Является ли источником электрического тока электрическая стиральная машина

Обновлено: 06.05.2024

Понятие электрического тока можно найти в любом учебнике по физике. Электроток — это упорядоченное движение электрозаряженных частиц по направлению. Чтобы понять простому обывателю, что представляет собой электрический ток, следует воспользоваться словарём электрика. В нём термин расшифровывается как движение электронов по проводнику или ионов по электролиту.

В зависимости от движения электронов или ионов внутри проводника различают следующие виды токов:

постоянный;
переменный;
периодический или пульсирующий.

Строение атома, положительный и отрицательный ионы

Итак, любое вещество, любого происхождения (вода, дерево, камень, стекло) состоит из более мелких элементов. Они называются молекулами. Взять хотя бы каплю воды. Она состоит из множества отдельных молекул, имеющих знакомую нам химическую формулу H2O. Далее молекулу вещества можно разделить еще на более мелкие частицы – атомы.

В настоящее время известны всего лишь более ста различных атомов, однако это еще не предел. Атомы могут образовать миллионы разных молекул и соответственно столько же разных веществ.

Молекула воды

Планетарная модель атома

Как всем известно еще со школьной программы, в центре атома находится наиболее тяжелый его элемент — ядро. Вокруг него на определенном расстоянии по разным орбитам перемещаются электроны. Ядро не является цельным элементом, его составляют протоны и нейтроны.

Планетарная модель атома

Электроны обладает отрицательным зарядом, а протоны – положительным. Нейтрон, как видно из самого названия, не проявляет свойств ни тех, ни других зарядов. Иначе говоря, он нейтрален.

Чтобы уяснить суть электричества, поближе познакомимся со строением атомов. Для упрощения некоторых процессов применяется планетарная модель атома. Как в нашей солнечной системе вокруг солнца (ядра) движутся планеты по своей траектории, так и в атоме вокруг ядра движутся электроны. Электрон представляет собой не плотную частичку материи.Это размазанный в пространстве сгусток энергии, наподобие расплюснутой шаровой молнии.

Что такое короткое замыкание. Какие у него причины и как его не допустить

Масса протона приблизительно в 2000 раз превышает массу электрона. Но суммарный положительный электрический заряд всех протонов равен суммарному отрицательному заряду всех электронов. Поэтому при нормальных условиях атом электрически нейтрален и за его пределами не ощущаются никакие силы. Положительные и отрицательные заряды как бы нейтрализуют друг друга.

Рассмотрим периодическую систему химических элементов, известную всем, как таблица Менделеева. В этих элементах все атомы расположены в строгой последовательности: от наиболее легкого до наиболее тяжелого – по величине относительной атомной массе, основную долю которой составляют протоны. Нейтроны также имею массу, но поскольку они не обладают выраженным электрическим зарядом, не будет заострять на них внимание.

Периодическая система Менделеева

Основные величины измерения

Сила электрического тока — основной показатель, которым пользуются электрики в своей работе. От величины заряда, который протекает по электрической цепочке за установленный промежуток времени, зависит сила действия электрического течения. Чем большее количество электронов перетекло от одного начала источника к концу, тем больше будет перенесённый электронами заряд.

Сила тока — величина, которая измеряется отношением электрического заряда, протекающего сквозь поперечное сечение частиц в проводнике, ко времени его прохождения. Заряд замеряется в кулонах, время — в секундах, а одна единица силы течения электричества определяется отношением заряда ко времени (кулона к секунде) или в амперах. Определение электрического тока (его силы) происходит путём последовательного включения двух клемм в электроцепь.

При работе электротока движение заряженных частиц совершается с помощью электрического поля и зависит от силы движения электронов. Величина, от которой зависит работа электротока, называется напряжением и определяется отношением работы тока в конкретной части цепи и заряда, проходящего по этой же части. Единица измерения вольт замеряется вольтметром, когда две клеммы прибора подключаются к цепи параллельно.

Величина электрического сопротивления имеет прямую зависимость от типа используемого проводника, его длины и поперечного сечения. Она измеряется в омах.

Мощность определяется отношением работы движения токов ко времени, когда происходила эта работа. Замеряют мощность в ваттах.

Такая физическая величина, как ёмкость, определяется отношением заряда одного проводника к разнице потенциалов между этим же проводником и соседним. Чем меньше напряжение при получении электрозаряда проводниками, тем больше их ёмкость. Измеряют её в фарадах.

Величина работы электричества на определённом промежутке цепочки находится с помощью произведения силы тока, напряжения и временного отрезка, при котором осуществлялась работа. Последняя замеряется в джоулях. Определение работы электротока происходит с помощью счётчика, который соединяет показания всех величин, а именно напряжения, силы и времени.

История изобретения электричества кратко

Электричество было обнаружено еще в 7 веке до нашей эры древнегреческим философом Фалесом. Он выяснил, что натертый шерстью янтарь способен притягивать меньшие по массе предметы.

Однако масштабные эксперименты с электричеством начинаются в эпоху возрождения в Европе. В 1650 г. магдебургским бургомистром фон Герике была построена электростатическая установка. В 1729 г. Стивеном Греем был поставлен опыт по передаче электроэнергии на расстояние. В 1747 Бенджамин Франклин издал очерк, где была собраны все известные факты об электричестве и выдвинуты новые теории. В 1785-м был открыт закон Кулона.

1800 год стал переломным: итальянец Вольт изобретает первый источник постоянного тока. В 1820-м датским ученым Эрстедом было обнаружено электромагнитное взаимодействие предметов. Годом позднее Ампер выяснил, что магнитное поле создается электрическим током, но не статическими зарядами.

Такие великие исследователи, как Гаусс, Джоуль, Ленц, Ом внесли неоценимый вклад в изобретение электричества. Год 1830-й также стал важным, ведь Гауссом была разработана теория электростатического поля. Явление электромагнитной индукции и разработка двигателя, работающего на токе, принадлежит Майклу Фарадею.

В конце 19 века опыты с электричеством проводились многими учеными, в их числе Пьер Кюри, Лачинов, Герц, Томсон, Резерфорд. В начале 20 века появилась теория квантовой электродинамики.

Техника электробезопасности

Знание правил электробезопасности поможет предупредить аварийную ситуацию и уберечь здоровье и жизнь человека. Так как электричество имеет свойство нагревать проводник, то всегда существует возможность возникновения опасной для здоровья и жизни ситуации. Для обеспечения безопасности в быту необходимо придерживаться следующих простых, но важных правил:

Изоляция сети всегда должна быть исправной, чтобы избежать перегрузок или возможности возникновения коротких замыканий.
Влага не должна попадать на электроприборы, провода, щитки и т. д. Также влажная среда провоцирует появление коротких замыканий.
Обязательно следует делать заземление для всех электроустройств.
Необходимо избегать перегрузки электропроводки, так как существует риск воспламенения проводов.

Техника безопасности при работе с электричеством предполагает использование прорезиненых перчаток, рукавиц, ковриков, разрядных устройств, приборов заземления рабочих участков, выключателей-автоматов или предохранителей с тепловой и токовой защитой.

Любопытный опыт

Оказывается, гальванический элемент можно изготовить самостоятельно, и делается это достаточно просто. Такой способ получил известность в начале 20 века.

Для начала необходимо пополам разрезать достаточно острым ножом лимон посередине. Крайне нежелательно снимать или срывать перегородки между дольками. После этого нужно к каждой дольке подсоединить поочередно небольшой кусок проволоки, размером около 2 сантиметров. В ячейках должны чередоваться медная и цинковая проволоки. Затем следует концы торчащих проволок последовательно соединить металлической проволокой меньшего диаметра. Таким образом можно получить элемент питания. Как проверить, работает ли он? Для этого можно замерить напряжение вольтметром.

Одним из важнейших открытий в истории человечества стало изобретение электричества. Дата открытия точно неизвестна. Однако эксперименты начал проводить еще древнегреческий ученый Фалес. Активное изучение электричества началось в эпоху возрождения. Без него невозможна деятельность ни одного живого организма. Сегодня без этого изобретения мы практически не можем представить свою жизнь. Люди уже давно научились получать, передавать и использовать электроэнергию.

Применение электрического тока

У электрического тока множество свойств, которые позволяют применять его почти во всех сферах человеческой деятельности. Способы использования электротока:

носитель разнородных сигналов в бытовых приборах (стационарном телефоне, телевизионном пульте, кнопке дверного замка), а также в спецсвязи и радио;
носитель энергии в двигателях, генераторах, аккумуляторах;
поставщик теплоэнергии в обогревательных приборах, печах, при электросварке;
источник светоэнергии в сигнальных и осветительных устройствах;
получение материалов путём электролиза;
создание звуков и музыки с помощью электроинструментов;
электродиагностика в медицине, лечение электростимуляцией.

Электричество сегодня является наиболее экологически чистым видом энергии. В условиях современной экономики развитие электроэнергетики имеет планетарное значение. В будущем при возникновении сырьевого дефицита электричество займёт лидирующие позиции в качестве неисчерпаемого источника энергии.

Определение электроустановки

Потребители не ложкой электроэнергию едят. Потребители - это устройства преобразования энергии электрической в какую-нибудь. Забыли что ли закон сохранения энергии?

Определение электроустановки

То есть вы согласны с тем, что телевизор - это устройство, предназначенное для преобразования электричества в свет и тепло?

Определение электроустановки

Вопрос вполне актуальный. Знаю случай, когда электрика со 2-й группой допуска отправили монтировать по стене в помещении щитовой кабельный короб. Тот, срезая ножом выступающую часть дюбель-пробки, умудрился своим большим пальцем (руки, не ноги) выхлестнуть себе глаз. На предприятие прибыл молодой прокурорский (тогда еще следствие было прокурорским), ему выложили все журналы инструктажей и аттестаций, тут у прокурорского вопросов не получилось. Но этот прокурорский оказался ушлым пронырой, видать отличником в школе был, он взял, да и поставил всех раком, задав вопрос: " чего это работник, не имеющий права самостоятельно работать в действующей электроустановке, делал в помещении щитовой?", определяя это помещение как "Действующая электроустановка". Все недоумения и возмущения администрации предприятия по поводу этого вопроса он мастерски крыл определениями электроустановки и действующей электроустановки в ПТЭЭП. Ввиду того, что судебного разбирательства так и не случилось, есть подозрения, что тот прокурорский в этот раз был прилично вознагражден за свои знания слабых мест в законодательстве.

Определение электроустановки

А ведь он был прав. Помещение электрощитовой предназначено для распределения энергии? Значит, работник не имел права самостоятельно там работать.

Определение электроустановки

Не столько в тепло, сколько в энергию акустических колебаний)))
Кроме наблюдения за свечением различных областей экрана, хочется иногда и звуковое сопровождение услышать.

Определение электроустановки

Трудно сказать, кто является конечным потребителем энергии в случае каждой электроустановки. Но Вы только подумайте, как все сложно: свет от телевизора падает на стены, тепло улетает в форточку, звук сотрясает железобетонные конструкции. Следовательно потребителями являются атмосфера, обои на стене, конструкции здания, уши и глаза телезрителя. А телевизор лишь преобразователь, а никак не потребитель.

Определение электроустановки

Вы слово из определения пропустили, поэтому и непонятки. Правильно "потребителем электрической энергии". Тут вопросов не возникает.

Определение электроустановки

Ага, сразу всё прояснилось! Потребителем электроэнергии в телевизоре являются p-n переходы светодиодов подсветки и катушки громкоговорителей!

Определение электроустановки

Потребителем электроэнергии в телевизоре являются p-n переходы светодиодов подсветки и катушки громкоговорителей!

Определение электроустановки

В телевизоре есть напряжения, способные причинить вред здоровью, несовместимый с жизнью. Не вижу причин не считать телевизор электроустановкой. Эти правила в первую очередь для безопасности труда созданы (не ПУЭ, а ПОТЭУ).

Машины, аппараты, линии и вспомогательное оборудование (вместе с сооружениями и помещениями, в которых они установлены), предназначенные для производства, преобразования, трансформации, передачи, распределения электрической энергии и преобразования ее в другой вид энергии (далее - электроустановки)

Поэтому термин вносит вполне четкое разграничение, где должен быть электротехнический персонал.
К любой электрической бытовой фиговине всегда идет инструкция, где написано, что сначала нужно ее прочитать, прежде чем включать электрический прибор. А далее в инструкции указаны меры по безопасной эксплуатации прибора. В том числе и телевизор, не смотря на всю простоту его эксплуатации.
Т.е. электроустановки - это все, где есть риск поражения электрическим током и термин тут вполне исчерпывающий.

Определение электроустановки

Т.е. электроустановки - это все, где есть риск поражения электрическим током и термин тут вполне исчерпывающий.

Тут вы не правы. Ванная тоже может поразить током, но к электроустановкам не относится. Все написано, и правильно. Выдумывать не надо.

Определение электроустановки

Скорее так. Щитовая - это помещение в котором установлены устройства для распределения энергии. Бывает конечно и так, что щиты устанавливают где попало, например в проходном коридоре. Но это проблема работодателя и его желания сэкономить. Ведь шкафчик может быть открыт и случайный прохожий из-за своего любопытства может попасть под напряжение.
С другой стороны неудобство термина в том, что может быть огромный зал, где в уголке установлен один маленький электрощиток. Тут бы логично ограничить работы в присутствии электричества каким-то радиусом от электроустановки.

Определение электроустановки

В пуэ прямо написано какие бывают электроустановки, и кто туда и в каком сопровождении может быть допущен.

Определение электроустановки

А как же лампочка на потолке? Ванная - это электроустановка для преобразования электрической энергии в световую. Это если в ней водонагревателя нет, иначе и в тепловую тоже.

Определение электроустановки

Электроустановка – это группа электрического оборудования + помещение.

Электроприбор — это техническое устройство.

Нас инженер всегда спрашивал, чайник или телевизор это электроустановка или электроприбор?!

Определение электроустановки

ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ — оборудование, предназначенное для производства, передачи, распределения и изменения характеристик (напряжения, частоты, вида электрического тока и др.) электрической энергии, а также для ее преобразования в др. вид энергии. К Э. относят машины, трансформаторы, аппараты, измерительные приборы, устройства защиты, кабельную продукцию, бытовые электроприборы.

Определение электроустановки

Кстати ванна вполне себе электроустановка, к ней даже уравнивание потенциалов подводят, если чугунная. И надо иметь электротехнические знания, чтобы правильно все сделать. Только ванна - это "вместе с сооружениями". Т.е. это сооружение, которое идет в составе электрического бойлера. Уберите бойлер и не будет электроустановки.
Просто ПОТЭУ распространяют свое действие на трудовые отношения, а ванны для купания на предприятиях редко встречаются.

Определение электроустановки

Ничего подобного. Не путайте трудовую деятельность с трудовыми отношениями. В ПОТЭУ речь идёт просто о деятельности, не всегда, кстати, трудовой.

Определение электроустановки

Сейчас дома такие электрифицированные, что надо тщательно поискать место, где нет возможности поражения током :)
Особенно умные дома - если сразу по уму строить, то это куча проводки. А если беспроводное все, то вопросы ЭМС.
Думаю тут тенденция должна быть в стороны низковольтовых проводных сигналов.

Определение электроустановки

На моем предприятии, а это предприятие связи и ИТ, в составе электросетей, считается;
- по п. 41.1 ПОТЭУ. Если в аппаратном зале расположено оборудование СДТУ, то все работы, включая даже переброс патч-корда на патч-панели, выполняется по распоряжению. Причем, оборудование СДТУ понятно - надо подать заявку, согласовать ее, открыть у того в чьем ведении и управлении (дежурный диспетчер), получить разрешение у оперативного персонала (дежурный инженер) на изменение эксплуатационного состояния, затем разрешение на подготовку рабочего места, допуск и сама работа. Также подлежат оформлению - перерывы в работе, завершение работы по распоряжению. Об это запись делается в оперативном журнале у оперативного персонала. Почистить пыль сервера SCADA только так)))
- В том же аппаратном зале, рядом стоит сервер, ну скажем "1С: Предприятие", то вся схема упрощается лишь на часть "надо подать заявку, согласовать ее, открыть у того в чьем ведении и управлении (дежурный диспетчер), получить разрешение у оперативного персонала (дежурный инженер) на изменение эксплуатационного состояния", что касается процедур подготовки рабочего места и прочего, все тоже по ПОТЭУ. Потому как - п.41.1 ПОТЭУ и рядом оборудование СДТУ, если не подготовишь место работы, можешь повлиять на СДТУ.
СДТУ (средства диспетчерского и технологического управления) хоть термин и электроэнергетики, но любая АСУ ТП вполне подходит под это определение. Однако, если мне надо провести ТО или отремонтировать АРМ диспетчера, я уже не следую ПОТЭУ, так как это не аппаратный зал, но сам компьютер - оборудование СДТУ.))) Перечень систем, оборудования, виды работ, аппаратные залы мы устанавливаем организационно-распорядительными документами по предприятию.
Про щитовые

Вопрос такой и скользкий, и нет))) Работодатель вправе ужесточить требования Охраны Труда, и своим ОРД определить правила работы в этих помещениях, или на оборудовании. Если не нарушаются государственные документы, то только в плюс работодателю. Сколько бы не совершенствовали различные правила, все равно не избежать недочетов и различных недомолвок. Надо самим совершенствовать систему эксплуатации и охраны труда своего предприятия)))
Подкину еще тему)))
Мы иногда пользуемся обычными пылесосами (советскими еще) на выдув пыли из оборудования. Вот руководство считает необходимым признать пылесос электроинструментом, применить к нему правила для электроинструмента (перечни, испытания ит.п.) и разработать инструкции по Охране труда при работе с пылесосом))) Не хочется лишней работы, но признать придется - мы же им пользуемся как инструментом, а не как бытовым прибором)))

В современном мире каждый человек с детства сталкивается с электричеством. Первые упоминания об этом природном явлении относятся к временам философов Аристотеля и Фалеса, которые были заинтригованы удивительными и загадочными свойствами электрического тока. Но лишь в 17 веке великие ученые умы начали череду открытий, касающихся электрической энергии, продолжающихся по сей день.

Открытие электрического тока и создание Майклом Фарадеем в 1831 г. первого в мире генератора кардинально изменило жизнь человека. Мы привыкли, что нашу жизнь облегчают приборы, работающие с использованием электрической энергии, но до сих пор у большинства людей нет понимания этого важного явления. Для начала, чтобы понять основные принципы электричества, необходимо изучить два основных определения: электрический ток и напряжение.

Что такое электрический ток и напряжение

Электрический ток – это упорядоченное движение заряженных частиц (носителей электрического заряда). Носителями электрического тока являются электроны (в металлах и газах), катионы и анионы (в электролитах), дырки при электронно-дырочной проводимости. Данное явление проявляется созданием магнитного поля, изменением химического состава или нагреванием проводников. Основными характеристиками тока являются:

сила тока, определяемая по закону Ома и измеряемая в Амперах (А), в формулах обозначается буквой I;
мощность, согласно закону Джоуля-Ленца, измеряемая в ваттах (Вт), обозначается буквой P;
частота, измеряемая в герцах (Гц).

Электрический ток, как носитель энергии используют для получения механической энергии с помощью электродвигателей, для получения тепловой энергии в отопительных приборах, электросварке и нагревателях, возбуждения электромагнитных волн различной частоты, создания магнитного поля в электромагнитах и для получения световой энергии в осветительных приборах и различного рода лампах.

Напряжение – это работа, совершаемая электрическим полем для перемещения заряда в 1 кулон (Кл) из одной точки проводника в другую. Исходя из данного определения, все-таки сложно осознать, что же такое напряжение.

Чтобы заряженные частицы перемещались от одного полюса к другому, необходимо создать между этими полюсами разность потенциалов (именно она и именуется напряжением). Единицей измерения напряжения является вольт (В).

Для окончательного понимания определения электрического тока и напряжения, можно привести интересную аналогию: представьте, что электрический заряд — это вода, тогда давление воды в столбе – это и есть напряжение, а скорость потока воды в трубе – это сила электрического тока. Чем выше напряжение, тем больше сила электрического тока.

Что такое переменный ток

Если менять полярность потенциалов, то направление протекания электрического тока меняется. Именно такой ток и называется переменным. Количество изменений направления за определенный промежуток времени называется частотой и измеряется, как уже было сказано выше, в герцах (Гц). Например, в стандартной электрической сети в нашей стране частота равна 50 Гц, то есть направление движения тока за секунду меняется 50 раз.

Что такое постоянный ток

Когда упорядоченное движение заряженных частиц имеет всегда только одно направление, то такой ток именуется постоянным. Постоянный ток возникает в сети постоянного напряжения, когда полярность зарядов с одной и другой стороны постоянна во времени. Его очень часто используют в различных электронных устройствах и технике, когда не требуется передача энергии на большое расстояние.

Источники электрического тока

Источником электрического тока обычно называется прибор или устройство, с помощью которого в цепи можно создать электрический ток. Такие устройства могут создавать как переменный ток, так и постоянный. По способу создания электрического тока они подразделяются на механические, световые, тепловые и химические.

Механические источники электрического тока преобразуют механическую энергию в электрическую. Таким оборудованием являются различного рода генераторы, которые за счет вращения электромагнита вокруг катушки асинхронных двигателей вырабатывают переменный электрический ток.

Световые источники преобразуют энергию фотонов (энергию света) в электрическую энергию. В них используется свойство полупроводников при воздействии на них светового потока выдавать напряжение. К такому оборудованию можно отнести солнечные батареи.

Тепловые – преобразуют энергию тепла в электричество за счет разности температур двух пар контактирующих полупроводников – термопар. Величина тока в таких устройствах напрямую связана с разностью температур: чем больше разница – тем больше сила тока. Такие источники применяются, например, в геотермальных электростанциях.

Химический источник тока производит электричество в результате химических реакций. Например, к таким устройствам можно отнести различного рода гальванические батареи и аккумуляторы. Источники тока на основе гальванических элементов обычно применяются в автономных устройствах, автомобилях, технике и являются источниками постоянного тока.

Преобразование переменного тока в постоянный

Электрические устройства в мире используют постоянный и переменный ток. Поэтому возникает потребность в том, чтобы преобразовывать один ток в другой или наоборот.

В зависимости от качества изготовления такого устройства, пульсации тока на выходе будут иметь разное значение, как правило, чем дороже и качественнее сделан прибор – тем меньше пульсаций и чище ток. Примером таких устройств являются блоки питания различных приборов и зарядные устройства, выпрямители электросиловых установок в различных видах транспорта, сварочные аппараты постоянного тока и другие.

Для того, чтобы преобразовать постоянный ток в переменный используются инверторы. Такие приборы генерируют переменное напряжение с синусоидой. Существует несколько видов таких аппаратов: инверторы с электродвигателями, релейные и электронные. Все они отличаются друг от друга по качеству выдаваемого переменного тока, стоимости и размерам. В качестве примера такого устройства можно привести блоки бесперебойного питания, инверторы в автомобилях или, например, в солнечных электростанциях.

Где используется и в чём преимущества переменного и постоянного тока

Для выполнения различных задач может потребоваться использование как переменного тока, так и постоянного. У каждого вида тока есть свои недостатки и достоинства.

Переменный ток чаще всего используется тогда, когда присутствует необходимость передачи тока на большие расстояния. Такой ток передавать целесообразнее с точки зрения возможных потерь и стоимости оборудования. Именно поэтому в большинстве электроприборов и механизмов используется только этот вид тока.

Жилые дома и предприятия, инфраструктурные и транспортные объекты находятся на расстоянии от электростанций, поэтому все электрические сети — переменного тока. Такие сети питают все бытовые приборы, аппаратуру на производствах, локомотивы поездов. Приборов, работающих на переменном токе невероятное количество и намного проще описать те устройства, в которых используется постоянный ток.

Постоянный ток используется в автономных системах, таких, например, как бортовые системы автомобилей, летательных аппаратов, морских судов или электропоездов. Он широко используется в питании микросхем различной электроники, в средствах связи и прочей технике, где требуется минимизировать количество помех и пульсаций или исключить их полностью. В ряде случае, такой ток используется в электросварочных работах с помощью инверторов. Существуют даже железнодорожные локомотивы, которые работают от систем постоянного тока. В медицине такой ток используется для введения лекарств в организм с помощью электрофореза, а в научных целях для разделения различных веществ (электрофорез белков и прочее).

Обозначения на электроприборах и схемах

Часто возникает потребность в том, чтобы определить на каком токе работает устройство. Ведь подключение устройства, работающего на постоянном токе в электрическую сеть переменного тока, неминуемо приведет к неприятным последствиям: повреждению прибора, возгоранию, электрическому удару. Для этого в мире существуют общепринятые условные обозначения для таких систем и даже цветовая маркировка проводов.

Условно, на электроприборах, работающих на постоянном токе указывается одна черта, две сплошных черты или сплошная черта вместе с пунктирной, расположенные друг под другом. Также такой ток маркируется обозначением латинскими буквами DC. Электрическая изоляция проводов в системах постоянного тока для положительного провода окрашена в красный цвет, отрицательного в синий или черный цвет.

На электрических аппаратах и машинах переменный ток обозначается английской аббревиатурой AC или волнистой линией. На схемах и в описании устройств его также обозначают двумя линиями: сплошной и волнистой, расположенных друг под другом. Проводники в большинстве случаев обозначаются следующим образом: фаза – коричневым или черным цветом, ноль – синим, а заземление желто-зеленым.

Почему переменный ток используется чаще

Выше мы уже говорили о том, почему переменный ток в настоящее время используется чаще, чем постоянный. И все же, давайте рассмотрим этот вопрос подробнее.

Самая главная причина, по которой переменный ток используется чаще – это возможность передавать его на большие расстояния с минимальными потерями . Чем больше расстояние между источником тока и конечным потребителем, тем больше сопротивление проводов и тепловые потери на их нагрев.

Для того, чтобы получить максимальную мощность необходимо увеличивать либо толщину проводов (и уменьшать тем самым сопротивление), либо увеличивать напряжение.

В системах переменного тока можно увеличивать напряжение при минимальной толщине проводов тем самым сокращая стоимость электрических линий. Для систем с постоянным током доступных и эффективных способов увеличивать напряжение не существует и поэтому для таких сетей необходимо либо увеличивать толщину проводников, либо строить большое количество мелких электростанций. Оба этих способа являются дорогостоящими и существенно увеличивают стоимость электроэнергии в сравнении с сетями переменного тока.

При помощи электротрансформаторов напряжение переменного тока эффективно (с КПД до 99%) можно изменять в любую сторону от минимальных до максимальных значений, что тоже является одним из важных преимуществ сетей переменного тока. Применение трехфазной системы переменного тока еще больше увеличивает эффективность, а механизмы, например, двигатели, которые работают в электросетях переменного тока намного меньше, дешевле и проще в обслуживании, чем двигатели постоянного тока.

Исходя из всего вышесказанного можно сделать вывод о том, что использование переменного тока выгодно в больших сетях и при передаче электрической энергии на большие расстояния, а для точной и эффективной работы электронных приборов и для автономных устройств целесообразно использовать постоянный ток.

Что такое короткое замыкание по-простому?

Какие существуют виды источников электрического тока?

Способы вычисления потребления электроэнергии бытовыми приборами

Как пользоваться мультиметром – измерение напряжения, силы тока и сопротивления

Что такое фазное и линейное напряжение?

Сравнение основных параметров светодиодных ламп и ламп накаливания, таблица соответствия мощности и светового потока

Современную цивилизацию сегодня невозможно представить без электричества. Благодаря бесперебойной подаче электрического тока функционируют промышленные предприятия, освещаются улицы городов, обеспечивается горячая вода и тепло в домах. В то же время, даже при условии постоянного использования этого ресурса, для многих остается неясным, что представляет собой электрический ток, откуда он берется и как протекает, на каких физических законах основывается.

Основные определения электрического тока

Повсеместно используются два основных определения электротока:

Согласно классическому определению, электрический ток является направленным, строго упорядоченным движением заряженных частиц.
Согласно академической формулировке, электрическим током определяется скорость изменения заряда по мере течения определенного периода времени.

з указанных определений академическое применяется наиболее часто, так как в классическом определении отсутствует описание природы этого явления.

Электроэнергия. Что представляет собой электрическое сопротивление

Под электрической энергией подразумевается энергия, которая высвобождается во время движения потоков заряженных частиц. Источником электроэнергии может являться генератор или аккумуляторные батареи, а в качестве потребителей рассматриваются оборудование и приборы, подключенные к сети. Электричество применяется в быту для обеспечения питания электротехники и измеряется в кВт/ч (киловатт-час).

Сферы использования электрического тока

С момента своего раскрытия электричество активно завоевывало разные области человеческой деятельности, способствуя всестороннему промышленному и технологическому развитию современной цивилизации. Сегодня электрический ток является первостепенным энергетическим ресурсом во всех отраслях:

Промышленность и производство,
Сельское, коммунальное хозяйство,
Транспорт, информационные технологии,
В быту и на административных объектах.

Без электричества человек лишается возможности использования уже ставших обыденностью бытовых приборов, видео и аудиотехники, отопительного оборудования, охранных систем и компьютерной техники.

При каких условиях возможно получение электрического тока

Электрический ток образуется, если соблюдены следующие условия:

Есть источник энергии - турбина генератора, солнечная или аккумуляторная батарея;
Наличие в проводнике достаточного количества свободных частиц с зарядом;
Если источником питания создано электрическое поле, выполняющее функцию упорядочивания в цепи и проводниках движение зарядов;
Если сформирована замкнутая цепь с концами, подключенными к полюсам используемого источника электропитания.

Именно наличие всех вышеперечисленных условий является гарантией длительного протекания электрического тока в установленной цепи и стабильного питания подключенных к ней потребителей (бытовых или промышленных электроприборов).

Как проявляется электрический ток в зависимости от разных сред?

Электрическим током в различных веществах является совокупность движущихся частиц:

в металле - электроны;
в газах - ионы + электроны;
в вакуумном пространстве - электроны;
в полупроводниках - дырки, обеспечивающие электронно-дырочную проводимость;
в электрических плитах - ионы.

Ток может проявляться следующим образом:

происходит нагрев проводников (не относится к сверхпроводникам);
в проводниках изменяется химический состав и структура молекул;
возникает магнитное поле (относится ко всем видам проводников).

Классификация тока

При движении заряженных частиц внутри макроскопического тела энергия называется электрическим током проводимости. Если же наблюдается движение макроскопических заряженных тел (к примеру - дождевые капли, имеющие заряд), ток будет конвекционным.

Основная классификация электрического тока предусматривает использование формулировки постоянного и переменного тока. Также рассмотрим и другие виды:

Постоянный ток - его направление и величина остаются неизменными во времени. Такой ток бывает пульсирующим, однонаправленным или выпрямленным переменным.
Переменный ток - изменяется во времени, под этим обозначением подразумевается любой вид непостоянного тока.
Периодический ток - его мгновенные значения, как правило, повторяются в неизменной последовательности через разные временные промежутки.
Синусоидальный ток - является периодическим электротоком, выполняющим синусоидальную функцию времени. Это означает, что происходит изменение электростатического потенциала каждого конца в проводнике по отношению к потенциалу другого конца - с отрицательного на положительный и наоборот. Это способствует возникновению тока, который непрерывно изменяет свое направление и амплитудное значение. Квазистационарный ток - это переменный вид тока, который изменяется довольно медленно. Его мгновенные значения достаточно точно выполняют соответствуют законам постоянных токов (Ома, правилам Кирхгофа, и др.). Как и в постоянном токе, в квазистационарном имеется одинаковая сила тока на абсолютно всех сечениях электроцепи.
Высокочастотный ток - относится к переменному току, частота которого превышает несколько десятков герц. Если волна излучения имеет длину, близкую к размерам элементов, входящих в электрическую цепь, могут быть нарушены условия квазистационарности. Следовательно, для проектировки таких цепе необходим особый подход.
Пульсирующий ток - представляется периодическим электротоком, в котором за определенный период среднее значение равно нулю.
Однонаправленный ток - является током, постоянно сохраняющим свое первоначальное направление.

Характеристики

Свойства электрического тока характеризуются следующими величинами:

Сила и плотность тока.

Силой тока характеризуется интенсивность, с которой движутся электрические заряды в проводнике, а также количество проходящих частиц через плоскости поперечных сечений проводников. Единица измерения - ампер A.

Плотность электрического тока является векторной величиной, где направление вектора соответствует направлению, в котором двигаются положительные заряды. Единица измерения - A/м2.

Величины используются для формулирования знаменитого закона Ома, где на определенном участке электрической цепи для выражения разницы потенциалов (или напряжения) используется соотношение: U=I*R (U-напряжение, I-сила тока, R-сопротивление).

Мощность

Работа электрических сил направлена против реактивного и активного сопротивлений. При пассивном сопротивлении происходит преобразование электроэнергии в тепловую. Электрическая мощность - это действие электричества в установленный промежуток времени. Единица измерения: ватт (Вт).

Частота

Эта характеристика указывает на изменение количества периодов (колебаний) за определенные единицы времени. Единица измерения - герц Гц. Один герц равняется одному колебанию в секунду. Промышленному току свойственна стандартная частота в 50 Гц.

Ток смещения

Это условное название, так как в нем заряд не переносится. В то же время, токи проводимости и смещения определяют зависимость от них магнитного поля. Явным примером является конструкция конденсатором: даже если между обкладками конденсационного устройства при зарядке/разрядке заряды никак не перемещаются, наблюдается протекание тока смещения через конденсатор, тем самым обеспечивая замыкание электрической цепи.

Лицензированная электролаборатория компании ТМ Электро проведёт качественные испытания Ваших электросетей.

В наши дома подается переменный ток напряжением 220 вольт. При непосредственном воздействии он представляет серьезную опасность для жизни и здоровья. А между тем, заметная часть бытовой электроники потребляет постоянный ток низкого напряжения. Возникает вопрос, а не пора ли нам внедрить новый стандарт питания, например, 12 вольт постоянного тока. С таким предложением выступают, в частности, инженеры Google.

В конечном итоге Эдисон оказался прозорливее: с современными технологиями постоянный ток может оказаться выгоднее высоковольтного переменного

Великий изобретатель Томас Альва Эдисон ратовал за постоянный ток, утверждая, что с ним гораздо удобнее работать. Однако в итоге всемирным стандартом стал переменный ток высокой частоты и высоких напряжений, за который выступал гениальный Никола Тесла при поддержке крупного магната Джорджа Вестингауза. Переменный ток хорош, прежде всего, тем, что его напряжение можно изменять относительно легко, с помощью простых катушечных трансформаторов. Преобразовывать постоянный ток существенно труднее — здесь нужна хитрая полупроводниковая электроника. Впрочем, современные полупроводниковые преобразователи и дешевы, и эффективны, так что в наши дни и это не проблема. Ну а высокое напряжение выгодно прежде всего потому, что оно позволяет передавать большую мощность по проводам меньшего сечения.

Большинство современных бытовых приборов имеют небольшой встроенный или внешний трансформатор, который преобразует переменный 220-вольтный ток из розетки в постоянный ток низкого напряжения. Мы живем в век электроники, а электронные устройства питаются именно таким током и вообще потребляют очень мало мощности. Конечно, в каждой квартире существует несколько мощных потребителей — пылесос, стиральная машинка, электрический чайник и прочая кухонная техника — однако они находятся в явном меньшинстве. Наиболее эффективные современные источники освещения, светодиодные лампы также работают от постоянного тока и не требуют высокого напряжения. Соответственно, производители вынуждены снабжать встроенными трансформаторами и их. А ведь при преобразовании тока часть энергии неизбежно расходуется впустую.

Те, кто использует альтернативные источники энергии — солнечные батареи и ветряки, — как правило, накапливают даровое электричество в 12-вольтовых автомобильных аккумуляторах. Чтобы подключить их к домашней сети, приходится использовать трансформаторы, преобразующие постоянный ток в переменный и задирающие напряжение до стандартных 220 вольт. При этом большая часть конечных устройств-потребителей осуществляет обратное преобразование.

Возникает разумный вопрос — не лучше ли сразу подавать в розетки постоянный ток с низким напряжением? Во-первых, это позволит избежать ненужных потерь, связанных с лишними преобразованиями. Во-вторых, подобная сеть будет абсолютно безопасна — сколько ни суй пальцы в розетку, ничего не случится.

Подобное решение было использовано архитектором Энди Томсоном (Andy Thomson) в проекте экологически дружелюбного коттеджа MiniHome — все бытовые приборы в этом доме, кроме микроволновой печи, питаются от сети с постоянным током напряжением в 12 вольт.

1. Разработать всеобщий стандарт питания электронных устройств, основанный на постоянном токе напряжением в 12 вольт.

2. Разработать стандартный разъем питания для 12-вольтовых электрических сетей (забавно, что единственным общепризнанным вариантом 12-вольтовой розетки является автомобильный прикуриватель).

3. Снабдить все строящиеся и ремонтирующиеся дома дополнительной электрической сетью на основе 12-вольтового стандарта питания.

4. Пересмотреть стандарты прокладки электросетей для того, чтобы снизить количество 220-вольтовых розеток до необходимого минимума.

Читайте также: