принцип работы переменного тока

Если читаете эту статью, значит, и вы столкнулись с вопросом моей юности: в чем заключается принцип работы переменного тока? Школьные уроки физики худо-бедно, но помогли разобраться в постоянном токе, если, конечно, и сами приложили немало труда в познание. Труднее всего было понять, что же делают заряженные частицы в электрических цепях, ведь что мы не видим и не слышим, не поддается осознанию.
На помощь приходят ассоциации. Не секрет, что чаще всего работу электротока связывают с течением воды — самое подходящее сравнение.
1.Напряжение — бак с водой. Величина напряжения ассоциируется с высотой расположения бачка.
2.Объем равнозначен электрической емкости аккумулятора или батарейки, измеряемой в ампер-часах, мощности генератора, измеряемой в вольт-амперах или ваттах.
3.Электрический ток — напор воды в трубе, зависящий от сечения трубы (сопротивление) и высоты бачка.
4.Заземленный «ноль» — это та же земля, на которую выливается наша водичка.
5.Есть вентиль, регулирующий подачу или совсем закрывающий систему. Чем не реостат или выключатель?
6.Обратный клапан выполняет ту же функцию, что и диод: туда течет, назад — закрыто на учет.
7.Наконец, водяной насос — не что иное, как усилитель, подобный транзисторному в электронике.
Уяснив данные сравнения, легче разобраться в принципе работы переменного тока. Как же получается переменный ток?
Если посадить батарейку на вал и вращать вал со скоростью, скажем, 50 об/сек, то полюса будут меняться местами с той же частотой. Контактируя поочередно своими плюсом и минусом с неподвижными щетками, соединенными с электрической цепью, батарейка меняет направление тока в ней. Изменение направленности будет происходить 50 раз в секунду (естественно, эта величина зависит от скорости вращения вала). Примерно таков принцип работы генератора переменного тока, выдающего промышленную частоту 50 Гц, но только примерно.
Не будем описывать синусоиды, по законам которых вырабатывается электроэнергия. Для теории вещь полезная, но на практике о ней забываешь. Единственное, о чем, к сожалению, приходится вспоминать, — первый период синусоиды во время короткого замыкания. Это так называемый ударный ток, амплитуда его возрастает настолько, что может расплавить провод или покорежить шинопровод. Поэтому шины никогда не располагают относительно друг друга широкой стороной, ибо электромагнитная сила, создаваемая ударным током, может их, мягко говоря, и совместить. О качестве закрепления шин я уже не говорю.
Значительно сложнее принцип работы трехфазного переменного тока. Здесь уже создаются три линии, подобных выше описанной. Ввиду того, что они сдвинуты по времени на 120°, между ними создается разность потенциалов, то есть можно образовать уже свою электросеть между собой, так появляется линейное напряжение. Чаще всего используются знакомые нам 380 В.
Фаза может взаимодействовать с нулевым проводом, и тогда получаем фазное напряжение 220 В. Это электросеть в наших квартирах.
Связка из трех фаз предназначена для потребителей вроде трехфазного электродвигателя или трансформатора, а также для однофазных приемников, соединенных в «звезду» или «треугольник».
Чтобы лучше понять принцип работы трехфазного переменного тока, опять обратимся к ассоциациям. Наверное, знакомы с эффектом «бегущие огни»? Огни бегут в одну сторону, могут повернуть вспять. Так и последовательность фаз может быть прямой или обратной, из-за этого электродвигатель меняет направление вращения ротора.
Что такое сдвиг на 120°? В «бегущих огнях» сначала загорается первая лампочка, потом рядом стоящая и затем третья — такой порядок повторяется постоянно. Поменяем две лампы местами — огни побегут в другую сторону. Разница во времени зажигания каждой лампы —  и есть тот самый сдвиг.
В течение 1/50 секунды три фазных обмотки генератора проходят полный оборот в 360°, каждая обмотка по очереди однократно меняет свои полюса: сначала первая фаза, затем вторая и далее третья. Такая разница в очередности и создает смещение во времени на 120° (см. «перекос фаз», Рис.2).

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Spam protection by WP Captcha-Free