается.Выходные разъемы постоянного тока гораздо менее стандартизированы, поэтому будет обсуждаться только общедоступное подмножество разъемов.

Давайте рассмотрим распространенные входные и выходные силовые разъемы переменного и постоянного тока и способы их использования.

Розетки и шнуры переменного тока

Выбор штепсельной вилки переменного тока, как правило, прост и сводится к двум критериям: в каких регионах и/или странах предназначен источник питания, и требуется ли применение двух проводников или трех проводников. В большинстве стран есть четко определенные комбинации вилок и розеток, напряжения и частоты. Поскольку напряжения в настенных розетках стандартизированы, разъемы питания переменного тока имеют аналогичные номиналы, чтобы обеспечить достаточную изоляцию для стандартных напряжений. Максимальный номинальный ток для разъемов также стандартизирован. Различные номиналы часто используют физически разные контакты разъема, так что несовместимые комбинации вилки и розетки не могут быть задействованы.

Для настольных адаптеров подключение к сети переменного тока представляет собой шнур, тогда как сетевой адаптер будет иметь встроенную вилку.Многие продукты со шнурами питания переменного тока имеют стандартный вход переменного тока на корпусе продукта, к которому подключается шнур питания. С помощью этих продуктов можно подключаться к настенным розеткам различных типов (в других регионах или странах), заменив шнур питания переменного тока на шнур с соответствующей конфигурацией настенной вилки. Некоторые адаптеры питания для настенного монтажа имеют аналогичную функцию, но вместо замены шнура питания используются взаимозаменяемые блейд-модули для разных регионов или стран.


Международная электротехническая комиссия (МЭК) публикует руководство, в котором вилки классифицируются по буквенным обозначениям.Хотя в этом руководстве хорошо сгруппированы типы вилок, оно не учитывает все возможные нюансы и варианты. Например, вилка типа A (используемая в Северной Америке, Центральной Америке и Японии) обычно поляризована (нейтральный контакт шире) в Северной Америке; однако в Японии это не всегда так. Это означает, что японские вилки обычно работают в Северной Америке, но не всегда наоборот.

Два проводника против трех проводников

На большинстве международных рынков однофазное питание переменного тока стандартизировано для подачи с тремя проводниками, хотя не все три проводника используются во всех приложениях.Три проводника состоят из двух силовых проводников и третьего проводника защитного заземления (PE), заземления корпуса (FG) или защитного заземления. Подача питания осуществляется с помощью двух силовых проводников, а заземляющий проводник присутствует для повышения безопасности от опасного напряжения.

Современные конструкции источников питания, в которых используется двухпроводная вилка, имеют достаточную изоляцию, чтобы обеспечить безопасность конструкции, не требуя заземляющего проводника.

Рекомендуется для вас: Изучение основ USB-C и USB Power Delivery

Линия и нейтраль в сравнении с линией 1 и линией 2

Во многих однофазных приложениях переменного тока силовые проводники маркируются либо как линия и нейтраль, либо как линия 1 и линия 2.Потенциал напряжения нейтрального проводника должен быть близок к потенциалу местного заземления, и поэтому его иногда считают «более безопасным», чем линейное напряжение. Как упоминалось ранее в этом обсуждении, в североамериканской сетевой вилке типа А используется более широкая лопатка для нейтрального проводника и более узкая лопатка для линейного проводника. Соответствующие прорези в настенной розетке для Северной Америки позволяют идентифицировать линейный и нулевой проводники на нагрузке. Следует отметить, что многие вилки и розетки переменного тока (кроме североамериканской версии типа A) могут быть подключены с перепутанными линейными и нейтральными проводниками (например, ранее описанный японский разъем типа A), и, таким образом, большинство нагрузок для международных рынки не различают линейные и нейтральные входные проводники переменного тока.

Когда используются проводники линии 1 и линии 2, напряжения двух проводников часто уравновешиваются относительно потенциала земли. Нейтральный проводник не используется, когда питание передается по проводникам линии 1 и линии 2.

Разъемы питания постоянного тока

Существует множество стандартов для разъемов постоянного тока и, возможно, еще больше версий нестандартных разъемов. Стандартные разъемы, которые мы обсудим, — это цилиндрические разъемы, разъемы DIN и разъемы USB.

Ниже перечислены некоторые функции, связанные с тремя категориями выходных разъемов питания постоянного тока:
.

Бочковые соединители

Цилиндрические соединители, возможно, являются наиболее распространенной конструкцией соединителей питания постоянного тока, поскольку они недороги в производстве из-за нестрогих механических допусков и не требуют ориентации при соединении их вместе.

Вам также может понравиться: Солнечный взрыв

Наиболее распространенная форма цилиндрических соединителей представляет собой вилки, состоящие из концентрических металлических гильз (цилиндров), разделенных изолятором.Доступно множество стандартных диаметров как для внутренней, так и для внешней втулки, а также длины цилиндра плунжера. Существуют общие комбинации диаметров и длин, но инженеру-конструктору все же необходимо указать желаемые размеры заглушек, используемых в их продуктах.

Соответствующий бочкообразный домкрат имеет штифт, который входит во внутреннюю втулку вилки, часто с неплотным механическим зазором, и консольную пружину, контактирующую с внешней втулкой вилки. Как и цилиндрический плунжер, цилиндрический домкрат имеет размеры, соответствующие диаметру центрального штифта, внутреннему диаметру корпуса и глубине вставки плунжера.


Когда цилиндрическая заглушка вставляется в домкрат, пружина домкрата давит на внешнюю втулку вилки и заставляет центральный штифт домкрата соприкасаться с внутренней втулкой вилки. Выбор размеров вилки и разъема должен обеспечивать желаемую механическую посадку и правильность электрических соединений.


Хотя характеристики цилиндрического соединителя делают его подходящим для многих приложений, существуют также некоторые проблемы, связанные с конструкцией цилиндрических соединителей. Механический допуск между центральным штифтом домкрата и внутренней втулкой вилки не нормируется. Точно так же сила, с которой консольная пружина домкрата давит на внешнюю втулку вилки, не нормируется. Это отсутствие стандартизации означает, что усилия вставки и удерживания между вилкой и гнездом трудно определить, и они варьируются в широком диапазоне. В стандартных бочкообразных соединителях нет механического удерживающего механизма для соединения, поэтому соединение может случайно разъединиться. Решением, обеспечивающим сохранение соединения, является использование фиксирующих цилиндрических соединителей. Цилиндрические соединители с замком доступны как с резьбовым, так и с поворотным замком.


Текущий номинал бочкообразных соединителей определяется усилием и площадью поверхности между консольной пружиной и внешней втулкой, а также между внутренним штифтом и внутренней втулкой.Легкие силы и небольшие площади поверхности ограничивают номинальные токи разъемов.

Цилиндрические соединители доступны с различными внутренними и внешними диаметрами проводников. Хотя не существует стандартов для комбинаций внутреннего и внешнего диаметров, разработчики продуктов могут указать размеры, чтобы они соответствовали существующим продуктам или отличались от других продуктов. Два наиболее распространенных размера цилиндрических соединителей: внешний диаметр втулки 5,5 мм, внутренний диаметр втулки 2,1 мм и диаметр втулки 5. Наружный диаметр втулки 5 мм, внутренний диаметр втулки 2,5 мм.


Условие эволюционировало с внешним проводником как заземлением или отрицательным напряжением и внутренним проводником как положительным напряжением. Преимущество этой конфигурации заключается в том, что если внешняя вилка муфты касается оголенного проводника, то оголенный проводник будет соединен с землей, а не с каким-либо другим электрическим потенциалом. Это соглашение не всегда соблюдается, и некоторые группы разработчиков продукции размещают положительный потенциал на внешнем проводнике, а отрицательный потенциал — на внутреннем проводнике.


Выбор шнура питания, который должен соответствовать разъему питания, является наиболее распространенной конфигурацией, используемой в отрасли. Эта конфигурация проста в изготовлении и позволяет пользователю более удобно выравнивать разъем при сопряжении. Тем не менее, есть приложения, в которых может быть предпочтительнее прямоугольная конфигурация вилки. Одной из причин выбора прямоугольной вилки может быть желание, чтобы силовой кабель постоянного тока оставался ближе к корпусу, когда он вставляется в вилку, и, таким образом, позволяет уменьшить физическую площадь, занимаемую изделием.Еще одна причина выбора прямоугольного плунжера заключается в том, чтобы обеспечить фиксацию между двумя половинами соединения ствола. Поскольку шнур питания расположен под прямым углом к ​​разъему, сила, натягивающая шнур, вызовет крутящий момент на цилиндрическом разъеме, что затруднит отсоединение разъема. Также можно закрепить шнур под крюком или защелкой на корпусе изделия, чтобы усилие натяжения кабеля не передавалось на вилку.

Разъемы DIN

Разъемы питания DIN представляют собой разъемы с четырехконтактными или гнездовыми контактами, заключенными в круглый корпус.Эти соединители были первоначально определены немецкой организацией по стандартизации (Deutsches Institut fur Normung) и, следовательно, получили название соединителей DIN, но теперь они определяются IEC 60130-9. Разъемы Power DIN часто используются в приложениях средней мощности, когда цилиндрические разъемы не могут выдерживать требуемый ток. Часто существует путаница между силовыми разъемами DIN и сигнальными разъемами DIN. Не существует абсолютного определения силового разъема DIN, но по соглашению силовые разъемы DIN имеют четыре контакта, расположенных примерно под углом 90 градусов вокруг центра разъема.Хотя размеры контактов и разъемов трудно найти в документации, можно предположить, что 4-контактные вилки и разъемы питания DIN подключаются правильно. Разъемы Power DIN также можно найти с резьбовым замком, как и цилиндрические разъемы.

Разъемы USB

Разъемы USB изначально были разработаны для подачи питания постоянного тока и цифровых сигналов. Широкое признание уровня напряжения питания USB и разъемов также сделало их популярными для приложений, предназначенных только для питания.Разъем типа A является, пожалуй, самым популярным разъемом USB в настоящее время, и его можно найти в приложениях, требующих 5 В постоянного тока с уровнями нагрузки менее 2 А. Варианты разъема USB типа A (мини, микро и т. д.) .) также используются в аналогичных приложениях подачи энергии. Одно ограничение разъема типа A и его вариантов заключается в том, что существует только одна ориентация разъемов, в которой они будут правильно подключаться. Это ограничение требует, чтобы пользователь определял правильную ориентацию вилки и гнезда либо путем визуальной идентификации, либо путем попытки вставки.

Проверьте свои знания по: Развитие ветроэнергетики

Разъем USB Type-C более компактен и может быть вставлен в любом из двух очевидных направлений. Разъемы Type-C могут передавать более высокие уровни мощности, чем предыдущие версии разъемов USB, и рассчитаны на максимальное напряжение 20 В при 5 А. См. статью CUI USB Type-C, подача питания и программируемый блок питания для получить лучшее представление о спецификациях USB Power Delivery (PD) и Programmable Power Supply (PPS), используемых для подачи более высоких напряжений и токов. Хотя разработчики продуктов могут выбрать любой разъем для штекера питания постоянного тока, многие электронные продукты используют входные разъемы питания USB для получения 5 В постоянного тока. Из-за этой распространенной практики целесообразно использовать USB-разъемы только с источниками питания с номинальным выходным напряжением 5 В постоянного тока, чтобы не повредить многие продукты, использующие USB-разъемы питания, которые ожидают 5 В от разъема. Исключением из этой рекомендации является то, что если используется разъем USB Type C, то спецификации USB PD и PPS допускают согласование питания и нагрузки для напряжения от 5 В до 20 В.

В дополнение к электрическим характеристикам входных и выходных напряжений и токов источников питания, для источников питания также должны быть указаны разъемы. Входные разъемы переменного тока достаточно хорошо стандартизированы и, таким образом, ограничены в выборе для предполагаемых уровней мощности и международных рынков. Напротив, выходные разъемы постоянного тока не так стандартизированы, и поэтому разработчику приходится принимать гораздо больше решений. Выходная вилка питания постоянного тока должна быть рассчитана на выходное напряжение и ток и должна соответствовать желаемым механическим характеристикам продукта.В CUI есть сотрудники службы технической поддержки и поддержки продаж, которые могут помочь с выбором разъемов питания для блоков питания.

Для получения дополнительной информации об источниках питания и приложениях посетите CUI Inc.

Переменный ток и постоянный ток (переменный ток и постоянный ток) Электрические сигналы

В этой статье мы рассмотрим важную роль сигналов в проектировании схем, дадим определения сигналов переменного и постоянного тока и обсудим источник питания переменного и постоянного тока. – питающие напряжения.

 

Введение в сигналы

Инженеры-электрики много говорят о сигналах .Первоначальное значение этого слова тесно связано с концепцией передачи и приема: сигналом был любой тип жеста, звука или механического движения, используемый для передачи информации. В настоящее время это общий инженерный термин, который мы используем применительно к напряжениям, токам, числовым последовательностям и математическим выражениям, которые изменяются во времени. Однако важно признать, что эти сигналы сохраняют концептуальную связь с передачей и приемом, потому что в целом они являются средством передачи или представления информации.

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

 

 

Переменный ток и постоянный ток

Электрические сигналы бывают бесконечного разнообразия форм и размеров. Однако, если мы сосредоточимся на общих характеристиках, мы сможем сгруппировать сигналы в широкие категории. Возможно, наиболее фундаментальной категоризацией является сравнение постоянного и переменного тока.

DC означает « постоянный ток », а AC означает переменный ток . Ток называется постоянным, если он всегда течет в одном и том же направлении, тогда как переменный ток периодически меняет направление.Термины «постоянный ток» и «переменный ток» стали общими прилагательными, которые могут описывать напряжения и даже токи (мы часто говорим «постоянный ток» вместо «постоянный ток»). Таким образом, «напряжение постоянного тока» на самом деле не интерпретируется как «напряжение постоянного тока»; скорее, это указывает на то, что напряжение не меняет полярность – амплитуда может сильно меняться со временем, но она всегда положительна или всегда отрицательна. Напряжение переменного тока, с другой стороны, последовательно изменяется от положительной полярности к отрицательной полярности и от отрицательной полярности к положительной полярности.

 

Сигналы переменного и постоянного тока

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

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

 

 

Источники переменного и постоянного тока

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

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

 

 

Электрическая энергия распределяется по энергосистеме в виде переменного тока, но для электронных систем требуется напряжение питания постоянного тока.Напряжение питания переменного тока можно преобразовать в стабильное напряжение питания постоянного тока с помощью выпрямителя, за которым следует регулятор напряжения. Мы узнаем больше о преобразовании переменного тока в постоянный и регулировании напряжения в будущих видеоуроках.

 

Заключение

Мы рассмотрели основные характеристики электрических сигналов и разницу между переменным и постоянным током в отношении сигналов и напряжений питания. Следующие два видеоурока будут посвящены тому, как электрические системы используют сигналы постоянного и переменного тока.

В чем разница между зарядкой переменным и постоянным током?

05-08-2021

Вы не сможете избежать этого, если посмотрите, сколько времени требуется для зарядки аккумулятора электромобиля: переменным и постоянным током. Эти два термина продолжают появляться в спецификациях электромобилей, но что они означают на самом деле? Мы объясняем все здесь.

AC и DC — это сокращения переменного тока (AC) и постоянного тока (DC). Разница в том, что при переменном токе напряжение постоянно чередуется между положительным и отрицательным. При постоянном токе напряжение постоянно одинаково и, следовательно, максимально.

Но при чем здесь электромобиль? Ну, электрическая сеть работает с переменным током, а аккумулятор электромобиля работает с постоянным током. Чтобы зарядить аккумулятор электричеством, поступающим непосредственно из электросети, переменный ток необходимо сначала преобразовать в постоянный. Это делается с помощью инвертора в автомобиле.

Однако инвертор ограничивает скорость зарядки аккумулятора.Самые мощные зарядные устройства переменного тока могут обеспечивать мощность до 43 кВт, в то время как аккумулятор в MG Marvel R Electric, например, можно заряжать с максимальной мощностью переменного тока 11 кВт.

Зарядка постоянным током

Большинство электромобилей, как и все полностью электрические модели MG, также можно заряжать постоянным током. В этом случае инвертор в автомобиле обходится, что позволяет увеличить скорость зарядки. Преобразование переменного тока в постоянный происходит на самой зарядной станции. Вам также необходимо использовать гораздо более толстый зарядный кабель, который подключен к самой зарядной станции.Он также имеет другую зарядную вилку (CCS), по сравнению с зарядкой от переменного тока, для которой вы должны использовать собственный зарядный кабель.

Зарядные устройства постоянного тока

обычно выдают 50 или 100 кВт, а иногда даже до 350 кВт на новейших зарядных станциях, строящихся в Европе. Максимальная скорость зарядки постоянного тока MG Marvel R Electric составляет 90 кВт, даже на станции с такой высокой зарядной мощностью. Это позволяет заряжать аккумулятор до 80% примерно за 30 минут.

AC распространяется на все точки зарядки дома, на работе, на улице в спальном районе, на парковках и так далее.Зарядные устройства, работающие от постоянного тока, — это так называемые быстрые зарядные устройства, которые обычно можно найти вдоль шоссе или на парковках крупных торговых центров за пределами населенных пунктов.

Однако не забывайте, что в любом случае время, необходимое для зарядки аккумулятора, зависит и от нескольких других факторов. Не только максимальная мощность, которую может обеспечить точка зарядки. Хотите узнать больше о зарядке электромобиля? Прочитайте все, что вам нужно знать здесь.

Разница между электромагнитными клапанами переменного и постоянного тока

Соленоидная катушка предназначена для преобразования электрической энергии в линейное движение.

Принцип

Электромагнитный клапан представляет собой электрически управляемое устройство. Клапан состоит из медной проволоки, намотанной на полую форму, представляющую собой электрическую катушку с расположенным в ее центре подвижным ферромагнитным сердечником, также называемым плунжером.

В исходном положении поршень перекрывает небольшое отверстие. При пропускании тока через катушку линии магнитного потока превращают плунжер в электромагнит.

Генерируемое магнитное поле оказывает направленное вверх усилие на поршень, открывающий отверстие.

На следующем рисунке показаны различные части электромагнитного клапана.

Изображение предоставлено: Engineertech.org

Типы соленоидов

Электромагнитные клапаны доступны с двумя типами мощности.

• Соленоид с питанием от переменного тока
• Соленоид с питанием от постоянного тока

Соленоид с питанием от переменного тока и соленоид с постоянным током

Рабочий шум

• При наличии зазора между подвижным и неподвижным железными сердечниками соленоида переменного тока катушка соленоида нагревается и есть вероятность перегорания даже катушки.

• В случае соленоида постоянного тока его ток возбуждения остается постоянным независимо от зазора между подвижным и неподвижным железными сердечниками. Следовательно, между подвижным и неподвижным железными сердечниками может быть предусмотрен амортизирующий материал, чтобы свести к минимуму рабочие шумы.

Требования к питанию

• Электромагнитные клапаны с приводом переменного тока сравнительно больше по размеру. Потребляйте более высокие уровни мощности, чтобы произвести относительно медленное действие.

• В электромагнитных клапанах постоянного тока используются небольшие полупроводниковые компоненты для быстрого срабатывания компактных устройств.

• Электромагнитные клапаны переменного тока требуют сильного пикового тока для открытия клапана. Как только клапан открыт, ток падает до уровня, которого достаточно, чтобы удерживать плунжер на месте, чтобы клапан оставался открытым и работал. Это помогает снизить общее энергопотребление.

• Электромагнитные клапаны постоянного тока требуют постоянного стабильного тока для своей работы, что приводит к высокому потреблению электроэнергии по сравнению с электромагнитными клапанами переменного тока.

Жужжание

• Соленоиды постоянного тока не издают жужжащего шума.

• Соленоиды переменного тока издают жужжащий шум из-за пульсирующей силы притяжения. Жужжание указывает на то, что поршень не полностью встал на место. Если допустить жужжание, это приведет к перегреву катушки и, в конечном итоге, к ее перегоранию.

Захватывающее течение

• Ток возбуждения соленоида переменного тока зависит от хода.

• В случае соленоида постоянного тока ток возбуждения определяется только сопротивлением катушки постоянному току и остается постоянным независимо от хода.Тепло, выделяемое сопротивлением току обмотки катушки, постоянно и слабее независимо от положения плунжера.

Время работы

• Время работы соленоида постоянного тока постоянно, независимо от частоты. Это потому, что он управляется постоянным током.

• Время работы соленоида переменного тока непостоянно и зависит от частоты работы, что также влияет на накопление тепла в катушке.

Срок службы

Срок службы соленоида постоянного тока в значительной степени зависит от величины механического износа между подвижным железным сердечником и направляющей (трубой).

Скользящая часть или секция направляющей специально обработана для продления срока ее службы.

Желаемая сила притяжения

С соленоидом постоянного тока сила притяжения, идентичная фактической нагрузке, может быть обеспечена за счет изменения форм сопряженных участков подвижного и неподвижного железных сердечников.

Читать далее:

Об авторе

Инженер по реализации проектов в Инженеры и консультанты Tree-Tech | + посты

Проницательный профессионал с 25-летним стажем работы инженером по КИП, начал карьеру в целлюлозно-бумажной промышленности.Со временем он перешел на электростанцию, целлюлозный завод, химические заводы (сероуглерод, хлор и серная кислота), нефть и газ (разведка и добыча).

Разница между приводами переменного и постоянного тока

 

Понимание различий между приводами переменного и постоянного тока и их роли в регулировании скорости и мощности электродвигателей может иметь решающее значение для вашего бизнеса. Проще говоря, привод — это устройство, которое используется для управления скоростью электродвигателя путем изменения частоты электропитания, подаваемого на двигатель.Приводы переменного и постоянного тока выполняют это действие заметно по-разному и с разными эффектами. Ниже мы обсудим различия между этими двумя типами приводов и поможем вам определить, какой привод — переменного или постоянного тока — лучше всего подходит для вашего приложения.

Основы

Привод переменного тока (AC) принимает входной переменный ток и преобразует его в постоянный, а затем преобразует постоянный ток обратно в переменный ток. Хотя это двойное преобразование может показаться нелогичным, этот процесс фактически экспоненциально увеличивает выходной ток, чтобы не отставать от современных приводов без сжигания моторного масла.

С другой стороны, привод постоянного тока (DC) преобразует входной переменный ток в постоянный ток для питания двигателей постоянного тока. Привод постоянного тока считается гораздо более простым, чем привод переменного тока. Из-за этого типичный привод постоянного тока будет использовать несколько тиристоров для создания полупериода или полного цикла выходного постоянного тока из однофазного или трехфазного входа переменного тока.

Что лучше для вас?

В последние годы в отрасли наблюдается тенденция к использованию большего количества приводов переменного тока в приложениях управления движением.Эксперты называют приводы переменного тока более энергоэффективными и, следовательно, более экономичными, чем их аналоги постоянного тока. Кроме того, приводы переменного тока могут изменять скорость легче, чем приводы постоянного тока, что позволяет им быстро выполнять сложные задачи. Однако сложная природа приводов переменного тока может затруднить их интеграцию в старые системы. Несмотря на недостаточную долговечность и постоянство привода постоянного тока в течение всего срока службы, он по-прежнему полезен в низкоскоростных устройствах с высоким крутящим моментом, таких как кран.

Выбор «правильного» диска зависит от области применения, потребностей и предпочтений вашего бизнеса.Если ваше приложение включает в себя большое количество энергии и сложные изменения скорости и направления, вам может подойти привод переменного тока. Однако, если ваше приложение работает в среде с низкой скоростью и высоким крутящим моментом, лучшим вариантом может быть привод постоянного тока.

Хотите узнать больше? Свяжитесь с экспертом ACD !

Вам также может быть интересно прочитать:

В чем разница между переменным и постоянным током с точки зрения солнечных панелей? » Солнцезащитный экран Solar

Общеизвестно, что инвестиции в солнечную энергию могут значительно сократить средний счет домохозяйства за солнечную энергию. Принятие во внимание климата области также помогает в определении эффективности солнечной энергии. В целом Австралия известна своим в целом теплым и умеренным климатом и способностью поглощать свет большую часть года, что делает ее идеальной для людей, которые хотят инвестировать в солнечную систему для выработки электроэнергии и сокращения своих средних счетов за электроэнергию.

Один из первых вариантов, который вы должны сделать при покупке солнечных панелей, — это тип солнечной панели, в которую вы хотите инвестировать. Вам не всегда нужно знать основы электричества или солнечной энергии, чтобы найти лучшие солнечные панели.Тем не менее, всегда полезно провести исследование и узнать о различиях между солнечными панелями переменного и постоянного тока, чтобы вы могли сделать правильный выбор в соответствии со своими конкретными потребностями и требованиями домашнего хозяйства. Ваши местные эксперты по солнечной энергии в Sunface Solar могут помочь вам с любыми вопросами, которые могут у вас возникнуть о вашей будущей солнечной системе.

Основы переменного и постоянного тока

Постоянный ток (DC) и переменный ток (AC) относятся к двум формам потока электронов, которые обеспечивают электричество.Скорость потока электрического заряда определяет скорость тока через ваши электроприборы в вашем домашнем хозяйстве.

Постоянный ток течет только в одном направлении. Переменный ток, наоборот, часто меняет направление. Переменный ток может течь в обратном направлении, в то время как электроны продолжают передавать энергию приборам.

Более простой способ понять разницу между переменным и постоянным током — визуализировать поток электрического тока на графике.На графике постоянный ток выглядит как плоская линия, а переменный ток имеет волнообразную форму.

Как переменный и постоянный ток влияют на ваше решение о покупке солнечных батарей?

Возвращаясь к солнечным панелям, эти устройства производят электричество, поглощая солнечный свет с помощью фотогальванических элементов. Когда панели поглощают солнечный свет, электрический ток поступает на инвертор, который переключается с энергии постоянного тока на полезную энергию переменного тока.

Это указывает на важность преобразования тока из одной формы в другую при использовании солнечных батарей.Солнечные панели снабжают электроэнергией различные бытовые приборы в вашем доме, работающие от энергии переменного тока.

Инверторы могут преобразовывать энергию постоянного тока в энергию переменного тока, чтобы ее можно было использовать в вашем доме для работы бытовой техники.

Это означает, что если вы выберете солнечные панели постоянного тока, вам нужно будет сделать дополнительные инвестиции в инверторы, чтобы они были совместимы с вашей бытовой техникой.

Хотя стандартная установка солнечной системы эффективна, мы задаемся вопросом, есть ли другой вариант.Все солнечные системы работают одинаково, однако в настоящее время развиваются современные технологии и создаются новые способы производства солнечных батарей.

Что такое солнечные панели переменного тока?

Как обсуждалось ранее, традиционные солнечные панели производят электричество в форме энергии постоянного тока, и этот ток преобразуется в энергию переменного тока с помощью инвертора.

Однако

«солнечные панели переменного тока» не являются новым изобретением. Созданные в начале 1990-х солнечные панели переменного тока стали результатом более ранних достижений, направленных на увеличение производительности и минимизацию времени простоя солнечных систем.Возможно, это было задолго до своего времени и задолго до появления доступных технологий, и в результате ранние системы солнечных панелей переменного тока имели высокую цену и подвергались сомнению в их надежности.

Итак, что такое солнечная панель переменного тока? В то время как конструкция фактической панели остается прежней, солнечные панели переменного тока имеют небольшой встроенный микроинвертор, что означает, что производство электроэнергии каждой панелью не зависит от всех других панелей в системе. Это позволяет избежать необходимости в установке серии струн, которые используются в традиционных солнечных системах.

Преимущества установок переменного тока

Установка этого микроинвертора для вашей солнечной системы дает множество преимуществ. При использовании различных типов панелей микроинверторы могут адаптироваться к характеристикам отдельных панелей и по-прежнему функционировать должным образом, избегая несоответствия, которое происходит при традиционной настройке панелей. Системы панелей переменного тока легче обнаруживать неисправности, поскольку каждая панель имеет свой собственный выход, который можно контролировать, их проще расширять, если спрос в будущем возрастет, и их можно ориентировать в любом случае, не влияя на функциональность панелей.

Несмотря на то, что установка системы имеет много преимуществ, она имеет серьезные недостатки, в том числе; более высокая цена, более низкая эффективность и расположение инвертора на фактической крыше, что означает, что обслуживание и модернизация сложнее, и это лишь некоторые из них.