Почему опаснее переменный ток: переменный или постоянный?» – Яндекс.Кью — groupnk.ru — Группа НК — комплексные поставки электрооборудования в Москве и регионах

Содержание

Какой ток опаснее постоянный или переменный для человека — AC

Во всех современных квартирах и частных домах есть электроприборы и электропроводка, поэтому у жильцов всегда есть опасность попадания человека под высокое напряжение. Со времён Эдисона и Теслы в быту используется переменный ток, частота которого в Европе и странах СНГ составляет 50Гц.

Это значит, что его положительный и отрицательный вывода в розетке меняются местами 100 раз в секунду. Необходимое для работы многих устройств постоянное пониженное напряжение вырабатывается во встроенных или внешних блоках питания.

Несмотря на кажущуюся безопасность бытового напряжения, при неосторожном обращении с ним можно получить серьёзные электротравмы, вплоть до летального исхода. В этой статье рассказывается, каковы последствия воздействия электроэнергии на организм, а также какой ток опаснее — постоянный или переменный.

Отличие между постоянным и переменным током

Согласно школьному курсу физики, электрический ток — это направленное движение заряженных частиц.

В металлических проводах это свободные электроны, а в организме человека, на 55-70% состоящем из воды, эту роль выполняют ионы различных элементов, в основном поваренной соли.

Есть два типа электрического тока:

Переменный ток (от англ. Alternative Current — AC). Направление движения электронов в проводах и полярность на выводах периодически меняется.
Постоянный ток (от англ. Direct Current — DC). Его особенность в том, что полярность и направление движения электронов остаются неизменными.

В начале ХХ века было много споров между сторонниками постоянного и переменного напряжения. Победила концепция переменного тока. Его легче передавать от электростанции к потребителю, изменять величину напряжения, а электродвигатели переменного тока устроены проще и дешевле.

Несмотря на то, что величина переменного напряжение частотой 50Гц поднимается до максимума и снижается до «0» 100 раз в секунду, лампы накаливания светят ровным светом.

Это связано с тем, что такую частоту мерцания глаза не замечают, а нагретая нить накала не успевает остыть, что уменьшает их амплитуду. В светодиодных и энергосберегающих лампочках питание осуществляется от встроенного драйвера (блока питания), который исключает колебания светимости.

Постоянный ток: безопасность при низком напряжении

Электрическое напряжение любого типа является безопасным только до определённого уровня. Например, вывода плоской батарейки 3R12 4,5В при прикосновении к ним языка имеют кислый вкус, «Крона» 9В вызывает болезненные ощущения, а вывода из прикуривателя автомобиля пробовать языком вообще не следует, но совсем не ощущаются сухими руками без порезов.

Аппарат электрофореза, который используется в поликлиниках, имеет выходное напряжение =60В, что приводит к протеканию тока через организм 50мА. Это воздействие вызывает лёгкое пощипывание. Такое же переменное напряжение, поданное через электроды и влажную марлю, может нарушить ритм сердечных сокращений.

В связи с этим постоянный ток при напряжении до 48В считается безопаснее переменного.

Важно! Некоторые «мастера» при ремонте зарядок мобильных телефонов и планшетов проверяют исправность аппарата языком. Несмотря на низкое 5В напряжение, при некоторых неисправностях аппарата на выходе может оказаться потенциал 220В, поэтому такая проверка является смертельно опасной.

Постоянный ток: опасность при высоком напряжении

При величине напряжения выше 500В постоянный ток также опасен, как и переменный. Попадание человека под постоянное напряжение может вызвать нарушение работы сердца. Это относится не только к сети, но и к заряженным конденсаторам ёмкостью большой ёмкости.

Энергии, запасённой в элементе, достаточно для нанесения вреда здоровью. Сравнивая эти два вида напряжения можно сказать, что однозначного ответа, что опаснее — переменный или постоянный ток дать нельзя.

Это зависит от напряжения:

до 500 В переменный ток AC может причинить бОльший вред, чем постоянный;
при 500 В оба вида напряжений опасны примерно одинаково;
выше 500 В постоянный ток DC более опасен.

Важно! Полностью безопасным является только пониженное напряжение. Его величина зависит от типа помещений и указывается в ПТБ и ПУЭ.

Переменный ток: безопасность при высокой частоте

Есть разновидность переменного напряжения, которая является безопасной при любом потенциале. Это напряжение частотой более 20кГц. Благодаря скин-эффекту ток сверхвысокой частоты проходит по поверхности кожи, не попадая внутрь организма к жизненно важным органам. Никола Тесла при демонстрации этого явления прикасался к электродам, находящимся под напряжением 100кВ с частотой 100кГц без вреда для здоровья.

Какой ток опасен для человек

На самом деле само по себе напряжение опасным не является. Опасен ток, проходящий через организм человека. Он зависит не только от потенциала, но и от сопротивления кожных покровов в месте контакта и других факторов:

сухая обувь, чистые руки и деревянный пол уменьшают опасность поражения;
приём спиртных напитков перед работой также уменьшает сопротивление и увеличивает поражающую силу высокого напряжения.

Интересно! Несмотря на то, что напряжение на электродах ионизатора воздуха достигает 25 кВ, ток при прикосновении настолько мал, что не ощущается человеком.

При одинаковых условиях переменный ток считается более травмоопасным

. Это связано с тем, что опасный ток для человека зависит от вида напряжения — безопасная величина переменного тока, на которую настраивается уставка УЗО, составляет 10 мА, а для постоянного опасное воздействие начинается с 50 мА, которые являются максимальными для работы аппарата электрофореза.

Кроме силы тока, проходящего через организм, степень воздействия зависит от пути его прохождения и продолжительности контакта пострадавшего с токоведущими частями.

И всё же, почему переменный ток опаснее постоянного? Есть несколько факторов, делающих его воздействие более опасным:

Постоянный ток при протекании через организм вызывает спазм мускулатуры. Это менее опасно, чем сокращение и расслабление мышц под воздействием переменного тока. Поэтому для причинения одинакового вреда здоровью величина постоянного тока и, соответственно, напряжение должны быть в несколько раз выше, чем переменного.
Электротравмы со смертельным исходом чаще всего происходят от фибрилляции желудочков сердца. Это состояние возникает от воздействия переменного напряжения и может потребовать реанимационных действий и использования дефибриллятора. При воздействии постоянного тока происходит спазм сердечной мышцы, который может пройти после освобождения человека от напряжения.

Есть широко распространённое мнение, что при попадании под переменное напряжение легче освободиться самостоятельно. Это связано с тем, что при таком воздействии происходит периодическое расслабление мускулатуры. Такая версия была бы правильной, если бы частота в розетке была 1-2 Гц, но при частоте 50Гц сокращения и расслабления происходят 100 раз в секунду и паузы между спазмами настолько короткие, что человек не успевает на них отреагировать.

Проведённые эксперименты подтверждают, что взятый в руку электрод с постоянным напряжением

, получается отпустить легче и быстрее.

Как видно из материалов статьи, при одинаковом напряжении травмы при поражении переменным током опаснее, чем постоянным.

Важно! Полностью безопасного напряжения, кроме сверхнизкого, не существует. При работе необходимо соблюдать осторожность и все требования, указанные в ПТБ и ПТЭЭП.

Пути прохождения тока через тело человека

То, какой ток опасен для человека, зависит не только от его величины, но и от пути прохождения через тело.

При попадании человека под напряжение ток стремится пройти по кратчайшему расстоянию. В зависимости от места контакта попасть в зону поражения могут различные органы и части тела. Есть различные варианты прохождения электрического тока через тело. Некоторые из них встречаются реже, другие чаще.

Особенно опасным являются те пути прохождения тока, при которых происходит поражение сердца, спинного и головного мозга и лёгких. Правда, это не значит, что остальные пути являются безопасными.

Информация! В статистику электротравматизма попали только такие случаи, при которых пострадавшенму потребовалась медицинская помощь.

Рука — рука

Чаще всего электромонтёры травмируются во время работы при прикосновении разными руками к фазному проводнику и к заземлённой конструкции или к другому фазному проводу.

Такие травмы составляют около 40% всех обращений к врачам. Ток идёт через верхнюю часть груди и до 3,3% проходит через сердце. При травмировании напряжением 220 В до 83% пострадавших теряют сознание.

Правая рука — ноги

Прохождение электрического тока по пути «рука-ноги» является опасным для жизни. Электроэнергия проходит через сердце, ноги и спинной мозг, причём на сердечную мышцу приходится 6,7%.

Такая электротравма происходит, если на работнике надета обувь с гвоздями в подошве, а пол бетонный или влажный деревянный.

Частота этих травм составляет 20%, количество потерявших сознание 87%.

Левая рука — ноги

Причины травмирования в этом случае аналогичны ситуации «правая рука — ноги», но встречается несколько реже — в 17% случаев. Это связано с тем, что большинство людей предпочитают работать правой рукой.

Доля тока, проходящего через сердце, составляет 3,7%, поэтому количество пострадавших потерявших сознание 80%.

Нога — нога

Такое прохождение тока происходит при попадании человека под шаговое напряжение. Этих случаев всего — 6%. Доля тока через сердце составляет 0,4%.

Основная опасность таких травм заключается в судорогах или спазмах ног. При этом человек может упасть и величина шагового напряжения увеличится, а ток пойдёт по пути «руки-ноги» или «голова-ноги», поэтому пострадавшие теряют сознание в 15% случаев.

Голова — ноги

Достаточно редкая, около 5% случаев, но опасная ситуация. Возникает при работе без головного убора в распредустройствах и высоких панелях управления.

Поражаются головной и спинной мозг, позвоночник и внутренние органы. Часть тока, проходящая через сердце 6,8%, До 88% пострадавших теряют сознание и нуждаются в реанимационных мероприятиях и госпитализации.

Голова — руки

Эта ситуация опаснее, чем травма «голова-ноги». Часть тока, проходящего через сердце, составляет 7%, попавшие под напряжение теряют сознание в 92% случаев.

Причины травмирования аналогичны предыдущей, частота появления составляет 4%.

Другие пути

Около 8% случаев электротравматизма связаны с прикосновением к токоведущим частям другими частями тела. Чаще всего это происходит при работе без спецовки или летом, в расстёгнутых куртках без рубашки.

Важно! Для предотвращения электротравматизма необходимо соблюдать требования ПТБ и использовать основные и дополнительные защитные средства — перчатки, галоши, коврики и инструмент с изолированными ручками.

Величина тока опасная для жизни человека в Амперах

В таблице можно увидеть, какой ток опаснее постоянный или переменный при разных значениях — от практически неощутимых до смертельно опасных.

Как видно из материалов статьи и таблицы, ответ на вопрос «какой ток опаснее постоянный или переменный» однозначный — переменное напряжение является значительно более опасным.

Сила тока, мА	Воздействие на организм
Сила тока, мА	Переменный ток	Постоянный ток
0,6-1,5	небольшой зуд и незначительное покалывание кожи	не ощущается
2-3	при протекании через руку её сводит незначительной судорогой, может ощущаться не только кистью, но и запястьем	не ощущается
5-7	сильные болезненные судороги	лёгкое покалывание и нагрев поверхности кожи
8-10	сильная боль и судороги, сохраняется возможность самостоятельно разжать руки и освободиться от воздействия тока	возрастают покалывание и нагрев кожи
20-25	паралич конечностей, значительно затрудняется дыхание, возможность отпустить оголённый провод	усиливается нагрев и покалывание поверхности кожи, появляются незначительные судороги
50-80	паралич дыхательных мышц, нарушение сердечного ритма	значительный нагрев кожи, усиливаются судороги мышц, затрудняется дыхание
90-100	остановка дыхания, через 3 секунды начинается фибрилляция сердца, без реанимационных действий возможен летальный исход	паралич дыхательной мускулатуры

С переменным напряжением современные люди сталкиваются всё время, дома и на производстве. Для того чтобы предотвратить электротравмы необходимо соблюдать технику безопасности при эксплуатации электроприборов. Особенно важно обучить правилам пользования электричеством детей.

Розетки в доме должны иметь заземляющий контакт, необходимо также во вводном щитке установить УЗО или дифференциальный автомат.

Похожие материалы на сайте:

Понравилась статья — поделись с друзьями!

Какой электрический ток опаснее для человека: постоянный или переменный?

Какой ток опаснее и почему: постоянный или переменный, как защититься от его отрицательного воздействия

Несмотря на многочисленные научные эксперименты и теоретические выкладки, ученые до сих пор не знают, какой ток опаснее. Необъяснимость некоторых проявлений электричества, несмотря на давно разработанные меры защиты и профилактики, по-прежнему приводит к травматизму и гибели людей. Но большинство специалистов склоняется к мнению, что переменный ток все-таки смертоноснее постоянного.

Изучение электричества стоило жизни многим ученым — взять хотя бы друга Михайлы Ломоносова Георга Рихмана. Сейчас сказали бы, что причиной его смерти стало отсутствие заземления. Такой защитой, как и другими мерами профилактики поражения током, каким бы он ни был по характеристикам, пренебрегать не стоит

На производстве нужно обращать внимание на такие мероприятия:

Отключение электропитания при проведении работ с обязательной проверкой напряжения.
Использование запрещающих знаков, ограждение места работ.
Организация заземления либо зануления.
Изоляция опасных частей приборов и установок.
Применение принудительных выключателей, прерывателей, сигнализации. Они срабатывают автоматически в случае незапланированного опасного напряжения.
Монтаж силовых блоков в обычно труднодоступных для людей местах, например, на высоте.
Индивидуальная и коллективная защита.

Нужно помнить, что токопоражение происходит, как правило, при неисправности механизмов и установок, пробоях изоляции или ее отсутствии, прикосновениях к приборам, которые находятся под напряжением. Риск опасности возрастает в помещениях с высокими температурными показателями воздуха и влажностью, наличием различных опасных паров, жидкостей, газов, пыли.

Понятия постоянного и переменного тока: в чем отличие?

Переменный – дешевле в производстве и передается на большие расстояния. Его особенность в том, что его частицы могут изменять направление движения и величину. Именно этот вид электричества идет по нашим проводам.

Частицы постоянного тока не меняют траекторию своего движения. Этот вид электричества используют в бытовых приборах, компьютерах. Переменный превращается в постоянный путем его изменения в трансформаторах. Или же для этого можно использовать химическую реакцию, как это происходит в щелочных батарейках.

Это интересно: Статическое электричество — причины возникновения и методы борьбы

При каких случаях человек может быть поражён электрическим током

Во время эксплуатации и ремонта электрического оборудования есть вероятность контакта с оголёнными проводами, находящимися под напряжением. Можно получить удар током прикоснувшись к двум проводам с разными фазами. Контактируя с одной фазой, человек становится проводником, касаясь заземлённых металлических конструкций или стоя на влажном полу.

В быту источником поражения часто становятся неисправная электропроводка, сломанные розетки и выключатели. К электротравме может привести нарушение изоляции электроприборов, подключённых без заземления.

Нарушение эксплуатации бытовых электроприборов

Электрический удар можно получить без непосредственного контакта с проводником. В условиях повышенной влажности при близком расположении к источнику электричества может произойти пробой изоляции, возникнуть электрическая дуга.

Обрывы линий электропередач приводят к контакту проводов с поверхностью земли. Они способны создать шаговое напряжение в радиусе до 10 м. Разность потенциалов возникает между двумя точками поверхности, находящимися на расстоянии одного шага человека.

Тяжесть поражения зависит от пути прохождения тока по человеческому телу. Электроток всегда идёт по кратчайшему расстоянию по направлению к земле.

Важно! Наиболее опасны поражения сердца, головного и спинного мозга, лёгких. Пути прохождения электротока через человеческое тело

Пути прохождения электротока через человеческое тело

Возможные пути:

«Рука-рука» — наиболее часто встречается на практике (40%). Человек одной рукой касается фазы, другой — заземлённой поверхности или нулевой фазы. Опасность поражения сердца менее 5%.
«Рука-ноги» — при касании одной рукой проводника путь электротока замыкается через обе ноги на землю. Прохождение через сердце 3-7%. Более травмоопасен вариант касания правой руки (20%).
«Нога-нога» — поражение возникает под воздействием шагового напряжения. Электротравма встречается редко (6%).
«Голова-ноги» (5%)— создаёт наиболее опасную петлю, требует срочных реанимационных мероприятий.

При электротехнических работах рекомендуется использовать защитные средства: диэлектрические перчатки, галоши, резиновые коврики. Электроинструмент должен быть с изолированными ручками.

Электрический ток представляет опасность для человеческого организма. Для предотвращения травматизма необходимо соблюдать простейшие правила безопасности. Надёжные средства защиты от поражения в быту — установка УЗО и дифференциальных автоматов.

Это интересно: Изолирующая штанга — виды, испытания, правила пользования

Меры профилактики в быту

Статистика говорит о том, что в обычной жизни от электричества страдает и гибнет даже больше людей, чем на производстве. Основную опасность здесь несут бытовые приборы, но и удар молнией может привести к летальному исходу. В быту также необходимо выполнять правила безопасности. Вот некоторые из них:

Не пользоваться неисправными приборами.
Отключать такие приборы перед их самостоятельным ремонтом (лучше вообще вынуть вилку из розетки).
Следить за исправностью проводки, вилок, розеток.
При прокладке новой проводки и других подобных работах обесточивать помещение и следить, чтобы никто случайно не подал напряжение в сеть.
Использовать в быту розеточные ограничители даже на современных изделиях, если в доме есть маленькие дети.
На территории частных домовладений устанавливать громоотводы.
В грозу не пользоваться сотовой связью, не находиться на открытой местности.
В случае купания или рыбалки при первых же признаках надвигающейся грозы покинуть водный объект и отойти от него подальше.
Не подходить близко к столбам со свисающими до земли либо порванными проводами — ток может «разлиться» по земле. Покидать такое место нужно маленькими шагами.

Воздействие на организм

Тело человека, являясь проводником, может замкнуть электрическую цепь. Тогда через организм потечет ток, сила которого определяется по формуле:

I = U/R, где:

U – величина напряжения, приложенного к человеку;
R – сопротивление тела.

В этот момент и происходит поражение организма.

Из таблицы видно, какой ток считается опасным для человека:

15 мА, неотпускающая величина, самостоятельное освобождение невозможно;
50 мА приводит к фибрилляции сердца, остановке дыхания, смерти;
200 мА вызывает сильные ожоги, несовместимые с жизнью.

Удар происходит при напряжении до 1000 Вольт. Свыше данной величины поражение имеет вид ожогов.

Даже без непосредственного прикосновения к оборудованию, находящемуся под высоким напряжением, человек может получить смертельное поражение. Так, при пребывании в опасной близости к высоковольтной установке, между телом и проводящими частями возникает электрическая дуга, сопровождающаяся:

опасной для зрения яркой вспышкой;
мгновенным разогревом воздуха до 10 000-15 000 градусов Цельсия;
расплавлением и испарением металлов, образованием аэрозолей.

Последствия дугового разряда вызывают ожоговое поражение человека, несовместимое с жизнью.

Для срабатывания защитной автоматики требуется мизерное время. Но, при возникновении дуги, выделяется огромное количество энергии, которое и убивает человека за столь короткий срок.

Какой ток опаснее постоянный или переменный

Наша жизнь немыслима без электричества — оно освещает города и квартиры, приводит в движение поезда, руководит работой мобильных гаджетов. Но порой электричество представляет прямую угрозу жизни и здоровью человека. Попробуем разобраться, какой ток опаснее, постоянный или переменный, и как он может повлиять на организм.

Постоянный

Для создания потока электронов необходима цепь постоянного электрического тока

Постоянным током называется направленное движение заряжённых частиц от отрицательного полюса к положительному, которое не изменяется по величине и направлению. В проводнике не возникает свободных зон или зон скопления заряда, так как электроны сменяются другими по мере их движения.

Постоянный ток стабилен, а потому везде используется в электронике. Большинство современных устройств работает на постоянном токе, получая его из встроенных аккумуляторов или генерируя из сетевого переменного тока. Кроме того, постоянным током питается бортовая электроника автомобилей, самолётов и кораблей, а некоторые виды транспорта используют его в качестве основной движущей силы.

Переменный

Переменный ток применяется в устройствах связи (радио, телевидение, проволочная телефония) и это благодаря тому, что напряжение и силу переменного тока можно преобразовывать почти без потери энергии

Переменный ток изменчив, он заставляет электроны проводника двигаться хаотично, не имеет стабильной величины и направления. На графике переменное электрическое поле подобно синусоиде, в которой равные «пики» чередуются равными «провалами». Расстояние между ними определяется частотой тока. Общепринятый на постсоветском пространстве стандарт частоты — 50 Гц.

Основная сфера применения переменного тока — снабжение электричеством бытовых и промышленных сетей. В первом случае используется напряжение 220 В, во втором — 380 В. Переменный ток высокого напряжения генерируется на электростанциях и передаётся по высоковольтным ЛЭП, а затем преобразуется в понижающих трансформаторах. На железнодорожном транспорте используется переменный ток напряжением около 25 кВ.

Какой ток опаснее?

Переменный ток протекает в розетках и распределительных коробках, поэтому его опасность более актуальна

До сих пор законы воздействия электричества на человеческий организм мало изучены. На характер и тяжесть поражения влияет множество факторов, самыми значимыми из которых являются:

Частые вопросы по технике безопасности – электрический ток

Опасность поражения током

В: В каких обстоятельствах может произойти удар электрическим током?
О: Удар током происходит при прикосновении к двум металлическим предметам, через которые проходит электрический ток.

В: При каком напряжении ток представляет собой опасность?
О: В обычных домах обычно используется напряжение 220 вольт. Однако при неудачном стечении обстоятельств даже 50 вольт или меньше могут привести к гибели или серьезной травме.

В: Что опасней: переменный (AC) или постоянный ток (DC)?
О: В большинстве случаев переменный ток более опасен, чем постоянный.

В: Какое напряжение используется при дуговой сварке?
О: Напряжение разомкнутого контура (холостого хода) при дуговой сварке обычно колеблется от 20 до 100 вольт.

В: Под каким напряжением находятся компоненты внутри сварочных аппаратов?
О: Напряжение внутри сварочного оборудования значительно выше – от 120 до 575 вольт и больше.

Поражение первичным электротоком

В: Почему первичный ток опаснее вторичного?
О: Напряжение первичного тока составляет от 115 до 600 вольт – что значительно выше и опаснее вторичного (или сварочного) напряжения.

В: Когда происходит удар первичным током?
О: Удар первичным входным током происходит при прикосновении к питающему кабелю или другому компоненту «под напряжением» внутри включенного аппарата, если тело или другая рука сварщика находится на корпусе аппарата или другой заземленной металлической поверхности.

В: Как полностью отключить питание сварочного аппарата?
О: Для отключения аппарата нужно отсоединить кабель питания или повернуть выключатель питания в положение «Выкл.».

В: Для чего заземляется корпус сварочного аппарата?
О: Корпус заземляется для того, чтобы неполадки внутри аппарата вызывали перегорание предохранителя. Это приведет к мгновенному отключению питания и даст знать о необходимости ремонта.

В: Как отличить заземляющий провод в кабеле питания?
О: Заземляющий провод в кабеле питания имеет изоляцию зеленого цвета, а иногда вообще не имеет изоляции.

В: В чем разница между рабочим и заземляющим кабелем?
О: Зеленый заземляющий провод связывает сварочный аппарат с заземлением. Рабочий кабель (идущий к свариваемому изделию), напротив, является частью контура сварочной дуги и проводит только сварочный ток. Рабочий кабель не заземляет корпус аппарата.

Поражение вторичным электротоком

В: Как может произойти удар вторичным током?
О: Поражение вторичным током происходит при прикосновении к какой-либо части сварочного контура – возможно, оголенному участку электродного кабеля – в то время как другая часть тела сварщика касается свариваемого металла (рабочего изделия). Для того, чтобы произошел удар током, тело сварщика должно одновременно касаться обеих сторон сварочного контура – то есть со стороны электрода и рабочего изделия (или заземления) – при включенном сварочном токе.

В: В какой момент напряжение проходящего через электрод тока достигает своего максимума?
О: Напряжение достигает максимума в те периоды, когда оператор не ведет сварку («напряжение холостого хода»).

Практика безопасной работы

В: Как определить, что электрод «под напряжением»?
О: Если сварочный аппарат включен, электрод всегда находится под напряжением.

В: Как защититься от удара током во время сварки?
О: Во время работы тело сварщика должно быть полностью изолировано от металла. Не опирайтесь руками или ногами на рабочее изделие (т. е. свариваемый металл), особенно если на вас влажная одежда или если она не полностью закрывает кожу (последнее абсолютно недопустимо). Если Вам нужно встать или лечь на рабочую поверхность, воспользуйтесь листом фанеры, резиновым ковриком или любой другой сухой изоляцией. Во время сварки оператор должен носить сухие плотные перчатки. Не прикасайтесь к электроду и металлическим деталям электрододержателя голой кожей или мокрой одеждой.

Зоны риска

В: В каких случаях дуговая сварка связана с большой опасностью удара током?
О: Риск возникает в тех случаях, когда сварка проводится в опасных с точки зрения электротехники условиях (в сырых местах или при использовании мокрой одежды, на металлических конструкциях, например, стальных полах, решетках или строительных лесах, при сварке в стесненном положении, например, сидя, на коленях или лежа, а также при высокой вероятности неизбежных или случайных контактов с рабочим изделием или заземлением).

В: Какой тип сварочного оборудования лучше всего подходит для дуговой сварки в опасных условиях?
О: Полуавтоматические сварочные аппараты постоянного тока с постоянной ВАХ, аппараты для ручной сварки на постоянном токе и аппараты для сварки на переменном токе с пониженным напряжением.

В: Что нужно предпринять при ударе током?
О: Любой удар током, даже самый слабый, нужно расценивать как предупреждение. Обязательно выясните причину удара – проверьте свое оборудование и проанализируйте процесс сварки и пространство вокруг своего рабочего места. При необходимости немедленно обратитесь за медицинской помощью.

В: Что предпринять при подозрении на неполадки?
О: При любом подозрении на неполадки отключите питание сварочного аппарата и сообщите о произошедшем своему руководителю или профессиональному электрику. Пока этот аппарат не будет проверен, им запрещено пользоваться.

Узнаем как из постоянного тока сделать переменный? Какой ток опаснее

Использование в повседневной жизни различных электрических приборов и устройств, работающих благодаря электроэнергии, обязывает нас иметь минимальные познания в области электротехники. Это знания, которые сохраняют нам жизнь. Ответы на вопросы о том, как из постоянного тока сделать переменный, какое напряжение должно быть в квартире и какой ток опасен, современный человек должен знать, чтобы избежать поражения и гибели от него.

Способы получения электричества

Сегодня невозможно представить свою жизнь без электроэнергии. Ежедневно все население нашей планеты использует миллионы ватт электричества для обеспечения нормальной жизнедеятельности. Но очередной раз, включая электрочайник, человек не задумывается о том, какой путь пришлось проделать электричеству, чтобы он смог заварить себе утреннюю чашку ароматного кофе.

Существует несколько способов получения электричества:

из тепловой энергии;
из энергии воды;
из атомной (ядерной) энергии;
из ветровой энергии;
из солнечной энергии и др.

Для того чтобы понять природу возникновения электрической энергии, рассмотрим несколько примеров.

Электричество из энергии ветра

Электрический ток — это направленное движение заряженных частиц. Самый простой способ его получения — энергия природных сил.

В данном примере от энергии ветра. Природный феномен дующего с различной силой ветра люди научились использовать давно. Укрощает ветер простой ветряк, оборудованный приводом и соединённый с генератором. Генератор и вырабатывает электрическую энергию.

Излишки тока при постоянном использовании ветряка можно накапливать в аккумуляторных батареях. Выработанный постоянный экологически чистый ток в быту и производстве не применяется.

Полученный и преобразованный в переменный ток, он идет для бытового использования. Накопленные излишки электричества хранятся в аккумуляторных батареях. При отсутствии ветра запасы электричества, хранящиеся в аккумуляторах, преобразуются и поступают на нужды человека.

Электроэнергия из воды

К большому сожалению, этот вид природной энергии, дающий возможность получать электричество, не везде имеется. Рассмотрим способ получения электричества там, где воды много.

Простейшая ГЭС, сделанная из дерева по принципу мельницы, размер которой порядка 1,5 метров, способна обеспечить электричеством, используемым и на отопление, частное подсобное хозяйство. Такую бесплотинную ГЭС сделал русский изобретатель, уроженец Алтая — Николай Ленев. Он создал ГЭС, перенести которую могут два взрослых мужчины. Все дальнейшие действия аналогичны получению электричества от ветряка.

Вырабатывают электричество и крупные электростанции и гидростанции. Для промышленного получения электричества применяют огромные котлы, дающие пар. Температура пара достигает 800 градусов, а давление в трубопроводе поднимается до 200 атмосфер. Этот перегретый пар с высокой температурой и огромным давлением поступает на турбину, которая начинает вращаться и вырабатывать ток.

То же самое происходит и на гидроэлектростанциях. Только здесь вращение происходит за счёт больших скорости и объема воды, падающей с огромной высоты.

Обозначение тока и применение его в быту

Постоянный ток обозначается DC. На английском языке пишется как Direct Current. Он в процессе работы со временем не меняет своих свойств и направления. Частота постоянного тока равна нулю. Обозначают его на чертежах и оборудовании прямой короткой горизонтальной черточкой или двумя параллельными черточками, одна из которых пунктирная.

Используется постоянный ток в привычных нам аккумуляторах и батарейках, используемых в огромном числе различного типа устройств, таких как:

счетные машинки;
детские игрушки;
слуховые аппараты;
прочие механизмы.

Все ежедневно пользуются мобильным телефоном. Зарядка его происходит через блок питания, компактный преобразователь DC/AC, включаемый в бытовую розетку.

Электрические приборы потребляют переменный однофазный ток. Электроприборы заработают только с подключением трансформатора и выпрямителя тока. Многие производители устанавливают преобразователь DC/AC непосредственно в сам агрегат. Это намного упрощает эксплуатацию электрооборудования.

Как из постоянного тока сделать переменный?

Выше говорилось, что все аккумуляторы, батарейки для фонариков, пультов телевизоров имеют постоянный ток. Чтобы преобразовать ток, существует современное устройство под названием инвертор, он с легкостью из постоянного тока сделает переменный. Рассмотрим, как это применимо в повседневности.

Бывает, что во время нахождения в автомашине человеку необходимо срочно распечатать на ксероксе документ. Ксерокс имеется, машина работает и, включив в прикуриватель переходник на инвертор, он может подключить к нему ксерокс и распечатать документы. Схема преобразователя достаточно сложна, особенно для людей, которые имеют отдаленное понятие о работе электричества. Поэтому в целях безопасности лучше не пытаться самостоятельно соорудить инвертор.

Переменный ток и его свойства

Протекая, переменный ток в течение одной секунды меняет направление и величину 50 раз. Изменение движения тока — это его частота. Обозначается частота в герцах.

У нас частота тока 50 герц. Во многих странах, например США, частота равна 60 герц. Также бывает трёхфазный и однофазный переменный ток.

Для бытовых нужд приходит электричество, равное 220 вольтам. Это действующее значение переменного тока. Но амплитуда тока максимального значения будет больше на корень из двух. Что в итоге даст 311 вольт. То есть фактическое напряжение бытовой сети составляет 311 вольт. Для изменения постоянного тока на переменный применяются трансформаторы, в которых используются различные схемы преобразователей.

Передача тока по высоковольтным линиям

Все электрические наружные сети несут по своим проводам переменный ток различного напряжения. Оно может колебаться от 330000 вольт до 380 вольт. Передача осуществляется только переменным током. Данный способ транспортировки — самый простой и дешёвый. Как из переменного тока сделать постоянный, давно известно. Поставив трансформатор в нужном месте, получим необходимое напряжение и силу тока.

Схемы преобразователей

Самая простая схема решения вопроса о том, как из постоянного тока сделать переменный 220 В, не существует. Это может сделать диодный мост. Схема преобразователя DC/AC имеет в своём составе четыре мощных диода. Мост, собранный из них, создает движение тока в одном направлении. Мостик срезает верхние границы переменных синусоид. Диоды собираются последовательно.

Вторая схема преобразователя переменного тока — это параллельное подключение на выход с моста, собранного из диодов, конденсатора или фильтра, который сгладит и исправит провалы между пиками синусоид.

Отлично преобразует постоянный ток в переменный инвертор. Схема его сложна. Используемые детали не из дешевого порядка. Потому и цена на инвертор немаленькая.

Какой электрический ток опаснее – постоянный или переменный

В повседневной жизни мы постоянно сталкиваемся на работе и в быту с электроприборами, подключенными в розетки. Ток, бегущий от электрического щита до розетки, однофазный переменный. Происходят случаи поражения электрическим током. Меры безопасности и знания о поражении током необходимы.

В чем принципиальная разница между попаданием под напряжение переменным током и постоянным? Имеется статистика, что переменный DC однофазный ток в пять раз опаснее постоянного AC тока. Поражение током, вне зависимости от его типа, само по себе отрицательный факт.

Последствия от поражения током

Небрежность в обращении с электроприборами может, мягко говоря, негативно сказаться на здоровье человека. Поэтому не стоит экспериментировать с электричеством, если на то нет специальных навыков.

Действие тока на человека зависит от нескольких факторов:

сопротивления тела самого потерпевшего;
напряжения, под которое попал человек.
от силы тока на момент контакта человека с электричеством.

С учетом всего перечисленного можно сказать, что действие переменного тока намного опаснее, чем постоянного. Имеются данные экспериментов, подтверждающие факт, что для получения равного результата при поражении сила постоянного тока должна быть в четыре — пять раз выше, чем переменного.

Сама природа переменного тока отрицательно сказывается на работе сердца. При поражении током происходит непроизвольное сокращение сердечных желудочков. Это может привести к его остановке. Особенно опасно соприкосновение с оголенными жилами людям, имеющим сердечный стимулятор.

У постоянного тока частота отсутствует. Но высокие напряжение и сила тока могут привести также к летальному исходу. Выйти из под контакта с постоянным электрическим током проще, чем из-под контакта с переменным.

Этот небольшой обзор природы электрического тока, его преобразования должен быть полезен людям, далеким от электричества. Минимальные познания в области происхождения и работы электроэнергии помогут понять суть работы обычных бытовых приборов, которые так необходимы для комфортной и спокойной жизни.

Импульсный и постоянный ток разница примеры. Какой ток в обычной розетке: постоянный или переменный

Содержание:

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

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

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

Имеет смысл ответить на все возникшие вопросы.

Что такое электрический ток?

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

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

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

Ток постоянный и переменный

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

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

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

Различия токов

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

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

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

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

Передача тока на большие расстояния

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

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

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

Особенности передачи

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

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

Генерирование

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

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

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

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

История

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

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

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

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

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

Выводы

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

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

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

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

Сейчас невозможно представить себе человеческую цивилизацию без электричества. Телевизоры, компьютеры, холодильники, фены, стиральные машины — вся бытовая техника работает на нем. Не говоря уже о промышленности и больших корпорациях. Основным источником энергии для электроприемников является переменный ток. А что это такое? Каковы его параметры и характеристики? Чем отличаются постоянный и переменный ток? Мало кто из людей знает ответы на эти вопросы.

Переменный против постоянного

В конце девятнадцатого века, благодаря открытиям в области электромагнетизма, возник спор по поводу того, какой же ток лучше применять, чтобы удовлетворить человеческие потребности. Как же все начиналось? Томас Эдисон в 1878 году основал свою компанию, которая в будущем стала знаменитой General Electric. Компания быстро разбогатела и завоевала доверие инвесторов и простых граждан Соединенных Штатов Америки, так как было построено по всей стране несколько сотен электростанций, работающих на постоянном токе. Заслуга Эдисона — в изобретении трехпроводной системы. Постоянный ток замечательно работал с первыми электрическими двигателями и лампами накаливания. Это были фактически единственные приемники энергии на то время. Счетчик, который также был изобретен Эдисоном, работал исключительно на постоянном токе. Однако в противовес развивающейся компании Эдисона выступили конкурентные корпорации и изобретатели, которые хотели противопоставить постоянному току переменный.

Недостатки изобретения Эдисона

Джордж Вестингауз, инженер и бизнесмен, заметил в патенте Эдисона слабое звено — огромные потери в проводниках. Однако ему не удалось разработать конструкцию, которая могла бы конкурировать с этим изобретением. В чем же недостаток Эдисоновского постоянного тока? Основная проблема — передача электроэнергии на расстояния. А так как при его увеличении растет и сопротивление проводников, то это значит, что будут увеличиваться и потери мощности. Для понижения этого уровня необходимо либо повышать напряжение, а это приведет к понижению силы самого тока, либо утолщать провод (то есть снижать сопротивление проводника). Способов эффективного повышения напряжения постоянного тока в то время не было, поэтому электростанции Эдисона держали напряжение, близкое к двум сотням вольт. К сожалению, передаваемые таким образом потоки мощности не могли обеспечить нужды промышленных предприятий. Постоянный ток не мог гарантировать генерацию электроэнергии мощным потребителям, которые находились на значительном расстоянии от электростанции. А повышать толщину проводов или строить больше станций было слишком дорого.

Переменный ток против постоянного

Благодаря разработанному в 1876 году инженером Павлом Яблочковым трансформатору, изменять напряжение у переменного тока было очень просто, что давало потрясающую возможность передавать его на сотни и тысячи километров. Однако на тот момент не существовало двигателей, которые работали бы на переменном токе. Соответственно, не было и генерирующих станций, и сетей для передачи.

Изобретения Николы Теслы

Несомненное преимущество постоянного длилось недолго. Никола Тесла, работая инженером в фирме Эдисона, понял, что постоянный ток не может обеспечить человечество электроэнергией. Уже в 1887 году Тесла получил сразу несколько патентов на аппараты переменного тока. Началась целая борьба за более эффективные системы. Основными конкурентами Теслы были Томсон и Стенли. А 1888 году однозначную победу получил сербский инженер, который предоставил систему, способную транспортировать электрическую энергию на расстояния в сотни миль. Молодого изобретателя быстро взял к себе Вестингауз. Однако сразу же началось противостояние между компаниями Эдисона и Вестингауза. Уже в 1891 году была разработана Теслой система трехфазного переменного тока, что позволило выиграть тендер по строительству огромной электрической станции. С тех пор однозначно позицию лидера занял переменный ток. Постоянный же сдавал свои позиции по всем фронтам. Особенно когда появились выпрямители, способные преобразовывать переменный ток в постоянный, что стало удобно для всех приемников.

Определение переменного тока

Пример простейшего генератора

В качестве самого простого источника используют прямоугольную рамку, изготовленную из меди, которая закреплена на оси и вращается в магнитном поле при помощи ременной передачи. Концы этой рамки припаяны контактными кольцами к медным, которые скользят по щеткам. Магнит создает равномерно распределенное в пространстве магнитное поле. Плотность силовых магнитных линий здесь одинакова в любой части. Вращающаяся рамка пересекает эти линии, и на ее сторонах индуцируется переменная электродвижущая сила (ЭДС). С каждым поворотом направление суммарной ЭДС меняется на обратное, так как рабочие стороны рамки за оборот проходят через разные полюса магнита. Так как меняется скорость пересечения силовых линий, то становится другой и величина электродвижущей силы. Поэтому если равномерно вращать рамку, то индуктированная электродвижущая сила периодически будет меняться как по направлению, так и по величине, ее можно измерить при помощи внешних приборов и, как следствие, использовать для того, чтобы создавать переменный ток во внешних цепях.

Синусоидальность

Что это такое? Переменный ток графически характеризуется волнообразной кривой — синусоидой. Соответственно, ЭДС, ток и напряжение, которые изменяются по этому закону, называются параметрами синусоидальными. Кривая так названа потому, что является изображением тригонометрической переменной величины — синуса. Именно синусоидальный характер переменного тока — наиболее распространенный во всей электротехнике.

Параметры и характеристики

Переменный ток — это явление, которое характеризуется определенными параметрами. К ним относят амплитуду, частоту и период. Последний (обозначается буквой Т) — это промежуток времени, в течение которого напряжение, ток или ЭДС совершает цикл полного изменения. Чем быстрее будет вращение ротора у генератора, тем период будет меньше. Частотой (f) называют количество полных периодов тока, напряжения или ЭДС. Она измеряется в Гц (герцах) и обозначает количество периодов за одну секунду. Соответственно, чем больше период, тем меньше частоты. Амплитудой такого явления, как переменный ток, называют наибольшее его значение. Записывается амплитуда напряжения, тока или электродвижущей силы буквами с индексом «т» — U т I т, Е т соответственно. Часто к параметрам и характеристикам переменного тока относят действующее значение. Напряжение, ток или ЭДС, которая действует в цепи в каждый момент времени — мгновенное значение (помечают строчными буквами — і, u, e). Однако оценивать переменный ток, совершенную им работу, создаваемое тепло сложно по мгновенному значению, так как оно постоянно меняется. Поэтому применяют действующее, которое характеризует силу постоянного тока, выделяющего за время прохождения по проводнику столько же тепла, сколько это делает переменный.

Лишь немногие способны реально осознать, что переменный и постоянный ток чем-то отличаются. Не говоря уже о том, чтобы назвать конкретные различия. Цель данной статьи — объяснить основные характеристики этих физических величин в терминах, понятных людям без багажа технических знаний, а также предоставить некоторые базовые понятия, касающиеся данного вопроса.

Сложности визуализации

Большинству людей не составляет труда разобраться с такими понятиями, как «давление», «количество» и «поток», поскольку в своей повседневной жизни они постоянно сталкиваются с ними. Например, легко понять, что увеличение потока при поливе цветов увеличит количество воды, выходящей из поливочного шланга, в то время как увеличение давления воды заставит ее двигаться быстрее и с большей силой.

Электрические термины, такие как «напряжение» и «ток», обычно трудно понять, поскольку нельзя увидеть или почувствовать электричество, движущееся по кабелям и электрическим контурам. Даже начинающему электрику чрезвычайно сложно визуализировать происходящее на молекулярном уровне или даже четко понять, что собой представляет, например, электрон. Эта частица находятся вне пределов сенсорных возможностей человека, ее невозможно увидеть и к ней нельзя прикоснуться, за исключением случаев, когда определенное количество их не пройдет через тело человека. Только тогда пострадавший определенно ощутит их и испытывает то, что обычно называют электрическим шоком.

Тем не менее, открытые кабели и провода большинству людей кажутся совершенно безвредными только потому, что они не могут увидеть электронов, только и ждущих того, чтобы пойти по пути наименьшего сопротивления, которым обычно является земля.

Аналогия

Понятно, почему большинство людей не могут визуализировать то, что происходит внутри обычных проводников и кабелей. Попытка объяснить, что что-то движется через металл, идет вразрез со здравым смыслом. На самом базовом уровне электричество не так сильно отличается от воды, поэтому его основные понятия довольно легко освоить, если сравнить электрическую цепь с водопроводной системой. Основное различие между водой и электричеством заключается в том, что первая заполняет что-либо, если ей удастся вырваться из трубы, в то время как второе для передвижения электронов нуждается в проводнике. Визуализируя систему труб, большинству легче понять специальную терминологию.

Напряжение как давление

Напряжение очень похоже на давление электронов и указывает, как быстро и с какой силой они движутся через проводник. Эти физические величины эквивалентны во многих отношениях, включая их отношение к прочности трубопровода-кабеля. Подобно тому, как слишком большое давление разрывает трубу, слишком высокое напряжение разрушает экранирование проводника или пробивает его.

Ток как поток

Ток представляет собой расход электронов, указывающий на то, какое их количество движется по кабелю. Чем он выше, тем больше электронов проходит через проводник. Подобно тому, как большое количество воды требует более толстых труб, большие токи требуют более толстых кабелей.

Использование модели водяного контура позволяет объяснить и множество других терминов. Например, силовые генераторы можно представить как водяные насосы, а электрическую нагрузку — как водяную мельницу, для вращения которой требуется поток и давление воды. Даже электронные диоды можно рассматривать как водяные клапаны, которые позволяют воде течь только в одну сторону.

Постоянный ток

Какая разница между постоянным и переменным током, становится ясно уже из названия. Первый представляет собой движение электронов в одном направлении. Очень просто визуализировать его с использованием модели водяного контура. Достаточно представить, что вода течет по трубе в одном направлении. Обычными устройствами, создающими постоянный ток, являются солнечные элементы, батареи и динамо-машины. Практически любое устройство можно спроектировать так, чтобы оно питалось от такого источника. Это почти исключительная прерогатива низковольтной и портативной электроники.

Постоянный ток довольно прост, и подчиняется закону Ома: U = I × R. измеряется в ваттах и равна: P = U × I.

Из-за простых уравнений и поведения постоянный ток относительно легко осмыслить. Первые системы передачи электроэнергии, разработанные Томасом Эдисоном еще в XIX веке, использовали только его. Однако вскоре разница в переменном токе и постоянном стала очевидной. Передача последнего на значительные расстояния сопровождалась большими потерями, поэтому через несколько десятилетий он был заменен более выгодной (тогда) системой, разработанной Николой Теслой.

Несмотря на то что коммерческие силовые сети всей планеты в настоящее время используют переменный ток, ирония заключается в том, что развитие технологии сделало передачу постоянного тока высокого напряжения на очень больших расстояниях и при экстремальных нагрузках более эффективной. Что, например, используется при соединении отдельных систем, таких как целые страны или даже континенты. В этом заключается еще одна разница в переменном токе и постоянном. Однако первый по-прежнему используется в низковольтных коммерческих сетях.

Постоянный и переменный ток: разница в производстве и использовании

Если переменный ток намного проще производить с помощью генератора, используя кинетическую энергию, то батареи могут создавать только постоянный. Поэтому последний доминирует в схемах питания низковольтных устройств и электроники. Аккумуляторы могут заряжаться только от постоянного тока, поэтому переменный ток сети выпрямляется, когда аккумулятор является основной частью системы.

Широко распространенным примером может служить любое транспортное средство — мотоцикл, автомобиль и грузовик. Генератор, устанавливаемый на них, создает переменный ток, который мгновенно преобразуется в постоянный с помощью выпрямителя, поскольку в системе электроснабжения присутствует аккумулятор, и большинству электроники для работы требуется постоянное напряжение. Солнечные элементы и топливные ячейки также производят только постоянный ток, который затем при необходимости можно преобразовать в переменный с помощью устройства, называемого инвертором.

Направление движения

Это еще один пример разницы постоянного тока и переменного тока. Как следует из названия, последний представляет собой поток электронов, который постоянно меняет свое направление. С конца XIX века почти во всех бытовых и промышленных электрических всего мира используется синусоидальный переменный ток, поскольку его легче получить и гораздо дешевле распределять, за исключением очень немногих случаев передачи на большие расстояния, когда потери мощности вынуждают использовать новейшие высоковольтные системы постоянного тока.

У переменного тока есть еще одно большое преимущество: он позволяет возвращать энергию из точки потребления обратно в сеть. Это очень выгодно в зданиях и сооружениях, которые производят больше энергии, чем потребляют, что вполне возможно при использовании альтернативных источников, таких как солнечные батареи и Тот факт, что переменный ток позволяет обеспечить двунаправленный поток энергии, является основной причиной популярности и доступности альтернативных источников питания.

Частота

Когда дело доходит до технического уровня, к сожалению, объяснить, как работает переменный ток, становится сложно, поскольку модель водяного контура к нему не совсем подходит. Однако можно визуализировать систему, в которой вода быстро меняет направление потока, хотя не понятно, как она при этом будет делать что-то полезное. Переменный ток и напряжение постоянно меняют свое направление. Скорость изменения зависит от частоты (измеряемой в герцах) и для бытовых электрических сетей обычно составляет 50 Гц. Это означает, что напряжение и ток меняют свое направление 50 раз в секунду. Вычислить активную составляющую в синусоидальных системах довольно просто. Достаточно разделить их пиковое значение на √2.

Когда переменный ток меняет направление 50 раз в секунду, это означает, что лампы накаливания включаются и выключаются 50 раз в секунду. Человеческий глаз не может это заметить, и мозг просто верит, что освещение работает постоянно. В этом заключается еще одна разница в переменном токе и постоянном.

Векторная математика

Ток и напряжение не только постоянно меняются — их фазы не совпадают (они несинхронизированные). Подавляющее большинство силовых нагрузок переменного тока вызывает разность фаз. Это означает, что даже для самых простых вычислений нужно применять векторную математику. При работе с векторами невозможно просто складывать, вычитать или выполнять любые другие операции скалярной математики. При постоянном токе, если по одному кабелю в некоторую точку поступает 5A, а по другому — 2A, то результат равен 7A. В случае переменного это не так, потому что итог будет зависеть от направления векторов.

Коэффициент мощности

Активная мощность нагрузки с питанием от сети переменного тока может быть рассчитана с помощью простой формулы P = U × I × cos (φ), где φ — угол между напряжением и током, cos (φ) также называется коэффициентом мощности. Это то, чем отличаются постоянный и переменный ток: у первого cos (φ) всегда равен 1. Активная мощность необходима (и оплачивается) бытовыми и промышленными потребителями, но она не равна комплексной, проходящей через проводники (кабели) к нагрузке, которая может быть рассчитана по формуле S = U × I и измеряется в вольт-амперах (ВА).

Разница между постоянным и переменным током в расчетах очевидна — они становятся более сложными. Даже для выполнения самых простых вычислений требуется, по крайней мере, посредственное знание векторной математики.

Сварочные аппараты

Разница между постоянным и переменным током проявляется и при сварке. Полярность дуги оказывает большое влияние на ее качество. Электрод-позитивная сварка проникает глубже, чем электрод-негативная, но последняя ускоряет наплавление металла. При постоянном токе полярность всегда постоянная. При переменном она меняется 100 раз в секунду (при 50 Гц). Сварка при постоянном предпочтительнее, так как она производится более ровно. Разница в сварке переменным и постоянным током заключается в том, что в первом случае движение электронов на долю секунды прерывается, что приводит к пульсации, неустойчивости и пропаданию дуги. Этот вид сварки используется редко, например, для устранения блуждания дуги в случае электродов большого диаметра.

Ток – это движение электронов в определенном направлении. Оно нужно, чтобы в наших устройствах тоже двигались электроны. Откуда берется ток в розетке?

Электростанция преобразует кинетическую энергию электронов в электрическую. То есть, гидроэлектростанция использует проточную воду для вращения турбины. Пропеллер турбины вращает клубок меди между двух магнитов. Магниты заставляют электроны в меди двигаться, из-за этого начинают двигаться электроны в проводах, которые присоединены к клубку меди — получается ток.

Генератор — как насос для воды, а провод — как шланг. Генератор-насос качает электроны-воду через провода-шланги.

Переменный ток — это тот ток, который у нас в розетке. Он называется переменным, потому что направление движения электронов постоянно меняется. У переменного тока из розеток бывает разная частота и электрическое напряжение. Что это значит? В российских розетках частота 50 герц и напряжение 220 вольт. Получается, что за секунду поток электронов 50 раз меняет направление движения электронов и заряд с положительного на отрицательный. Смену направлений можно заметить в флуоресцентных лампах, когда их включаешь. Пока электроны разгоняются, она несколько раз мигает — это и есть смена направлений движения. А 220 вольт — это максимально возможный «напор», с которым движутся электроны в этой сети.

В переменном токе постоянно меняется заряд. Это значит, что напряжение составляет то 100%, то 0%, то снова 100%. Если бы напряжение было 100% постоянно, то понадобился бы провод огромного диаметра, а с меняющимся зарядом провода могут быть тоньше. Это удобно. По небольшому проводу электростанция может отправить миллионы вольт, потом трансформатор для отдельного дома забирает, например 10000 вольт, и в каждую розетку выдает по 220.

Постоянный ток — это ток, который у вас в телефонном аккумуляторе или батарейках. Он называется постоянным, потому что направление движения электронов не меняется. Зарядные устройства трансформируют переменный ток из сети в постоянный, и уже в таком виде он оказывается в аккумуляторах.

Переменным называется ток, изменение которого по величине и направлению повторяется периодически через равные промежутки времени Т.

В области производства, передачи и распределения электрической энергии переменный ток имеет по сравнению с постоянным, два основных преимущества:

1) возможность (при помощи трансформаторов) просто и экономично повышать и понижать напряжение, это имеет решающее значение для передачи энергии на большие расстояния.

2) большую простоту устройств электродвигателей, а следовательно, и их меньшую стоимость.

Значение переменной величины (тока, напряжения, ЭДС) в любой момент времени t называется мгновенным значением и обозначается строчными буквами (ток i, напряжение u, ЭДС – е).

Наибольшее из мгновенных значений периодически изменяющихся токов, напряжений или ЭДС, называются максимальными или амплитудными значениями и обозначаются прописными буквами с индексом «м» (I м, U м).

Наименьший промежуток времени, по прошествии которого мгновенные значения переменной величины (ток, напряжение, ЭДС) повторяется в той же последовательности, называется периодом Т, а совокупность изменений, происходящих в течение периода, — циклом.

Величина обратная периоду называется частотой и обозначается буквой f.

Т.е. частота – число периодов за 1 секунду.

Единица частоты 1/сек – называется герц (Гц). Более крупные единицы частоты – килогерц (кГц) и мегагерц (МГц).

Получение переменного синусоидального тока.

Переменные токи и напряжения в технике стремятся получить по простейшему периодическому закону – синусоидальному. Т. к. синусоида – единственная периодическая функция, имеющая подобную себе производную, в результате чего во всех звеньях электрической цепи форма кривых напряжений и токов получается одинаковой, чем значительно упрощаются расчеты.

Для получения токов промышленной частоты служат генераторы переменного тока в основе работы которых лежит закон электромагнитной индукции, согласно которому при движении замкнутого контура в магнитном поле в нем возникает ток.

Схема простейшего генератора переменного тока

Генераторы переменного тока большой мощности, рассчитанные на напряжения 3 – 15 кв, выполняются с неподвижной обмоткой на статоре машины и вращающимся электромагнитом-ротором. При такой конструкции легче надежно изолировать провода неподвижной обмотки и проще отвести ток во внешнюю цепь.

Одному обороту ротора двухполюсного генератора соответствует один период переменной ЭДС, наведенной на его обмотке.

Если ротор делает n оборотов в минуту, то частота индуктированной ЭДС

Т.к. при этом угловая скорость генератора
, то между ней и частотой, наведенной ЭДС существует соотношение
.

Фаза. Сдвиг фаз.

Предположим, что генератор имеет на якоре два одинаковых витка, сдвинутых в пространстве. При вращении якоря в витках наводятся ЭДС одинаковой частоты и с одинаковыми амплитудами, т.к. витки вращаются с одинаковой скоростью в одном и том же магнитном поле. Но вследствие сдвига витков в пространстве ЭДС достигают амплитудных знамений неодновременно.

Если в момент начала отсчета времени (t=0) виток 1 расположен относительно нейтральной плоскости под углом
, а виток 2 под углом
. То наведенная в первом витке ЭДС:,

а во втором:

В момент отсчета времени:

Электрические углы иопределяющие значения ЭДС в начальный момент времени, называетсяначальными фазами.

Разность начальных фаз двух синусоидальных величин одной частоты называется углом сдвига фаз .

Та величина, у которой нулевые значения (после которых она принимает положительные значения), или положительные амплитудные значения достигаются раньше, чем у другой, считается опережающей по фазе, а та у которой те же значения достигаются позже – отстающей по фазе.

Если две синусоидальные величины одновременно достигают своих амплитудных и нулевых значений, то говорят, что величины совпадают по фазе . Если угол сдвига фаз синусоидальных величин равен 180 0
, то говорят, что они изменяются впротивофазе.

Что такое постоянный и переменный электрический ток. Чем отличается постоянный электрический ток от переменного

Содержание:

Имеет смысл ответить на все возникшие вопросы.

Что такое электрический ток?

Ток постоянный и переменный

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

Различия токов

Передача тока на большие расстояния

Особенности передачи

Генерирование

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

История

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

Выводы

Июл 22 2017

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

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

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

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

В результате человеческое общество пыталось произвести людей путём:

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

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

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

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

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

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

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

Южный (аналогический).
Северный (антилогический).

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

Иначе говоря, кристалл турмалина при изменении температуры вырабатывает электричество.

Дальнейшие исследования показали, что размер потенциала зависит от:

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

Прочие же факторы никакого влияния на величину заряда не оказывают.

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

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

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

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

Кюри использовал для этого статическое давление обычной массы.

Понятно, что весь эксперимент проводится на изолирующей поверхности.

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

Как появляется электрический ток

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

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

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

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

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

Теперь возьмём аналогию с кристаллом турмалина

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

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

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

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

Что представляют собой означенные выше понятия?

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

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

Но исходное понятие именно в физике требует более строгих услови

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

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

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

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

Это образно говоря. Плотность носителей меняется по закону синусоиды.

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

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

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

Как дело обстоит на самом деле с электрическим током

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Мы полагаем, нашим читателям это только забьёт голову.

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

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

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

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

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

Примеры использования переменного и постоянного тока

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

Аналогично работают:

Аккумулятор сотового телефона.
Батарейка любого типа.
Аккумулятор питания ноутбуков.

Но это все ёмкости, а как же генераторы?

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

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

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

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

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

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

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

Это касается и переменного, и постоянного тока.

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

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

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

Сложности визуализации

Аналогия

Напряжение как давление

Ток как поток

Постоянный ток

Постоянный ток довольно прост, и подчиняется закону Ома: U = I × R. измеряется в ваттах и равна: P = U × I.

Постоянный и переменный ток: разница в производстве и использовании

Направление движения

У переменного тока есть еще одно большое преимущество: он позволяет возвращать энергию из точки потребления обратно в сеть. Это очень выгодно в зданиях и сооружениях, которые производят больше энергии, чем потребляют, что вполне возможно при использовании альтернативных источников, таких как солнечные батареи и ветряные турбины. Тот факт, что переменный ток позволяет обеспечить двунаправленный поток энергии, является основной причиной популярности и доступности альтернативных источников питания.

Частота

Векторная математика

Коэффициент мощности

Сварочные аппараты

Электрическим током называют направленное, упорядоченное движение заряженных частиц.

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

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

Разница переменного тока от постоянного

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

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

Передача переменного тока потребителям

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

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

Преобразование переменного тока в постоянный

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

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

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

Современный мир уже сложно представить без электричества. Освещение помещений, работа бытовых приборов, компьютеров, телевизоров – все это давно стало привычными атрибутами жизни человека. Но одни электроприборы питаются от переменного тока, тогда как другие – от постоянного.

Электрический ток представляет собой направленный поток электронов от одного полюса источника тока к другому. Если это направление постоянно и не меняется во времени, говорят о постоянном токе. Один вывод источника тока при этом считается плюсовым, второй – минусовым. Принято считать, что ток течет от плюса к минусу.

Классическим примером источника постоянного тока является обычная пальчиковая батарейка. Такие батарейки широко применяются в качестве источника питания в малогабаритной электронной аппаратуре – например, в пультах дистанционного управления, в фотоаппаратах, радиоприемниках и т.д. и т.п.

Переменный ток, в свою очередь, характеризуется тем, что периодически меняет свое направление. Например, в России принят стандарт, согласно которому напряжение в электрической сети равно 220 В, а частота тока составляет 50 Гц. Именно второй параметр и характеризует, с какой частотой изменяется направление электрического тока. Если частота тока равна 50 Гц, то он меняет свое направление 50 раз в секунду.

Значит ли это, что в обычной электрической розетке, имеющей два контакта, периодически меняются плюс с минусом? То есть сначала на одном контакте плюс, на другом минус, потом наоборот и т.д. и т.п.? На самом деле все обстоит немного иначе. Электрические розетки в электросети имеют два вывода: фазовый и заземляющий. Обычно их называют «фазой» и «землей». Заземляющий вывод безопасен, напряжения на нем нет. На фазовом же выводе с частотой 50 Гц в секунду меняются плюс и минус. Если коснуться «земли», ничего не произойдет. Фазового же провода лучше не касаться, так как он всегда находится под напряжением 220 В.

Одни приборы питаются от постоянного тока, другие от переменного. Зачем вообще потребовалось такое разделение? На самом деле большинство электронных приборов используют именно постоянное напряжение, даже если включаются в сеть переменного тока. В этом случае переменный ток преобразуется в постоянный в выпрямителе, в простейшем случае состоящем из диода, срезающего одну полуволну, и конденсатора для сглаживания пульсаций.

Переменный же ток используется только потому, что его очень удобно передавать на большие расстояния, потери в этом случае сводятся к минимуму. Кроме того, он легко поддается трансформации – то есть изменению напряжения. Постоянный ток трансформировать нельзя. Чем выше напряжение, тем ниже потери при передаче переменного тока, поэтому на магистральных линиях напряжение достигает нескольких десятков, а то и сотен тысяч вольт. Для подачи в населенные пункты высокое напряжение снижается на подстанциях, в результате в дома поступает уже достаточно низкое напряжение 220 В.

В разных странах приняты неодинаковые стандарты питающего напряжения. Так, если в европейских странах это 220 В, то в США – 110 В. Интересен и тот факт, что знаменитый изобретатель Томас Эдисон не смог в свое время оценить все преимущества переменного тока и отстаивал необходимость использования в электрических сетях именно постоянного тока. Лишь позже он был вынужден признать, что ошибся.

Что опаснее — постоянный или переменный ток?

Человечество до 80-х годов 19 века мало интересовалось электричеством. Оно использовалось учеными мужами в своих изысканиях, единственной реальной пользой для простых людей была установка молниеотводов. Хотя в 19 веке работы Фарадея, Герца, Максвелла и других физиков объяснили многие электрические явления, практического использования электричества в промышленности и быту не было.

Ситуация изменилась в 80-х годах 19 века, когда остро встал вопрос об освещении крупных городов. Создание ламп накаливания с длительным сроком эксплуатации дало возможность использовать электрический ток в этих целях. Привычная ныне лампочка начала свой поход на смену керосиновым лампам.

Первым за дело взялся великий изобретатель Томас Эдисон, который предполагал использовать постоянный ток для освещения. Некоторое время в его компании работал знаменитый серб Никола Тесла. Хотя проекты генератора переменного тока появлялись и до Теслы, именно сербу удалось создать первый надежный асинхронный двигатель. Серб пытался заинтересовать Эдисона своим изобретением, но тот был уверен в том, что именно постоянный ток ждет великое будущее. Через некоторое время Эдисон не выплатил Тесле обещанные 50 000 долларов за усовершенствование машин генерирующих постоянный ток, и последний уволился с работы.

В 1888 году Тесла нашел в лице промышленника Джорджа Вестингауза ревностного сторонника переменного тока. Вестингауз был уверен, что оборудование, работающее на переменном токе принесет ему огромное состояние, и оказался прав. Но Эдисон не желал сдавать позиции, между ним и Николой Тесла развернулась так называемая «война токов».

«Война токов»

Каждый из изобретателей стремился показать выгоды своего пути. Построить электростанцию вырабатывающую постоянный ток было сравнительно просто, но его потери с расстоянием требовали, чтобы станция находилась не далее чем в километре от потребителя. Электростанцию переменного тока построить было сложнее, зато он мог передаваться на большие расстояния.

Эдисон планировал строительство большого количества электростанций небольшой мощности, чтобы размещать их поблизости от потребителей. Тесла был уверен, что можно обойтись 1 электростанцией большой мощности и успешно доказывал свою точку зрения. Промышленники склонялись к идее Теслы, ведь построить 1 крупную электростанцию проще и дешевле нежели большое количество маломощных станций.

Однако Эдисон не желал сдаваться, он решил доказать, что постоянный ток безопаснее переменного. Появилось много картинок с людьми держащимися за провода с переменным и постоянным током. На первой картинке человека ждал летальный исход, во втором случае жизни ничего не угрожало. Для подтверждения был проведен демонстрационный опыт, в котором к одному животному был подведен переменный ток, ко второму постоянный. Напряжение в обоих случаях было одинаковым. Первое животное погибло, второе осталось живым.

Казалось, вопрос об относительной безопасности постоянного тока перед переменным был решен однозначно в пользу первого. Однако Тесла нанес контрудар, он для эксперимента избрал собственное тело, через которое пропустил переменный ток напряжением свыше 100 000 В.

Cерб остался цел и невредим.Эксперимент впечатлял многих, но мало кому было известно, что фокус продемонстрированный Теслой был возможен из-за очень высокой частоты (порядка 100 кГц) переменного тока. Просто по такой частоте ток шел по поверхности тела человека, совершенно не затрагивая какие-нибудь жизненно важные органы.

Споры о более опасном виде тока продолжились. Наконец, светлым головам пришла идея, что нет смысла сравнивать с постоянным током переменные токи высоких частот — человек скорее всего подвергнется удара от сети подведенной к его жилищу. А обычная частота тока в сети куда подключены лампочки, и куда всовывают штекер розетки составляет 50-60 Гц.

И вот при частоте в 50-60 Гц появился практически однозначный ответ — постоянный ток менее опасен. Исследование проводилось на животных. Воздействие в 42 В переменного тока ощущалось подопытными как 120 В постоянного тока. Переменный ток в 36 В по своему физиологическому воздействию близок к постоянному току напряжением в 108 В. Если выразиться точнее, чтобы человек почувствовал удар постоянным током, он должен иметь напряжение не меньше 120 В, а переменный ток с напряжением всего в 42 В тряханет вполне ощутимо. Однако и тут все неоднозначно, если напряжение постоянного тока довольно высоко, то человека отбросит от его источника, и вполне возможно получение тяжелой механической травмы. Правда прикосновение к проводу переменного тока с таким же напряжением, скорее всего, приведет к летальному исходу.

Следующий шаг сравнения проходил по воздействию силы тока. Здесь ответ был абсолютно однозначным. Верхняя граница силы переменного тока не приводящего к поражению важных органов определена в 1,2 мА. Для постоянного тока она равна в 7 мА. Сила тока, способная вызвать фибрилляцию, а затем остановку сердца, в случае переменного тока равняется 100 мА, а для постоянного 300 мА.

Итак, при привычных для простых людей напряжениях. Постоянный ток значительно безопаснее переменного тока.

Источник:Перейти

Почему переменный ток более «опасен», чем постоянный ток?

Среднеквадратичное значение переменного напряжения, которое представлено как «110 В», «120 В» или «240 В», ниже пикового напряжения электричества. Переменный ток имеет синусоидальное напряжение, вот так оно и меняется. Так что да, это больше, чем кажется, но не в огромной сумме. 120 В RMS оказывается около 170 В пик-земля.

Я помню, как однажды слышал, что для человеческого тела опасен ток, а не напряжение.Эта страница хорошо это описывает. По их мнению, если через ваше тело проходит более 100 мА переменного или постоянного тока, вы, вероятно, мертвы.

Одна из причин, по которой AC может считаться более опасным, заключается в том, что у него, возможно, больше способов проникнуть в ваше тело. Поскольку напряжение меняется, это может привести к тому, что ток будет входить в ваше тело и выходить из него даже без замкнутого контура, поскольку ваше тело (и то, к какому заземлению оно подключено) имеет емкость. DC не может этого сделать. Кроме того, переменный ток довольно легко повышается до более высоких напряжений с помощью трансформаторов, в то время как для постоянного тока требуется довольно сложная электроника.Наконец, хотя ваша кожа обладает довольно высоким сопротивлением для защиты, а воздух также является отличным изолятором, пока вы не прикасаетесь к проводам, иногда индуктивность трансформаторов переменного тока может вызывать высоковольтные искры, которые разрушают воздух. и, я полагаю, тоже может немного проникнуть через вашу кожу.

Кроме того, как вы упомянули, сердце управляется электрическими импульсами, и повторяющиеся электрические импульсы могут немного ослабить это и вызвать сердечный приступ. Однако я не думаю, что это уникально для переменного тока.Я однажды читал об одном несчастном молодом человеке, который изучал электричество и хотел измерить сопротивление своего собственного тела. Он взял мультиметр и поднес к каждому большому пальцу поводок. Случайно или по глупости он проткнул оба пальца проводами, и небольшая (я полагаю, это была 9 В) батарейка в мультиметре вызвала ток в его кровотоке, и он скончался на месте. Так что, возможно, незнание более опасно, чем переменный или постоянный ток.

Я думаю, что эта страница очень хорошо это объясняет: http: // www.allaboutcircuits.com/vol_1/chpt_3/3.html

Постоянный ток (DC), потому что он непрерывно движется через проводник, имеет тенденцию довольно легко вызывать мышечный столбняк. Переменный ток (AC), потому что он попеременно меняет направление движение, предоставляет короткие моменты возможности для пораженной мышцы расслабиться между чередованиями. Таким образом, из стремления стать «завис в цепи», постоянный ток опаснее переменного тока.
Однако переменный характер переменного тока имеет большую тенденцию бросать нейроны водителя ритма сердца в состояние фибрилляции, тогда как DC имеет тенденцию просто заставлять сердце останавливаться.Как только ударный ток остановлено, у «замороженного» сердца больше шансов на восстановление нормального рисунок биений, чем трепещущее сердце. Вот почему «дефибрилляция» оборудование, используемое врачами скорой помощи, работает: подача электрического тока блоком дефибриллятора есть постоянный ток, который останавливает фибрилляцию и дает сердце шанс выздороветь.

На http://www.allaboutcircuits.com/vol_1/chpt_3/4.html

есть таблица с телесными эффектами.

Если у вас напряжение постоянного тока $ x $ вольт, это максимальное напряжение, которое вы можете получить от него.

Если у вас переменное напряжение $ x $ вольт, максимальное напряжение больше $ x $ (забыл, как его рассчитать, может это $ x \ sqrt2 $, кто-нибудь поправит меня, если я ошибаюсь). Это связано с тем, что номинальное напряжение — это среднее значение колебательного напряжения (после взятия всех положительных значений).

И чем выше напряжение, тем опаснее, не так ли?

РЕДАКТИРОВАТЬ: проверьте этот пример в Википедии: http://en.wikipedia.org/wiki/Alternating_current#Example

переменного или постоянного тока — что более опасно?

Переменный ток (AC) и постоянный ток (DC) немного по-разному влияют на человеческий организм, но оба опасны при превышении определенного напряжения.Воздействие на конкретного человека очень трудно предсказать, поскольку оно зависит от большого количества факторов, таких как количество тока, продолжительность потока, путь тока, приложенное напряжение и сопротивление человеческого тела.

переменного тока более опасен по сравнению с постоянным током по следующим причинам:

Для создания таких же возбуждающих эффектов величина потока постоянного тока постоянной силы должна быть в два-четыре раза больше, чем у переменного тока i.е. требуется больше постоянного тока, чтобы вызвать те же вредные эффекты, что и переменный ток.

Почему?

Основное различие между воздействием переменного и постоянного тока на организм человека связано с тем, что возбуждающие действия тока связаны с изменениями величины тока, особенно при включении и отключении тока. Возбуждающее действие тока включает стимуляцию нервов и мышц, индукцию сердечного предсердия или фибрилляцию желудочков .Чтобы вызвать такие же возбуждающие эффекты, величина потока постоянного тока постоянной силы должна быть в два-четыре раза больше, чем у переменного тока.

Фибрилляция желудочков — это состояние, при котором происходит нескоординированное сокращение сердечной мышцы желудочков в сердце. Поскольку нет скоординированного сокращения желудочков, нет значительного сердечного выброса, что соответствует условиям остановки сердца. Из-за чего человек может умереть.

Фибрилляция желудочков считается основной причиной смерти от поражения электрическим током .Вероятность того, что человек страдает фибрилляцией желудочков, намного выше в случае переменного тока, чем постоянного тока.

Почему?

При длительности разряда, превышающей сердечный цикл, порог фибрилляции желудочков для DC в несколько раз выше, чем для AC. Для продолжительности разряда менее 200 миллисекунд порог фибрилляции примерно такой же, как для переменного тока, измеренный в значениях RMS.

Общее сопротивление человеческого тела выше для постоянного тока и уменьшается с увеличением частоты. Поскольку импеданс для постоянного тока выше, сила удара электрическим током будет сравнительно меньше, чем для переменного тока.

Почему?

Импеданс человеческого тела — один из факторов, влияющих на действие электрического тока на человека. Общее сопротивление человеческого тела зависит от ряда факторов, включая частоту подачи электроэнергии. Следовательно, сопротивление человеческого тела выше для постоянного тока и уменьшается с увеличением частоты.

В случае постоянного тока сравнительно легче отпустить зажатые «токоведущие» части, чем переменного тока. Это противоречит широко распространенному мнению.

В этом отношении широко распространено мнение, что переменный ток дает нашим мышцам достаточно времени, чтобы отвести конечность от живой части из-за чередующихся циклов (частота переменного тока), которые проходят через ноль. С другой стороны, постоянный ток протекает непрерывно из-за отсутствия колебаний частоты, и поэтому вы не можете оторвать конечность от токоведущей части.

Но «отпускаемый» ток — это лучший экспериментальный способ измерения воздействия электричества на людей.«Отпускающий» ток — это самый низкий уровень тока, проходящего через тело человека через электрод, удерживаемый в руке, из-за чего человеческое тело не может разжать руку и уронить электрод. Как упоминается в публикации МЭК 60479 — Воздействие тока на людей и домашний скот , отпускание захваченных частей менее сложно в случае постоянного тока. Это основано на экспериментальных данных.

Учитывая вышеуказанные причины, мы можем с уверенностью заключить, что переменный ток более опасен, чем постоянный ток.

Влияние тока на человеческое тело показано на рисунке ниже.

Выводы из рисунка выше:

Если ток, проходящий через тело человека, находится в пределах 0-5 мА, мы получаем ощущение только шока.

Почему постоянный ток опаснее переменного тока? — Цвета-NewYork.com

Почему постоянный ток опаснее переменного тока?

Короче говоря, импеданс и сопротивление при постоянном токе ниже, чем при переменном токе, поскольку они уменьшаются при увеличении частоты. Таким образом, переменный ток более вреден, чем постоянный ток.

Что вредит больше AC или DC?

A.C. более опасен, чем D.C. A.C. считается в четыре-пять раз опаснее, чем D.C. Во-первых, A.C. вызывает более серьезные мышечные сокращения. Во-вторых, он стимулирует потоотделение, что снижает сопротивление кожи. Частота переменного тока во многом влияет на человеческий организм.

Почему переменный ток предпочтительнее постоянного тока при передаче электроэнергии на большие расстояния?

Следовательно, напряжение в линиях передачи очень высокое, что снижает ток, что, в свою очередь, сводит к минимуму потери энергии при передаче.Вот почему переменный ток предпочтительнее постоянного тока для передачи электричества, поскольку намного дешевле изменить напряжение переменного тока.

Почему мы преобразуем постоянный ток в переменный?

Источник питания

переменного тока хорошо работает при высоких напряжениях, и его легче «повысить» с помощью трансформатора, чем постоянного тока. Чувствительным электронным схемам в этих устройствах для работы требуется низкое регулируемое напряжение, поэтому вы фактически преобразуете постоянный ток в переменный, чтобы его снова можно было преобразовать обратно в постоянный ток.

Почему двигатель переменного тока лучше двигателя постоянного тока?

Двигатели переменного тока

обычно считаются более мощными, чем двигатели постоянного тока, поскольку они могут создавать более высокий крутящий момент за счет использования более мощного тока. Однако двигатели постоянного тока обычно более эффективны и лучше используют входную энергию.

На сколько хватит аккумулятора 12 В с инвертором?

Например: аккумулятор 12 В 100 Ач сможет питать инвертор мощностью 1000 Вт в течение ~ 30 минут, аккумулятор 12 В 200 Ач сможет питать инвертор мощностью 2000 Вт в течение ~ 30 минут и т. Д.

Какой ток используется в домах переменного или постоянного тока?

Когда вы подключаете какие-либо предметы к розетке в доме, у вас не возникает постоянного тока. Бытовые розетки — переменный ток. Этот ток имеет частоту 60 Гц и будет выглядеть примерно так (если вы построите график зависимости тока от времени).

Сколько ватт генератора вам нужно, чтобы содержать дом?

Вы можете использовать наиболее ответственное домашнее оборудование с генератором мощностью от 5 000 до 7 500 Вт. К ним относятся такие вещи, как колодезный насос, холодильник и морозильная камера, а также схемы освещения.Генератор мощностью около 7500 погонных ватт может управлять всеми этими приборами одновременно. Для RV идеально подойдет генератор мощностью 3000-4000 Вт.

Сколько стоит перейти на сервис на 200 ампер?

Стоимость обновления до 200-амперной службы Домовладелец должен заплатить от 750 до 2000 долларов за модернизацию существующего устройства до 200-амперной службы, включая профессиональную установку. Сама по себе коробка на 200 ампер будет стоить от 100 до 350 долларов.

Можно ли продать дом со старым блоком предохранителей?

Да, вы можете продать дом со старым блоком предохранителей.

Покрывает ли страхование домовладельцев замену электрического щита?

Покрывает ли страхование домовладельцев электрические панели? Да, электрические панели покрываются страховкой жилья, если они были повреждены в результате указанных опасностей. Эти опасности включают штормы, пожары, наводнения и другие. Если панель была повреждена из-за отсутствия обслуживания или возраста, она не будет покрываться страховкой жилья.

Когда мне следует перейти на обслуживание на 400 ампер?

Простой способ определить ваши потребности в электричестве «Сервис на 400 А рекомендуется для больших домов с полностью электрическими приборами и электрическим нагревательным / охлаждающим оборудованием.Этот объем услуг рекомендуется, если ожидаемая электрическая тепловая нагрузка превышает 20 000 ватт ».

Почему переменный ток опаснее постоянного тока? — Получите мгновенные ответы на свои вопросы

Это интересный вопрос. Но обо всем по порядку, вы должны конкретно указать, что вы имели в виду под «более опасным». Если вы имели в виду, что переменный ток вызывает больше смертей в год, чем постоянный ток, то это самоочевидно. Практически все электроприборы в нашей повседневной жизни работают с переменным током, а не с постоянным током, и эти устройства постоянного тока в основном питаются только от внешних батарей с напряжением значительно ниже раздельного сверхнизкого напряжения, или БСНН, которое в целом считается безопасным для людей.Поэтому вполне понятно, что аварий с переменным током больше, чем с постоянным током.

Но в другом смысле, и я предполагаю, что это именно то, что вы действительно имели в виду под «более опасным», переменный ток действительно с большей вероятностью причинит серьезные повреждения человеческому телу, чем постоянный ток в тех же условиях, то есть таких условиях, как вес и рост пострадавшего, открытые части тела, продолжительность, влажность воздуха и, самое главное, сила тока и напряжения.

И вот тут возникает хитрость: измерение напряжения переменного тока не так просто, как постоянного тока, потому что переменный ток, по определению, всегда регулярно меняет свое напряжение и направление.Если мы изобразим изменения напряжения переменного и постоянного тока на диаграммах, постоянный ток можно просто представить как простую линию уровня, что означает, что напряжение постоянного тока не изменяется со временем и всегда остается постоянным, в то время как линия, представляющая переменный ток, будет синусоидальной, или Другими словами, волнообразный, потому что переменный ток не имеет постоянного напряжения или направления. Обычно, когда мы говорим о напряжении переменного тока, мы имеем в виду его среднеквадратичное значение (RMS), а не пиковое значение. Среднеквадратичное значение напряжения переменного тока рассчитывается путем деления пикового значения на квадратный корень из 2.Поэтому, когда мы говорим, что в бытовой электросети 120 вольт, мы говорим о среднеквадратичном напряжении. Пиковое напряжение бытовой электросети будет примерно 170. Это одна из причин, по которой переменный ток может быть более опасным, чем постоянный ток при «одинаковом» напряжении.

Еще одна важная причина, по которой переменный ток опаснее постоянного, заключается в том, что переменный ток всегда меняет направление: он не течет в одном направлении, как постоянный ток, а регулярно переключается в противоположном направлении. Теперь это может показаться вам нелогичным.Вы можете подумать, что если ток сначала течет в одном направлении, а затем переключается на противоположное, энергии не должно оставаться. Но электричество не похоже на воду. Если вода в водопроводной трубе всегда меняет направление, вы наверняка сошли бы с ума, потому что тогда из-под крана не было бы постоянного потока воды. Однако электрическая энергия исходит от движения электронов, а не от самих электронов. Итак, пока электроны продолжают двигаться по проводу, не имеет значения, в каком направлении они движутся.Или, в конце концов, это имеет значение, если нас беспокоят несчастные случаи с электричеством. Видите ли, человеческие тела обладают достаточным сопротивлением для электрического тока, поэтому мы можем выдерживать ток сверхнизкого напряжения. Но если электрический ток постоянно меняет свое направление, сопротивление нашего тела для него уменьшится. И чем чаще меняются, тем меньше у нас сопротивление. В то время как частота бытовой электроэнергии переменного тока составляет 60 Гц в США и 50 Гц в других местах, частота электричества постоянного тока везде равна 0 Гц, потому что она никогда не меняет направление.Следовательно, у нас обычно будет более низкий импеданс для переменного тока, что увеличивает риск опасности.

Я считаю, что это две основные причины, по которым переменный ток опаснее постоянного тока. Для получения дополнительной информации вы также можете посетить этот веб-сайт: http://www.highvoltageconnection.com/articles/ElectricShockQuestions.htm

Чем переменный ток опаснее постоянного? : askscience

Это не так. AC в целом значительно опаснее. Нет ничего плохого в том, чтобы относиться к 120 В постоянного тока так, как будто это может вас убить, но обычно это не так.120 В переменного тока гарантированно нанесет вред, может привести к травмам и смертельному исходу.

DC может передавать больше энергии по металлическому проводнику, что может быть опасно, когда вы беспокоитесь о том, что что-то взорвется или обожжет вас. С некоторыми источниками питания на 20 вольт вы должны очень внимательно следить за тем, чтобы у вас не было никаких звонков или чего-либо, что могло бы вызвать короткое замыкание. Вы не можете даже почувствовать 20 вольт постоянного тока на своей голой коже, но оно может нагреть кольцо так быстро, что вы потеряете палец.

Поскольку переменный ток не всегда находится при пиковом напряжении, он не будет обеспечивать такую большую мощность через чисто резистивную нагрузку.На практике переменный ток любого напряжения будет передавать человеческому телу на значительно больше энергии, чем постоянный ток. Постоянному току нужен реальный обратный путь — ему нужен , чтобы иметь возможность течь обратно в землю. AC нет; он будет вливаться в вас только потому, что вы хороший большой конденсатор. Напряжение переменного тока будет непрерывно течь в полностью изолированное тело, как вертолет в воздухе, если только сопротивление обратного пути не будет значительно выше, чем сопротивление между источником напряжения и телом. Во всех случаях будет протекать больше энергии, чем при постоянном токе.Это делает переменный ток гораздо более болезненным при гораздо более низких напряжениях и смертельным исходом даже до того, как вы начнете рассматривать влияние переменного тока на нервную систему (например, фибрилляцию).

Частота тоже имеет значение, но это не очень важно. В мире электроники 50 Гц — это очень медленно, но этого более чем достаточно, чтобы переменный ток давал гораздо больше энергии, чем постоянный ток. Очень высокая частота (10 кГц для среднего напряжения, МГц для более высокого напряжения) покажет некоторый защитный скин-эффект, но действительно сильно зависит от типа источника питания.Проблема в том, что частота и напряжение, как правило, взаимосвязаны, когда у вас есть высокое напряжение и высокочастотная мощность. Такие вещи, как трансформаторы с воздушной связью, катушки Тесла и умножители напряжения, могут подавать мгновенно смертельное напряжение, но люди все время избегают незначительных ударов, потому что напряжение буквально проходит через их кожу.

Он действительно может сделать маленькие катушки Тесла более опасными, чем большие. Катушки большого размера могут шокировать кого-то без значительного изменения нагрузки на катушку, поэтому частота остается высокой, а скин-эффект продолжает работать.Когда вы закорачиваете вторичную обмотку катушки, что проще с катушками меньшего размера, резонансная частота может упасть настолько низко, что напряжение станет смертельным. Конечно, емкость максимальной нагрузки, расстояние от катушки, обувь, которую вы носите, текущая погода, положение звезд и ваши планы на обед — все это имеет значение, так что … не совсем то, что вы можете ожидать, чтобы защитить вас.

Какую роль играет контур в патогенезе электротравм?

Ли RC. Повреждение электрическими силами: патофизиология, проявления и терапия. Curr Probl Surg . 1997 сентябрь 34 (9): 677-764. [Медлайн].

Раббан Дж., Адлер Дж., Розен К., Блэр Дж., Шеридан Р. Электротравма от третьих рельсов метро: серьезная травма, связанная с контактом промежуточного напряжения. Бернс . 1997 23 сентября (6): 515-8. [Медлайн].

Шпионы C, Троман Р.Г. Повествовательный обзор: поражение электрическим током и опасные для жизни поражения электрическим током. Энн Интерн Мед. . 2006 г., 3 октября. 145 (7): 531-7. [Медлайн].

Koumbourlis AC. Электрические травмы. Crit Care Med . 2002 30 ноября (11 приложение): S424-30. [Медлайн].

Цена Т, Купер М.А. Электрические и световые травмы. Маркс Дж., Хокбергер Р., Уоллс Р. Экстренная медицина Розена . 5-е изд. Мосби; 2002. Том 3: 2010-2020.

Рай Дж., Йешке М.Г., Барроу Р.Э., Херндон Д.Н. Электрические травмы: обзор за 30 лет. J Травма . 1999 Май. 46 (5): 933-6.[Медлайн].

Казини В. Случаи смерти рабочих от удара электрическим током: Краткое изложение результатов наблюдения и расследований NIOSH. Министерство здравоохранения и социальных служб (NIOSH) . Май 1998г.

Луз Д.П., Миллан Л.С., Алесси М.С. и др. Электрические ожоги: ретроспективный анализ за 5-летний период. Бернс . 2009 ноябрь 35 (7): 1015-9. [Медлайн].

Феррейро И., Мелендес Дж., Регаладо Дж., Бежар Ф. Дж., Габилондо Ф. Дж.Факторы, влияющие на последствия поражения электрическим током высоким напряжением. Бернс . 1998 24 ноября (7): 649-53. [Медлайн].

Kopp J, Loos B, Spilker G, Horch RE. Корреляция между уровнем креатининкиназы сыворотки и степенью повреждения мышц при электрических ожогах. Бернс . 2004 30 ноября (7): 680-3. [Медлайн].

Hussmann J, Kucan JO, Russell RC, Bradley T., Zamboni WA. Электрические травмы — заболеваемость, исход и обоснование лечения. Бернс . 1995 21 ноября (7): 530-5. [Медлайн].

Kym D, Seo DK, Hur GY, Lee JW. Эпидемиология электротравмы: различия между электротравмами от низкого и высокого напряжения в течение 7-летнего периода исследования в Южной Корее. Scand J Surg . 2014 7 мая. [Medline].

Baker MD, Chiaviello C. Бытовые электрические травмы у детей. Эпидемиология и определение опасностей, которых можно избежать. Ам Дж. Дис Детский .1989, январь, 143 (1): 59-62. [Медлайн].

Раббан Дж. Т., Блэр Дж. А., Розен К. Л., Адлер Дж. Н., Шеридан Р. Л.. Механизмы детской электротравмы. Новое значение для безопасности продукции и предотвращения травм. Arch Pediatr Adolesc Med . 1997 Июль 151 (7): 696-700. [Медлайн].

Томас СС. Электрический ожог рта: все еще ищу ответ. Бернс . 1996 22 марта (2): 137-40. [Медлайн].

Ordog GJ, Wasserberger J, Schlater T, Balasubramanium S.Электронный пистолет (электрошокер) травмы. Энн Эмерг Мед . 1987 16 января (1): 73-8. [Медлайн].

Sloane CM, Chan TC, Levine SD, Dunford JV, Neuman T., Vilke GM. Измерение сывороточного тропонина I у субъектов, подвергшихся воздействию Taser X-26. J Emerg Med . 2008 Июль 35 (1): 29-32. [Медлайн].

Cevik C, Otahbachi M, Miller E, Bagdure S, Nugent KM. Острая стрессовая кардиомиопатия и летальные исходы, связанные с электронным оружием. Инт Дж. Кардиол .2009 6 марта. 132 (3): 312-7. [Медлайн].

Бозман В.П., Хауда В.Е. 2-й, Хек Дж. Дж., Грэм Д. Д. мл., Мартин Б. П., Уинслоу Дж. Э. Профиль безопасности и травм наведенного электрического оружия, используемого сотрудниками правоохранительных органов против подозреваемых в совершении преступлений. Энн Эмерг Мед . 2009 апр. 53 (4): 480-9. [Медлайн].

Строте Дж., Уолш М., Ангелидис М., Баста А., Хатсон Х.Р. Применение электрического оружия правоохранительными органами: оценка безопасности и травм. J Травма . 2010 май. 68 (5): 1239-46. [Медлайн].

Робб М., Close B, Furyk J, Aitken P. Обзорная статья: Последствия применения TASER для отделения неотложной помощи. Emerg Med Australas . 2009 21 августа (4): 250-8. [Медлайн].

Kroll MW, Lakkireddy DR, Stone JR, Luceri RM. Электронные устройства управления TASER и остановки сердца: случайное или причинное ?. Тираж . 2014, 7 января. 129 (1): 93-100. [Медлайн].

Зиппес ДП.Электронные устройства управления TASER могут вызвать остановку сердца у людей. Тираж . 2014 7 января. 129 (1): 101-11. [Медлайн].

Jensen PJ, Thomsen PE, Bagger JP, Nørgaard A, Baandrup U. Электрическая травма, вызывающая желудочковые аритмии. Br Сердце J . 1987 Mar.57 (3): 279-83. [Медлайн]. [Полный текст].

Дауэс Д.М., Хо Д.Д., Рирдон Р.Ф., Майнер-младший. Эхокардиографическая оценка размещения зонда TASER X26 в груди людей-добровольцев. Am J Emerg Med . 2010, 28 января (1): 49-55. [Медлайн].

Claudet I., Marechal C, Debuisson C, Salanne S. [Риск аритмии и бытового поражения электрическим током при низком напряжении]. Арх. Педиатр . 2010 апр. 17 (4): 343-9. [Медлайн].

Джейкоб С., Белли Э.В. Тромбоз и расслоение коронарной артерии, вызванное электрическим током. Энн Торак Хирург . 2019 Февраль 107 (2): e105-e106. [Медлайн].

Handa A, Tendolkar MS, Singh S, Gupta PN.Электрическая травма: необычная причина пневмоторакса и обзор литературы. BMJ Case Rep . 2019 26 августа 12 (8): [Medline].

Ян Л., Цуй Ц., Дин Х, Фань Дж, Дун З. Отсроченный инфаркт мозжечка после легкой травмы электрическим током. Am J Emerg Med . 2018 декабря 36 (12): 2337.e3-2337.e5. [Медлайн].

Saffle JR, Crandall A, Warden GD. Катаракта: длительное осложнение электротравмы. J Травма .1985 25 января (1): 17-21. [Медлайн].

Haberal MA. Одиннадцатилетний обзор ожоговых травм. J Средство от ожогов Rehabil . 1995 янв-фев. 16 (1): 43-8. [Медлайн].

Розен К.Л., Адлер Дж. Н., Раббан Дж. Т. и др. Ранние предикторы миоглобинурии и острой почечной недостаточности после поражения электрическим током. J Emerg Med . 1999 сентябрь-октябрь. 17 (5): 783-9. [Медлайн].

Гилле Дж., Шмидт Т., Драгу А., Эмих Д., Гильберт-Кариус П., Кремер Т. и др.Электрическая травма — двухцентровый анализ характеристик пациента, терапевтических особенностей и предикторов исхода. Scand J Trauma Resusc Emerg Med . 2018 31 мая. 26 (1): 43. [Медлайн].

Bailey B, Gaudreault P, Thivierge RL. Кардиологический мониторинг пациентов из группы высокого риска после электротравмы: проспективное многоцентровое исследование. Emerg Med J . 2007 май. 24 (5): 348-52. [Медлайн]. [Полный текст].

Доллери В. К доказательной медицине неотложной помощи: лучшие СТАВКИ из Королевского лазарета Манчестера.Управление бытовой электротравмой. J Accid Emerg Med . 1998 Июль 15 (4): 228. [Медлайн]. [Полный текст].

Чен Э.Х., Сарин А. Требуется ли детям оценка ЭКГ и стационарная телеметрия после домашнего электрического воздействия ?. Энн Эмерг Мед . 2007 января 49 (1): 64-7. [Медлайн].

Bracken TD, Kavet R, Patterson RM, Fordyce TA. Интегрированная матрица воздействия на рабочем месте для электрических воздействий на коммунальных работников. Дж. Оккуп Энерджи Хиг .2009 6 августа (8): 499-509. [Медлайн].

Браун CV, Ри П., Чан Л., Эванс К., Деметриадес Д., Велмахос ГК. Профилактика почечной недостаточности у пациентов с рабдомиолизом: имеют ли значение бикарбонат и маннитол ?. J Травма . 2004 июн. 56 (6): 1191-6. [Медлайн].

Nielsen JS, Sally M, Mullins RJ, Slater M, Groat T, Gao X и др. Возвращение к лечению травматического рабдомиолиза бикарбонатами и маннитом. Am J Surg .2017 Январь 213 (1): 73-79. [Медлайн].

Почему переменный ток лучше постоянного? — Реабилитацияrobotics.net

Почему переменный ток лучше постоянного?

Переменный ток дешевле генерировать и имеет меньше потерь энергии, чем постоянный ток при передаче электроэнергии на большие расстояния. В отличие от постоянного тока направление и сила переменного тока меняются много раз в секунду.

Что более полезно: переменный или постоянный ток?

1.Питание постоянного тока значительно более энергоэффективно, чем питание переменного тока. Двигатели и устройства постоянного тока имеют более высокий КПД и габаритные характеристики. Повышенный КПД, достигнутый в результате последних разработок в технологии преобразователей постоянного тока, позволяет улучшить доставку электроэнергии на большие расстояния.

Каковы два преимущества переменного тока перед постоянным током?

Каковы преимущества переменного тока перед постоянным током?

Переменный ток дешевле и его легче генерировать, чем постоянный ток.
Расстояние, преодолеваемое переменным током, больше, чем постоянным током.
Потери мощности при передаче переменного тока меньше по сравнению с постоянным током.

В чем основное отличие постоянного и переменного тока?

При постоянном токе (DC) электрический заряд (ток) течет только в одном направлении. Напротив, электрический заряд переменного тока периодически меняет направление.

Что более опасно: переменный или постоянный ток?

Переменный ток (A.C) в пять раз опаснее постоянного тока (D.C). Частота переменного тока — основная причина такого тяжелого воздействия на человеческий организм. Частота 60 циклов находится в крайне опасном диапазоне. На этой частоте даже небольшое напряжение в 25 вольт может убить человека.

Может ли постоянный ток убить вас?

Как переменный, так и постоянный ток могут вызвать фибрилляцию сердца на достаточно высоких уровнях. Обычно это происходит при 30 мА переменного тока (среднеквадратичное значение, 60 Гц) или 300–500 мА постоянного тока. Хотя как переменный, так и постоянный токи и удары смертельны, требуется больше постоянного тока, чтобы иметь тот же эффект, что и переменный ток.

Почему переменный ток предпочтительнее постоянного тока?

Ответ: Переменный ток более предпочтителен, чем постоянный, потому что его легко поддерживать и изменять напряжение переменного тока для целей передачи и распределения. Стоимость трансмиссии переменного тока намного ниже по сравнению с трансмиссией постоянного тока. При возникновении неисправности легко прервать подачу переменного тока.

Что убивает вас напряжение или ток?

Ток убьет вас, но требуется некоторое напряжение, чтобы протекать этот ток по телу, преодолевая сопротивление человеческого тела.Другими словами, для надлежащего поражения электрическим током требуется достаточная мощность, чтобы пройти в человеческом теле.

Может 1 ампер тока убить вас?

Опасность поражения электрическим током Например, 1/10 ампера (ампер) электричества, проходящего через тело всего за 2 секунды, достаточно, чтобы вызвать смерть. Величина внутреннего тока, которую человек может выдержать и при этом контролировать мышцы руки и кисти, может составлять менее 10 миллиампер (миллиампер или мА).

Какой ток или напряжение опаснее?

Напряжение и сила тока — это два показателя электрического тока или потока электронов.Электрический ток в 1000 вольт не более смертоносен, чем ток в 100 вольт, но крошечные изменения силы тока могут означать разницу между жизнью и смертью, когда человек получает электрический шок.

Может ли удар электрическим током убить вас позже?

Опасность ожога всегда присутствует в виде любого электрического тока, проходящего через ваше тело более 150 мА. Конечно, поражение электрическим током может убить вас, но последствия вспышки дуги могут быть еще более ужасными.

Тазеры — постоянного или переменного тока?

Кроме того, поскольку электрошокер работает от батареек, он должен быть постоянным током.Я сомневаюсь, что у них есть внутренние инверторы / преобразователи (я никогда не могу вспомнить, что есть что). Однажды я купил жене электрошокер, один из которых, вы можете нажать кнопку и получить по-настоящему красивую дугу на двух металлических столбах.

Что могут сделать с человеком 50 000 вольт?

Разряд в 50 000 вольт от электрошокера достаточно силен, чтобы обездвижить человека, но как такой сильный толчок влияет на мозг? Согласно новому исследованию, электрический разряд электрошокера может нарушить способность человека запоминать и обрабатывать информацию примерно в течение часа после удара.

Можно ли сесть в тюрьму за кого-нибудь?

Использование электрошокера для совершения преступления В Калифорнии преступлением является нападение на кого-либо с электрошокером или электрошокером. Нарушение может быть мисдиминором или уголовным преступлением (так называемое воблер) с максимальным наказанием в виде тюремного заключения на срок до одного года или до трех лет тюремного заключения.

Может ли домашнее электричество убить вас?

Обычное бытовое электричество с напряжением 120 В переменного тока опасно и может убить. течь по контуру. Электрический ток включает в себя поток электронов и измеряется в амперах.

Сколько вольт может убить крысу?

Но появляются новые технологии, которые обещают облегчить работу. В основном они основаны на высоковольтных / слаботочных версиях 7000 В, которые быстро и чисто убивают грызунов. Они тоже гуманны — крыса или мышь не знают, что их ударило. Наряду с этой высоковольтной технологией есть некоторые предметы повышенной комфортности.

Предотвратят ли резиновые башмаки поражение электрическим током?

Миф: Резиновые перчатки и резиновая обувь защищают вас от электричества.Правда: это верно только в том случае, если они на 100% состоят из чистой резины без дырок и разрывов (такие, какие носят электромонтажники).

Как долго электричество остается в организме после электрошока?

Электричество также могло повлиять на ваше сердце и легкие. Вы можете не увидеть всего ущерба, причиненного шоком, в течение 10 дней после шока.