В простейшем случае трансформатор представляет собой две индуктивные катушки, расположенные на общем сердечнике.
Если мы активируем одну катушку переменным током, то за счет эффекта взаимной индукции в другой катушке также будет создаваться напряжение переменного тока. Если количество витков W2 > W1, то и напряжение U2 > U1. И наоборот.

Способность трансформатора легко увеличивать или уменьшать напряжение переменного тока простым изменением числа витков вторичной обмотки дает переменному току непревзойденное преимущество в области распределения электроэнергии (рис. 6).

Рис. 6

При помощи трансформатора низкое напряжение вначале преобразуется в высокое напряжение, после чего его можно передавать на любые расстояния (при меньших значениях тока, меньшем диаметре проводов, с меньшими тепловыми потерями энергии).
У потребителей происходит обратное преобразование тока высокого напряжения – в переменный ток низкого напряжения.

Похожие статьи: 1. Взаимодействие электрических зарядов. Закон Кулона
                              2. Направление электрического тока
                              3. Что такое электрический ток?
                              4. Проводники и изоляторы. Полупроводники
                              5. О скорости распространения электрического тока
                              6. Электрический ток в жидкостях 
                              7. Проводимость в газах
                              8. Электрический ток в вакууме
                              9. О проводимости полупроводников
  

Отличие переменного тока от постоянного: преобразование, разница, принцип действия

Детей учат, что пальцы в розетку совать нельзя! А почему? Потому что будет плохо. С более подробным объяснением часто бывают проблемы: какое-то там напряжение, ток, что-то куда-то течет. Чтобы вы в будущем могли сами объяснить своим детям, что к чему, мы сейчас объясним вам.  Эта статья про переменный и постоянный токи, их отличия, применение и историю электричества вообще. Науку нужно делать интересной, и мы скромно пытаемся этим заниматься по мере сил.

Например: какой ток у нас в розетках?  Переменный, конечно! Напряжением 220 Вольт и частотой 50 Герц. А сеть, по которой передается ток — трехфазная. Кстати, если при словах «фаза» и «ноль» вы впадаете в ступор, почитайте что это такое, и день будет прожит вдвойне не зря! Но не будем забегать вперед. Обо всем по порядку.

Ежедневная рассылка с полезной информацией для студентов всех направлений – на нашем телеграм-канале.

Краткая история электричества

Кто изобрел электричество? А никто! Люди постепенно понимали, что это такое и как им пользоваться.

Все началось в 7 веке до нашей эры, в один солнечный (а может и дождливый, кто знает) день. Тогда греческий философ Фалес заметил, что, если потереть янтарь о шерсть, он будет притягивать легкие предметы.

Потом были Александр Македонский, войны, христианство, падение Римской империи, войны, падение Византии, войны, средневековье, крестовые походы, эпидемии, инквизиция и снова войны. Как вы поняли, людям было не до какого-то там электричества и натертых шерстью эбонитовых палочек.

В каком году изобрели слово «электричество»? 1600 году английский естествоиспытатель Уильям Гилберт решил написать труд «О магните, магнитных телах и о большом магните — Земле». Именно тогда и появился термин «электричество».

Через сто пятьдесят лет, в 1747 году Бенджамин Франклин, которого мы все очень любим, создал первую теорию электричества. Он рассматривал это явление как флюид или нематериальную жидкость.

Именно Франклин ввел понятие положительного и отрицательного зарядов (до этого разделяли стеклянное и смоляное электричество), изобрел молниеотвод и доказал, что молния имеет электрическую природу.

Бенджамина любят все, ведь его портрет есть на каждой стодолларовой купюре. Помимо работы в точных науках, он был видным политическим деятелем. Но вопреки распространенному заблуждению, Франклин не был президентом США.

Дальше пойдет перечисление важных для истории электричества открытий.

1785 год – Кулон выясняет, с какой силой противоположные заряды притягиваются, а одноименные отталкиваются.

1791 год – Луиджи Гальвани случайно заметил, что лапки мертвой лягушки сокращаются под действием электричества.

Принцип работы батарейки основан на гальванических элементах. Но кто создал первый гальванический элемент? Основываясь на открытии Гальвани, другой итальянский физик Алессандро Вольта в 1800 году создает столб Вольта – прототип современной батарейки.

Уже в 19 веке Эрстед, Ампер, Ом, Томсон и Максвелл совершили настоящую революцию. Был открыт электромагнетизм, ЭДС индукции, электрические и магнитные явления связали в единую систему и описали фундаментальными уравнениями.

Кстати! Если у вас нет времени, чтобы самостоятельно разбираться со всем этим, для наших читателей сейчас действует скидка 10% на любой вид работы

20 век принес квантовую электродинамику и теорию слабых взаимодействий, а также электромобили и повсеместные линии электропередач. Кстати, знаменитый электромобиль Тесла работает на постоянном токе.

Конечно, это очень краткая история электричества, и мы не упомянули очень много имен, которые повлияли на прогресс в этой области. Иначе пришлось бы написать целый многотомный справочник.

Постоянный ток

Сначала напомним, что ток – это движение заряженных частиц.

Постоянный ток – это ток, который течет в одном направлении.

Типичный источник постоянного тока – гальванический элемент. Проще говоря, батарейка или аккумулятор. Один из древнейших артефактов, связанных с электричеством – багдадская батарейка, которой 2000 лет. Предполагают, что она давала ток напряжением 2-4 Вольта.

Где используется постоянный ток:

• в питании большинства бытовых приборов;
• в батарейках и аккумуляторах для автономного питания приборов;
• для питания электроники автомобилей;
• на кораблях и подводных лодках;
• в общественном транспорте (троллейбусах, трамваях).

Проще всего представить постоянный ток наглядно, на графике. Вот как он выглядит:

Бытовые приборы работают на постоянном токе, но в розетки сети в квартире приходит переменный ток. Практически везде постоянный ток получается путем выпрямления переменного.

Переменный ток

Переменный ток – это ток, который меняет величину и направление. Причем меняет в равные промежутки времени.

Переменный ток используется в промышленности и электроснабжении. Именно его получают на станциях и отправляют к потребителям. Уже на месте преобразование переменного электрического тока в постоянный происходит с помощью инверторов.

А вот и наглядное изображение переменного тока.

Переменный ток течет в цепи в двух направлениях: туда и обратно. Одно из них считается положительным, а второе — отрицательным.

Так как величина тока меняется не только по направлению, но и по величине, не думайте, что в вашей розетке постоянно 220 Вольт. 220 — это действующее значение напряжения, которое бывает 50 раз в секунду. Кстати, в Америке используется другой стандарт переменного тока в сети: 110 Вольт и 60 Герц.

Война токов

Активное использование постоянного тока началось в конце 19 века. Тогда Эдисон довел до ума лампочку (1890) и основал первые в Нью-Йорке электростанции, которые производили постоянный ток напряжением 110 Вольт.

Использование постоянного тока было связано с существенными потерями при его передаче на большие расстояния. Переменный ток нельзя было использовать из-за того, что не было соответствующих счетчиков и моторов, работавших на переменном токе. Так же был затруднен процесс преобразования постоянного тока в переменный. При этом переменный ток можно было без потерь передавать на большие расстояния.

В то время в Америку из Сербии приехал Никола Тесла, который устроился на работу в компанию к Эдисону. Тесла изобрел электродвигатель переменного тока, понял все выгоды и предложил Эдисону его использование.

Эдисон не послушал Теслу и к тому же не выплатил ему зарплату. Так и началось знаменитое противостояние изобретателей — война токов.

Она длилась более ста лет и закончилась в 2007 году. Тогда Нью-Йорк полностью перешел на электроснабжение переменным током.

Почему переменный ток опаснее постоянного

В войне токов, чтобы не потерпеть убытки и финансовый крах от внедрения и использования идей Теслы, Эдисон публично демонстрировал, как переменный ток убивает животных. Случай, когда какой-то американский гражданин погиб от удара переменным током, был очень подробно и широко освещен в прессе.

Для человека переменный ток в общем случае действительно опаснее постоянного. Хотя всегда нужно учитывать величину тока, его частоту, напряжение, сопротивление человека, которого бьет током. Рассмотрим эти нюансы:

1. Переменный ток частотой 50 Герц в три-четыре раза опаснее для жизни, чем постоянный ток. Если частота тока более 1000 Герц, то он считается менее опасным.
2. При напряжениях около 400-600 Вольт переменный и постоянный токи считаются одинаково опасными. При напряжении более 600 Вольт более опасен постоянный ток.
3. Переменный ток в силу своей природы и частоты сильнее возбуждает нервы, стимулируя мышцы и сердце. Именно поэтому он несет большую опасность для жизни.

С каким бы током вы не работали, соблюдайте осторожность и будьте бдительны! Берегите себя и свои нервы, а также помните: сделать это эффективно поможет профессиональный студенческий сервис с лучшими экспертами.

Переменный ток — Energy Education

Переменный ток (AC) — это тип электрического тока, вырабатываемого подавляющим большинством электростанций и используемого в большинстве систем распределения электроэнергии. Переменный ток дешевле генерировать и имеет меньше потерь энергии, чем постоянный ток при передаче электроэнергии на большие расстояния. ^[1] Хотя для очень больших расстояний (более 1000 км) постоянный ток часто может быть лучше. В отличие от постоянного тока направление и сила переменного тока меняются много раз в секунду.

Недвижимость

Переменный ток меняет направление потока заряда (60 раз в секунду в Северной Америке (60 Гц) и 50 раз в секунду в Европе (50 Гц)). Обычно это вызвано синусоидально изменяющимися током и напряжением, которые меняют направление, создавая периодическое движение назад и вперед для тока (см. {2} R [/ math]

Мощность, передаваемая по линии, однако, имеет другое выражение:

[математика] P_ {передано} = IV [/ математика]

Как видно из первого уравнения, потери мощности при передаче пропорциональны квадрату тока через провод.Следовательно, предпочтительно минимизировать ток через провод, чтобы уменьшить потери энергии. Конечно, минимизация сопротивления также уменьшит потери энергии, но ток оказывает гораздо большее влияние на количество потерянной энергии из-за того, что его значение возводится в квадрат. Второе уравнение показывает, что если напряжение увеличивается, ток уменьшается эквивалентно для передачи той же мощности. 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. Однако существует предел, при котором более нецелесообразно использовать переменный ток по сравнению с постоянным током (см. Передача HVDC).

Использование и преимущества

Большинство устройств (например, большие заводские динамо-машины), которые напрямую подключены к электросети, работают на переменном токе, а электрические розетки в домах и коммерческих помещениях также подают переменный ток.Устройства, которым требуется постоянный ток, например ноутбуки, обычно имеют адаптер переменного тока, который преобразует переменный ток в постоянный. ^[5]

Переменный ток является предпочтительным во всем мире, поскольку он имеет много явных преимуществ по сравнению с постоянным током. Для полной разбивки различий между ними см. AC vs DC. Некоторые преимущества включают: ^[6]

• Дешевое и эффективное повышение напряжения с помощью трансформаторов. Как объяснялось выше, это позволяет осуществлять энергоэффективную передачу электроэнергии по линиям электропередач. Эта эффективная передача энергии экономит энергетическим компаниям и потребителям много денег и помогает уменьшить загрязнение, поскольку электростанциям не нужно компенсировать потерю электроэнергии за счет использования большего количества топлива.
• Низкие затраты на техническое обслуживание высокоскоростных двигателей переменного тока.
• Легко отключить ток (например, с помощью автоматического выключателя), поскольку ток естественным образом стремится к нулю каждые 1/2 цикла. Например, автоматический выключатель может отключать примерно 1/20 постоянного тока от переменного тока.

Phet Simulation

Университет Колорадо любезно разрешил нам использовать следующую симуляцию Фета, которая исследует, как работает переменный ток.

Для дальнейшего чтения

Для получения дополнительной информации см. Соответствующие страницы ниже:

Список литературы

Почему мы используем электричество переменного тока?

Опубликовано 30 марта 2018 г. автором Oozle Media

Когда вы думаете об электричестве, которое вы используете в своем доме, вы, вероятно, не задумываетесь о том, какого оно типа, откуда оно берется и даже как работает. Мы это понимаем. Электричество — не самая захватывающая из тем, как бы мы лично ни говорили об этом…

При этом существует разница в типах существующего электричества, и если вы когда-нибудь слышали, чтобы кто-нибудь говорил, что ваш дом использует электричество переменного тока (AC), для этого есть довольно веская причина.Так что, если вы здесь, потому что вам интересно, в чем разница между электричеством переменного и постоянного тока (DC), или вы просто хотите узнать, какой вообще ток переменного тока, мы можем вам помочь.

Прежде чем мы сможем что-либо сделать, мы должны предоставить вам краткую историю электричества. Мы знаем, что урок истории никому не нравится, но чтобы понять, где мы находимся сегодня, нужно знать, с чего мы начали. Итак, давайте начнем с краткого обзора:

Вы все слышали об открытии электричества Томасом Эдисоном через весь эксперимент с молниями и воздушным змеем, верно? Вот быстрое напоминание на случай, если вы забыли подробности.

После этого Эдисон изобрел множество различных электрических машин, таких как фонограф и лампочка. После открытия Эдисона и продолжающегося изучения электричества ситуация довольно быстро ускорилась. Люди начали использовать электричество по-разному, но основным из них было освещение домов в конце 1800-х — начале 1900-х годов.

После открытия Эдисоном и изобретения электричества в целом вскоре стало очевидно, что компании, производящие электроэнергию, могут получать прибыль от домовладельцев, использующих ее.Cue постоянного тока электричество. Постоянный ток использовался около 20 лет, прежде чем Никола Тесла, большой сторонник электричества переменного тока, изобрел машину, которая могла преобразовывать постоянный ток в переменный. Он боролся несколько лет, прежде чем люди поняли, что кондиционер более эффективен. В 1896 году переменный ток был официально назван типом электричества, который будет использоваться в домах и на предприятиях.

Но почему?

Как уже говорилось, переменный ток означает переменный ток, что означает, что электричество движется вперед и назад, а не только в одном направлении, как постоянный ток.Основным фактором, который повлиял на выбор переменного вместо постоянного тока, было то, что переменный ток более эффективен. Его способность путешествовать вперед и назад дала ему возможность путешествовать на большие расстояния. Таким образом, он может питать больше домов. Кроме того, с ним было намного проще и менее опасно работать, что было огромным преимуществом, когда его собирались использовать в домах населения.

«генерировать и транспортировать переменный ток на большие расстояния относительно просто. При высоких напряжениях (более 110 кВ) при передаче электроэнергии теряется меньше энергии.Более высокие напряжения означают более низкие токи, а более низкие токи означают меньшее тепловыделение в линии электропередачи из-за сопротивления. Переменный ток можно легко преобразовывать в высокое напряжение и обратно с помощью трансформаторов ». — Sparkfun

Сегодня, в 2018 году, мы все еще используем электричество переменного тока для большинства наших домов и предприятий.

Q: Используем ли мы когда-нибудь электричество постоянного тока?

A: Да, но редко. Электроэнергия постоянного тока вырабатывается всеми современными солнечными панелями, хотя затем эта мощность меняется на переменный ток с помощью трансформатора, чтобы дома и предприятия могли ее использовать.Электропитание постоянного тока используется в автомобильных аккумуляторах, портативных солнечных системах и любых слаботочных устройствах.

Надеюсь, это ответило на все ваши вопросы об электричестве переменного и постоянного тока. Нам повезло, что у нас есть такой управляемый способ питания наших домов и устройств. Однако это не означает, что это безопасно или что каждый может выполнять электромонтажные работы! Вот почему так важно, чтобы профессионал делал какие-либо изменения или обслуживал ваши электрические системы в вашем доме или на работе.

Вот где пригодятся профессиональные электрики JP Electrical.Мы справимся с любой вашей работой и всегда гарантируем, что проделали ее на высоком уровне. Вы можете узнать больше о наших услугах здесь, и вы всегда можете позвонить нам по телефону 801-294-4340 .

Категории: Энергоэффективность • Советы

Почему AC выиграл войну за электричество

Недавно я закончил книгу Джилл Джоннес Empires of Light о «Войне электрических токов» — переменного тока и постоянного тока, которая произошла в период становления электроэнергетики в конце 1800-х годов.Это обычная история в сфере технологий: два конкурирующих стандарта, каждый из которых яростно сторонник. Но DC был обречен с самого начала — не из-за отсутствия покровителей, поскольку его поддерживал всемирно известный Томас Эдисон, а из-за физики и экономики.

Давайте вернемся. Электричество как наука и технология развивались в течение конца 1700-х и 1800-х годов. Сначала единственным известным способом создания электрического тока был химический процесс с использованием батарей (изобретенных в 1799 году итальянским физиком Алессандро Вольта; батареи названы в его честь в «вольтах»).Однако ранние батареи были относительно слабыми, выдавая всего пару вольт; это могло питать новые электрические коммуникации, такие как телеграф, но не было практическим источником энергии для света или двигателей.

Однако электричество тесно связано с силой магнетизма. Каждый может индуцировать другой: электрический ток создает магнитное поле, а магнитное поле может создавать электрический ток. Последнее открытие (Майклом Фарадеем в 1831 году) привело к изобретению электрического генератора , который вырабатывает энергию путем вращения магнита рядом с катушкой с проволокой.Генератор может быть подключен к источнику механической энергии, например паровому двигателю, для преобразования кинетической энергии в электрическую.

К концу 1800-х годов электричество стало одним из видов энергии, конкурирующих с углем и нефтью. Применениями, как и в случае с любой другой формой энергии, были механическая энергия (в виде электродвигателя), тепло и особенно свет. Освещение было «приложением-убийцей» ранней электротехнической промышленности — единственным приложением, которое было настолько ценным, что могло стимулировать развитие технологий и инвестиции в инфраструктуру.

Однако первые электрические фонари оставляли желать лучшего. Первоначальной технологией была дуговая лампа, в которой электрическая дуга проходила по воздуху между двумя угольными стержнями. Это произвело очень яркий белый свет, резкий и ослепляющий. Он подходил для стадионов, театров и крупных торговых улиц, но не для домов или офисов.

Томас Эдисон увидел дуговую лампу и сразу понял, что электрическое освещение может произвести революцию в повседневной жизни.Но у него было видение, чтобы понять, что огромные рыночные возможности заключаются не в дуговом освещении, а в создании менее интенсивного источника света, который можно было бы использовать в любой комнате. Уже известный и достаточно богатый, чтобы проводить множество экспериментов в своей лаборатории в Менло-Парке, Эдисон начал огромную научно-исследовательскую работу по созданию практичной электрической лампочки, которая стала его самым легендарным и определяющим карьеру изобретением.

Лампы накаливания демонстрировались еще до Эдисона, но они еще не были практичными: они перегорели слишком быстро.Вклад Эдисона заключался в создании долговечной лампы со здоровым свечением. Одним из ключевых открытий была важность создания вакуума в колбе. Еще одним важным элементом была нить накала; Лаборатория Эдисона провела известное испытание тысяч материалов, чтобы найти нить, которая будет гореть в течение многих часов. Практичная лампочка позволила электрическому свету заменить домашнее освещение керосином или природным газом.

Электрическое освещение было чище, чем газовые или керосиновые лампы, а электродвигатели были намного, чище, чем любой двигатель внутреннего сгорания (только представьте себе бытовую посудомоечную машину, холодильник или пылесос, сжигающий масло или уголь).Но чтобы получить эти преимущества, изобретателям пришлось решить проблему распространения. Первая домашняя система освещения была установлена ​​в особняке банкира Дж. П. Моргана и полагалась на парогенератор, построенный в небольшом здании на его территории, за пределами дома, вместе с обслуживающим персоналом, работающим на полную ставку. (Дежурный уходил с дежурства в 11 часов вечера, и, если семья Моргана опаздывала, свет выключался без предупреждения, заставляя их искать свечи в темноте.) Эдисон планировал поставить свою лампочку в дома менее богатые, чем у Моргана. целая система центральных генераторов и распределительная сеть.

Но возникла проблема. Энергия терялась в самих линиях электропередачи. Это неизбежно происходит всякий раз, когда ток течет через сопротивление (и даже самые лучшие линии электропередач имеют некоторое сопротивление). Из-за этого система Эдисона по-прежнему была ограничена радиусом около полумили, что делало ее пригодной только для очень плотных городских районов, где в пределах этого небольшого круга было бы много потребителей освещения. В других местах экономически не выгодно.

Строгое ограничение расстояния также сделало невозможным использование природных источников энергии, таких как водопады.Тысячи лет фабрики использовали энергию воды через мельницы. Но поскольку у нас нет возможности эффективно передавать механическую энергию на большие расстояния, эти заводы всегда были сильно ограничены географически: они должны были находиться на на реке . Электричество обещало наконец преодолеть эти географические ограничения и обеспечить настоящую передачу электроэнергии на большие расстояния — если бы только мы могли решить проблему потери мощности.

К счастью, решение обрело форму — буквально потому, что корень решения находится в форме тока.

Давайте еще раз посмотрим, как работает электрогенератор. Основной метод — вращать магнит возле катушки с проволокой. Магнит вращается механической силой, такой как водопад или паровая турбина (в последнем случае сам пар может поступать из любого источника топлива, от угля до газа и ядерной энергии). Вращение магнита создает изменяющееся магнитное поле, которое по фундаментальным законам физики создает электрическое поле, которое, в свою очередь, заставляет электричество перемещаться по проводу.

Поскольку магнит вращается по кругу, его магнитное поле тоже вращается, и это создает не постоянное электрическое поле, а переменное, которое, в свою очередь, создает переменный ток (AC).Вместо того, чтобы течь в постоянном направлении, как вода по трубе, электроны покачиваются взад и вперед по проводу. (Вы можете быть удивлены, что это короткое покачивание обеспечивает передачу энергии на большие расстояния, но это так, потому что покачивание распространяется по проводу, как волна. Точно так же, как звуковые волны могут достигать ваших ушей за много миль, даже если нет молекул Воздуха действительно попали к вам из источника, поэтому электрическая энергия может быть получена из движения электронов в пункте назначения, даже если отдельные электроны не прошли весь путь от генератора.)

Однако во времена появления первых генераторов единственные существующие электродвигатели требовали постоянного тока (DC), который двигался в постоянном направлении. Таким образом, эти генераторы преобразовывали переменный ток в постоянный (используя более сложную конструкцию генератора, включающую щеточные контакты).

И постоянный, и переменный ток могут нормально зажечь лампочку. И то и другое можно было сгенерировать достаточно легко (хотя генератор переменного тока был более элегантным, без щеточных контактов).Преимущество постоянного тока в электродвигателях было нивелировано, когда гениальный инженер Никола Тесла изобрел электродвигатель переменного тока (он зависел от «многофазного» переменного тока, то есть от нескольких переменных токов, где чередования были в противофазе друг с другом). Реальная, непреодолимая разница была в передаче , потому что здесь переменный ток мог делать то, чего не мог сделать постоянный ток, что-то, что решало бы проблему линий электропередач на большие расстояния и установило бы его в качестве электрического стандарта.

Чтобы понять этот волшебный трюк, нам нужно немного подробнее рассмотреть физику электромагнетизма.Любая линия электропередачи имеет несколько основных физических характеристик. Ток — это скорость, с которой электрический заряд протекает через провод: буквально, сколько электронов в секунду проходит мимо определенной точки. Напряжение — это своего рода электрическое «давление», прикладываемое к проводу: большее напряжение производит больший ток. Сопротивление аналогично трению, действующему против тока. Когда ток проходит через сопротивление, энергия теряется, так же как энергия теряется на трение в механической системе.Количество энергии, теряемой в секунду, пропорционально сопротивлению и квадрату силы тока. Таким образом, чтобы минимизировать потери энергии, мы должны минимизировать как сопротивление, так и ток.

Для минимизации сопротивления можно использовать материал с низким сопротивлением, например серебро или медь. Серебро немного менее резистентно, но намного дороже, поэтому на практике используется медь. Вы можете сделать провода толще, потому что сопротивление обратно пропорционально площади поперечного сечения, но при этом используется больше материала, что опять же дороже.Таким образом, сопротивление может быть уменьшено только настолько, что с каждой милей оно ухудшается, поскольку оно пропорционально длине провода.

Другой способ минимизировать потери энергии — уменьшить ток. Но провода по-прежнему должны обеспечивать питание, а мощность пропорциональна величине тока, умноженной на напряжение. Следовательно, чтобы передать заданное количество мощности при низком токе, вам потребуется высокое напряжение.

Но здесь мы сталкиваемся с другой проблемой. Очень высокое напряжение не подходит для домашнего использования.Для типичного повседневного использования вам нужна доступная электрическая мощность около ста вольт (сегодня в США стандартное напряжение составляет 120 В; в Европе используется 220 В). Для передачи электроэнергии на большие расстояния вам нужны тысячи вольт или более (современные линии используют до 765000 В!). Если вы подадите в дом такое количество энергии, это будет слишком много для лампочки или электродвигателя, и это будет слишком сложно. может представлять опасность поражения электрическим током или возгорания. Но если вы попытаетесь подключить линии электропередач только к сотням вольт, вы потеряете слишком много энергии из-за сопротивления.

Как решить эту головоломку? С помощью почти волшебного устройства, называемого трансформатором, который может преобразовывать низковольтную энергию в высоковольтную и обратно. И работает только с переменным током.

Кажущееся волшебство трансформатора в том, что провода низкого и высокого напряжения даже не соприкасаются.Вместо этого энергия передается посредством электромагнитной индукции, явления, открытого Фарадеем в 1830-х годах. В трансформаторе две катушки проволоки намотаны на железный сердечник. Поскольку ток меняется в одной катушке, утюг становится переменным электромагнитом. Затем переменное магнитное поле создает переменный электрический ток в другом витке провода. Но если количество витков в двух катушках разное, то напряжение во второй катушке также будет различным — выше или ниже в зависимости от того, больше или меньше витков у второй катушки, чем у первой.

Это работает с переменным током, потому что изменяющееся магнитное поле индуцирует электрическое поле, но стационарное магнитное поле создает , а не , поэтому оно не работает с постоянным током. Это главный козырь AC, его решающее отличие.

С помощью переменного тока вы можете «поднять» ток до более высокого напряжения для передачи на большие расстояния, а затем понизить его в пункте назначения, например, дома, в офисе или на заводе. Электроэнергия распространяется на большие расстояния при высоком напряжении и только на короткие расстояния при низком напряжении, поэтому теряется очень мало энергии, но желаемое напряжение по-прежнему доступно для работы фонарей и двигателей.

Преимущество аналогично переключению на идеальную передачу при езде на велосипеде. Если вы едете на велосипеде на низкой передаче на высокой скорости по ровной поверхности, большая часть вашей энергии просто уходит на очень быстрые движения ног, что неэффективно. Переключившись на более высокую передачу, вы можете двигать ногами в удобном темпе, в то время как колеса движутся намного быстрее, благодаря механическому преимуществу, создаваемому передачами. Трансформатор подобен коробке передач для электричества.

Джордж Вестингауз увидел ценность системы кондиционирования воздуха и отстаивал ее.Эдисон, создавший систему на основе постоянного тока, считал, что высокое напряжение опасно, и возражал против его использования. Аргумент безопасности был убедительным для многих, но, в конце концов, электросеть постоянного тока была просто непрактичной, и данные Westinghouse доказали это.

Это было окончательно продемонстрировано в 1895 году, когда была построена первая гидроэлектростанция, использовавшая энергию могущественного Ниагарского водопада. Ранний план Ниагары предполагал, что на этом месте будет построен целый заводской город, работающий от водяных мельниц.Но с помощью электричества водопад мог бы доставить электроэнергию в Буффало, штат Нью-Йорк, расположенный в 26 милях от берега озера Эри.

Сегодня есть популярное повествование, в котором Эдисон — неуклюжий дурак, который скучал по переменному току и который на самом деле не изобретал лампочку, а Никола Тесла — гениальный гений, который изобрел переменный ток и двигатели, предсказал сотовый телефон и т. Д. несправедливо по двум причинам.

Во-первых, Эдисон был гением изобретательства. Он ошибался насчет AC, и, по словам Йоннеса, он, кажется, был против этого просто потому, что это не было его изобретением или его системой. (Он также участвовал в некоторых грязных боях против AC, таких как кампания по приобретению AC, в том числе генераторов марки Westinghouse, которые были введены в качестве новой формы казни для заключенных, чтобы навредить Westinghouse в связи с смертной казнью.) Но Эдисон был одним из немногих, кто рано увидел потенциал ламп накаливания и ценность электросети, и он вложил огромные средства в эти технологии. И его лаборатория для всех практических целей изобрела электрическую лампочку — конечно, никакая лампочка, которая существовала до их экспериментов, не могла бы служить.

Но что еще более важно, популярное повествование не принимает во внимание Джорджа Вестингауза. В книге Джоннеса Вестингауз предстает настоящим героем истории.Тесла был блестящим изобретателем, внесшим ряд важных нововведений в энергоснабжение переменного тока. Но Вестингауз был промышленным провидцем, который сделал электросеть реальностью. Он получил финансирование, возглавил работу, осуществил продажи и развернул систему.

Более того, он производит впечатление человека чести и порядочности. Вот его подход к рекламе:

По мере того, как Война электрических токов становилась все более уродливой и ожесточенной, Джордж Вестингауз осенью 1889 года решил нанять репортера Питтсбургской газеты по имени Эрнест Х.Генрихса продвигать свои компании и их достижения. В первый день работы Генрихса зашел Вестингауз, чтобы пожелать ему успеха и объяснить его цель. «Все, что я хочу видеть, это то, что газеты печатают [вещи] точно. Правда никому не вредит. …

«Что касается нападений на меня лично, конечно, они причиняют боль, но мое самоуважение и совесть не позволяют мне сражаться с таким оружием. Кроме того, я считаю, что моя моральная репутация и моя деловая репутация слишком прочны, чтобы пострадать от таких нападок.Тем не менее, я готовлю статью для «North American Review» в ответ на обвинения г-на Эдисона против системы переменного тока, но кроме этого мне нечего будет дать вам для публикации … Позволив другим говорить все, мы заведем больше друзей, чем если бы мы опустились до уровня наших противников ».

Он проявил огромное мужество своих убеждений:

Как объяснил его старый друг и биограф Генри Праут, Вестингауз был отличным консультантом для других, «затем он принял собственное решение, и ничто мягче землетрясения не могло его сдвинуть с места.Мы видели, как он сидел, как скала, безмятежный, мягкий и невозмутимый, когда все члены совета директоров были против него. Был ли он решительным или просто упрямым, зависит от вашей точки зрения ». Вестингауз слишком часто был прав, когда ошибались те, кого он считал малодушными. Почему он должен перестать доверять своим грозным инстинктам?

Однажды, во время финансового кризиса, Вестингауз реорганизовал свою компанию, сохранив при этом контроль:

Адвокат Вестингауза, Пол Д.Крават, годы спустя все еще восхищался этим триумфом реорганизации. По его словам, Westinghouse «было трудно работать с так называемыми финансистами. То, что ему казалось их недостатком видения и веры, всегда раздражало его…. По крайней мере, в двух крупных финансовых кризисах, когда финансисты отказались от этой задачи как безнадежной, мистер Вестингауз своей верой, своей неутомимой энергией и применением силы влияния на людей, равных которых я никогда не видел, был способен выдержать финансовый шторм, собрать огромные суммы денег и восстановить устойчивое финансовое положение своих предприятий, когда его критики и большинство его друзей были уверены, что ему грозит сокрушительное поражение.”

Годы спустя, во время очередного спада, Вестингаузу пришлось реорганизовать свою компанию в условиях банкротства (известной в те времена как «конкурсное управление»). Он был удивительно оптимистичен, сказав своему публицисту:

«Не забудьте дать им понять [газетам], что это решение не является концом компании…. [Эта] компания в своей основе такая же здоровая и солидная, как и прежде, и из этой неудачной ситуации она выйдет на большую и более процветающую заботу, чем когда-либо.«Банкротство стало большим потрясением как для инсайдеров, так и для аутсайдеров, но с такими ограниченными деньгами Westinghouse не видел альтернативы. Он относился к этому как к серьезному. «Я согласен, это неприятно», — сказал он одному другу. «Но это не самая большая вещь в мире. У любого крупного бизнеса есть взлеты и падения. Кризис, который мы переживаем, — это только часть нашей повседневной работы ».

Он действительно спас компанию, и хотя, к сожалению, ему пришлось отказаться от контроля, и в конечном итоге он был вытеснен, Westinghouse Electric Corporation существует по сей день.

Паровая машина открыла век промышленной энергетики, предоставив средства преобразования тепловой энергии в механическую. Но электричество завершило энергетическую революцию, отделив производство электроэнергии от приложения. Это позволяло генерировать энергию за много миль от водопада или на большом централизованном заводе по сжиганию ископаемого топлива, а затем использовать ее в домах и офисах с помощью чистого электрического освещения и двигателей. Это необходимо для сегодняшнего уровня жизни.И мы в долгу перед Westinghouse и AC.

Империи света: Эдисон, Тесла, Вестингауз и гонка за электричество мира

Напишите мне письмо

Что такое переменный ток?

ОСНОВНЫЕ ЗНАНИЯ — ПЕРЕМЕННЫЙ ТОК Что такое переменный ток?

25.02.2020 Автор / Редактор: Люк Джеймс / Erika Granath

Переменный ток (AC) — это электрический ток, который периодически меняет свое направление, в отличие от постоянного (DC), который течет только в одном направлении, которое не может меняться спорадически.

Связанные компании

Большинство студентов, изучающих электротехнику и смежные предметы, начинают свое обучение с изучения постоянного тока (DC). Это потому, что большая часть цифровой электроники, которую построят эти студенты, будет использовать постоянный ток. Тем не менее, важно понимать переменные токи (AC) и их концепции, потому что он имеет множество полезных свойств и вариантов использования.

Как вырабатывается переменный ток

Переменный ток (зеленая кривая). Горизонтальная ось измеряет время; по вертикали, току или напряжению.

(Источник: Public Domain)

Хотя постоянный ток, однонаправленный поток электрического заряда, возможно, является одной из простейших концепций электротехники, это не единственный «тип» используемого электричества. И переменный, и постоянный ток описывают типы тока, протекающего в цепи.Многие источники электричества, в первую очередь электромеханические генераторы, вырабатывают переменный ток с напряжениями, которые меняют полярность, меняя полярность с положительной на отрицательную с течением времени. Генератор также может использоваться для преднамеренной генерации переменного тока.

В генераторе переменного тока проволочная петля быстро раскручивается внутри магнитного поля. Это создает электрический ток по проводу. Поскольку провод вращается и периодически меняет магнитную полярность, напряжение и ток на проводе чередуются.Этот ток может периодически менять направление, и напряжение в цепи переменного тока также периодически меняется на противоположное, потому что ток меняет направление.

Переменный ток бывает нескольких форм, если напряжение и ток переменные. Если цепь переменного тока подключена к осциллографу и ее напряжение отображается в зависимости от времени, вы, вероятно, увидите несколько различных форм сигналов, таких как синусоидальный, квадратный и треугольный — синусоидальный сигнал является наиболее распространенной формой сигнала, а переменный ток в большинстве зданий, подключенных к электросети. имеют колебательное напряжение в форме синусоиды.

Основной доклад на PCIM Digital Days 2021

Не пропустите ключевой доклад «HVDC Grid Challenges Locks and Opportunities» от Седдика Бача, научного директора программы, SuperGrid Institute, на PCIM Digital Days с 3 по 7 мая 2021 года.

Применение переменного тока

Переменный ток чаще всего используется в зданиях, подключенных к электросети, таких как дома и офисы. Это связано с тем, что генерировать и транспортировать переменный ток на большие расстояния относительно легко.При высоком напряжении более 110 кВ при передаче энергии теряется меньше энергии. При более высоких напряжениях генерируются более низкие токи, а более низкие токи выделяют меньше тепла в линии электропередачи из-за более низкого уровня сопротивления. Это означает меньшие потери энергии в виде тепла. Переменный ток можно легко преобразовывать в высокое напряжение и обратно с помощью трансформаторов.

Переменный ток можно легко преобразовать в высокое напряжение и из него с помощью трансформаторов.

(Источник: Science ABC)

Переменный ток также отлично подходит для использования в электродвигателях, потому что двигатели и генераторы — это одно и то же устройство.Единственная разница между генератором и двигателем заключается в том, что двигатель преобразует электрическую энергию в механическую. Эти двигатели используются во всех видах бытовой техники, например, в холодильниках, стиральных и посудомоечных машинах. Хотя генераторы и двигатели великолепны, наиболее полезное применение переменного тока — это, пожалуй, трансформаторы.

Эффект электромагнетизма (известный как «взаимная индукция»), когда две или более катушки провода размещаются так, что изменяющееся магнитное поле в одной катушке индуцирует напряжение в другой, можно использовать для создания устройства, называемого трансформатором. .Если есть две взаимно индуктивные катушки и одна питается переменным током, переменное напряжение будет создано в другой катушке.

Вот где переменный ток становится очень полезным.

Основное применение трансформатора — это повышение или понижение напряжения с катушки с питанием на катушку без питания. Это обеспечивает переменному току преимущество перед постоянным током в области распределения мощности, потому что, как упоминалось выше, передача электроэнергии на большие расстояния намного эффективнее при более высоких повышенных напряжениях и меньших пониженных токах.Прежде чем попасть в розетки, напряжение снова понижается, а ток снова повышается.

Этот тип трансформаторной техники сделал распределение электроэнергии на большие расстояния эффективным и практичным. Без трансформаторов было бы слишком дорого строить энергосистемы в их нынешнем виде на большие расстояния. А поскольку взаимная индуктивность зависит от изменения магнитных полей, трансформаторы работают только с переменным током.

Следуйте за нами в LinkedIn

Вам понравилось читать эту статью? Тогда подпишитесь на нас в LinkedIn и будьте в курсе последних событий в отрасли, продуктов и приложений, инструментов и программного обеспечения, а также исследований и разработок.

(ID: 46380228)

Война токов: мощность переменного тока и постоянного тока

Это #GridWeek на Energy.gov. Мы подчеркиваем наши усилия по поддержанию надежной, отказоустойчивой и безопасной электросети по всей стране и то, что это значит для вас. В четверг, 20 ноября, в 14:00 по восточноевропейскому времени мы проведем чат в Твиттере на тему «Как работает сеть». Присылайте нам свои вопросы в Twitter, Facebook и Google+, используя #GridWeek.

Начиная с конца 1880-х годов, Томас Эдисон и Никола Тесла были втянуты в битву, известную теперь как Война течений.

Эдисон разработал постоянный ток — ток, который непрерывно течет в одном направлении, например, в батарее или топливном элементе. В первые годы развития электричества постоянный ток (сокращенно DC) был стандартом в США.

Но была одна проблема. Постоянный ток нелегко преобразовать в более высокие или более низкие напряжения.

Тесла считал, что переменный ток (или переменный ток) был решением этой проблемы. Переменный ток меняет направление определенное количество раз в секунду — 60 в U.S. — и может быть сравнительно легко преобразован в различные напряжения с помощью трансформатора.

Эдисон, не желая терять гонорары, которые он получал от своих патентов на постоянный ток, начал кампанию по дискредитации переменного тока. Он распространял дезинформацию, говоря, что переменный ток более опасен, и даже зашел так далеко, что публично казнил бездомных животных электрическим током, используя переменный ток, чтобы доказать свою точку зрения.

Чикагская всемирная выставка — также известная как Всемирная колумбийская выставка — проходила в 1893 году, в разгар нынешней войны.

General Electric подала заявку на электрификацию ярмарки с использованием постоянного тока Эдисона за 554 000 долларов, но проиграла Джорджу Вестингаузу, который сказал, что может обеспечить электроэнергию ярмарку всего за 399 000 долларов, используя переменный ток Tesla.

В том же году Niagara Falls Power Company решила заключить с Westinghouse, которая лицензировала патент на многофазный асинхронный двигатель переменного тока Tesla, контракт на производство электроэнергии из Ниагарского водопада. Хотя некоторые сомневались, что этот водопад может привести в действие весь Буффало, штат Нью-Йорк, Тесла был убежден, что он может привести в действие не только Буффало, но и весь восток Соединенных Штатов.

16 ноября 1896 года Буффало был освещен переменным током от Ниагарского водопада. К этому времени General Electric тоже решила запрыгнуть на поезд переменного тока.

Похоже, что переменный ток почти уничтожил постоянный ток, но в последние годы постоянный ток пережил своего рода возрождение.

Сегодня наша электроэнергия по-прежнему питается преимущественно переменным током, но компьютеры, светодиоды, солнечные элементы и электромобили работают на постоянном токе.Теперь доступны методы преобразования постоянного тока в более высокие и более низкие напряжения. Поскольку постоянный ток более стабилен, компании находят способы использования постоянного тока высокого напряжения (HVDC) для транспортировки электроэнергии на большие расстояния с меньшими потерями электроэнергии.

Получается, что Война течений еще не окончена. Но вместо того, чтобы продолжать горячую битву переменного и постоянного тока, похоже, что два тока в конечном итоге будут работать параллельно друг другу в своего рода гибридном перемирии.

И ничего из этого было бы невозможно без гения Теслы и Эдисона.

Примечание. Этот пост был первоначально опубликован в рамках серии статей «Эдисон и Тесла» в ноябре 2013 года.

Почему в домах используется переменный ток?

Переменный ток используется в большинстве систем распределения электроэнергии по нескольким причинам, но наиболее важной из них является легкость, с которой он может быть преобразован с одного напряжения на другое.

DC это сделать намного сложнее (и дороже).
(Для преобразования постоянного тока используются электронные схемы для генерации переменного тока, который затем преобразуется трансформатором и выпрямляется обратно в постоянный ток.2R №

Для минимизации потерь энергии важно поддерживать низкое сопротивление и ток, при этом низкий ток особенно важен, поскольку он имеет экспоненциальный эффект на потери.

Power #P = V * I # (вольты, умноженные на амперы), поэтому для заданной мощности напряжение должно быть высоким, если ток остается низким.

Большие трансформаторы используются для работы линий электропередачи с высоким напряжением, чтобы свести потери к минимуму.

Но высокое напряжение опасно, особенно для жизни, поэтому приносить его в дом было бы неприемлемым риском.

переменного тока легко и эффективно преобразуется в относительно безопасное напряжение на местных трансформаторах рядом с местом использования.
Это не так просто или дешево сделать с DC.

Другие причины:

• Постоянный ток более опасен, чем переменный, для того же напряжения, потому что его труднее отпустить при прикосновении, поскольку напряжение не проходит через ноль. (Мышцы сокращаются с постоянной силой с постоянным током).
• Электролитическая коррозия более проблематична при работе с постоянным током.
Дуги постоянного тока
• не «гаснут» так легко (потому что напряжение не проходит через ноль).
Асинхронные двигатели переменного тока
• просты в изготовлении и обслуживании. Двигатели постоянного тока требуют коммутатора и щеток или сложной электронной коммутации.

Зависимость переменного тока от постоянного

Большинство рассмотренных до сих пор примеров, особенно те, которые используют батареи, имеют источники постоянного напряжения. Как только ток установлен, он также становится постоянным. Постоянный ток (DC) — это поток электрического заряда только в одном направлении. Это установившееся состояние цепи постоянного напряжения.Однако в большинстве известных приложений используется источник напряжения, изменяющийся во времени. Переменный ток (AC) — это поток электрического заряда, который периодически меняет направление. Если источник периодически меняется, особенно синусоидально, цепь называется цепью переменного тока. Примеры включают коммерческую и бытовую энергетику, которая обслуживает так много наших потребностей. На рисунке 1 показаны графики зависимости напряжения и тока от времени для типичных источников постоянного и переменного тока. Напряжение и частота переменного тока, обычно используемые в домах и на предприятиях, различаются по всему миру.

Рис. 1. (a) Напряжение и ток постоянного тока постоянны во времени после установления тока. (б) График зависимости напряжения и тока от времени для сети переменного тока 60 Гц. Напряжение и ток синусоидальны и совпадают по фазе для простой цепи сопротивления. Частоты и пиковое напряжение источников переменного тока сильно различаются.

Рис. 2. Разность потенциалов V между клеммами источника переменного напряжения колеблется, как показано. Математическое выражение для V дается как [латекс] V = {V} _ {0} \ sin \ text {2} \ pi {ft} \\ [/ latex].

На рисунке 2 показана схема простой схемы с источником переменного напряжения. Напряжение между клеммами колеблется, как показано на рисунке: напряжение переменного тока определяется как

[латекс] V = {V} _ {0} \ sin \ text {2} \ pi {ft} \\ [/ latex],

, где В — напряжение в момент времени t , В ₀ — пиковое напряжение, а f — частота в герцах. Для этой простой цепи сопротивления I = V / R , поэтому переменный ток равен

[латекс] I = {I} _ {0} \ sin 2 \ pi {ft} \\ [/ latex],

, где I — ток в момент времени t , а I ₀ = V ₀ / R — пиковый ток.В этом примере считается, что напряжение и ток находятся в фазе, как показано на Рисунке 1 (b).

Ток в резисторе меняется взад и вперед, как управляющее напряжение, поскольку I = V / R . Например, если резистор представляет собой люминесцентную лампочку, она становится ярче и тускнеет 120 раз в секунду, когда ток постоянно проходит через ноль. Мерцание с частотой 120 Гц слишком быстро для ваших глаз, но если вы помахаете рукой вперед и назад между вашим лицом и флуоресцентным светом, вы увидите стробоскопический эффект, свидетельствующий о переменном токе.{2} \ text {2} \ pi {ft} \\ [/ latex], как показано на рисунке 3.

Установление соединений: домашний эксперимент — лампы переменного / постоянного тока

Помашите рукой между лицом и люминесцентной лампой. Вы наблюдаете то же самое с фарами на своей машине? Объясните, что вы наблюдаете. Предупреждение: Не смотрите прямо на очень яркий свет .

Рис. 3. Мощность переменного тока как функция времени. Поскольку напряжение и ток здесь синфазны, их произведение неотрицательно и колеблется от нуля до I ₀ V ₀ .Средняя мощность (1/2) I ₀ V ₀ .

Чаще всего нас беспокоит средняя мощность, а не ее колебания — например, 60-ваттная лампочка в вашей настольной лампе потребляет в среднем 60 Вт. Как показано на Рисунке 3, средняя мощность P _{средняя} составляет

[латекс] {P} _ {\ text {ave}} = \ frac {1} {2} {I} _ {0} {V} _ {0} \\ [/ latex].

Это видно из графика, поскольку области выше и ниже линии (1/2) I ₀ V ₀ равны, но это также можно доказать с помощью тригонометрических тождеств.Точно так же мы определяем средний или действующий ток I _{среднеквадратичное значение} и среднее или среднеквадратичное напряжение В _{действующее значение} , соответственно, равное

[латекс] {I} _ {\ text {rms}} = \ frac {{I} _ {0}} {\ sqrt {2}} \\ [/ latex]

и

[латекс] {V} _ {\ text {rms}} = \ frac {{V} _ {0}} {\ sqrt {2}} \\ [/ latex].

, где среднеквадратичное значение означает среднеквадратичное значение, особый вид среднего. Как правило, для получения среднеквадратичного значения конкретная величина возводится в квадрат, определяется ее среднее значение (или среднее значение) и извлекается квадратный корень.Это полезно для переменного тока, так как среднее значение равно нулю. Сейчас,

P _{среднеквадратичное значение} = I _{среднеквадратичное значение} V _{среднеквадратичное значение} ,

, что дает

[латекс] {P} _ {\ text {ave}} = \ frac {{I} _ {0}} {\ sqrt {2}} \ cdot \ frac {{V} _ {0}} {\ sqrt {2}} = \ frac {1} {2} {I} _ {0} {V} _ {0} \\ [/ latex],

, как указано выше. Стандартной практикой является указание I _rms , V _rms и P _{среднее значение} , а не пиковые значения.Например, напряжение в большинстве домашних хозяйств составляет 120 В переменного тока, что означает, что В, , _{, среднеквадратичное значение,} , составляет 120 В. Обычный автоматический выключатель на 10 А прервет постоянное напряжение I _{среднеквадратичное значение} более 10 А. микроволновая печь потребляет P _пр. = 1,0 кВт и т. д. Вы можете рассматривать эти среднеквадратичные и средние значения как эквивалентные значения постоянного тока для простой резистивной цепи. Подводя итог, при работе с переменным током закон Ома и уравнения мощности полностью аналогичны таковым для постоянного тока, но для переменного тока используются среднеквадратические и средние значения.{2} R \\ [/ латекс].

Пример 1. Пиковое напряжение и мощность для AC

(a) Каково значение пикового напряжения для сети 120 В переменного тока? (b) Какова пиковая потребляемая мощность лампочки переменного тока мощностью 60,0 Вт?

Нам говорят, что В _{среднеквадратичное значение} составляет 120 В, а P _{среднеквадратичное значение} составляет 60,0 Вт. Мы можем использовать [латекс] {V} _ {\ text {rms}} = \ frac {{V} _ {0}} {\ sqrt {2}} \\ [/ latex], чтобы найти пиковое напряжение, и мы можем манипулировать определением мощности, чтобы найти пиковую мощность из заданной средней мощности.

Решение уравнения [латекс] {V} _ {\ text {rms}} = \ frac {{V} _ {0}} {\ sqrt {2}} \\ [/ latex] для пикового напряжения В ₀ и замена известного значения на V _rms дает

[латекс] {V} _ {0} = \ sqrt {2} {V} _ {\ text {rms}} = 1,414 (120 \ text {V}) = 170 \ text {V} \\ [/ latex ]

Это означает, что напряжение переменного тока изменяется от 170 В до –170 В и обратно 60 раз в секунду.Эквивалентное постоянное напряжение составляет 120 В.

Пиковая мощность равна пиковому току, умноженному на пиковое напряжение. Таким образом,

[латекс] {P} _ {0} = {I} _ {0} {V} _ {0} = \ text {2} \ left (\ frac {1} {2} {I} _ {0} {V} _ {0} \ right) = \ text {2} {P} _ {\ text {ave}} \\ [/ latex].