В предыдущей статье мы рассмотрели, что такое постоянное напряжение и ток. Мы выяснили, что источниками постоянного напряжения являются гальванические элементы (батарейки, аккумуляторы и т.д.). А также самое главное, что необходимо было уяснить, что постоянный ток это ток который с течением времени не меняет свое направление.
В этой статье мы поговорим о переменном напряжении и токе.
Для начала необходимо разобраться, а откуда берется переменный электрический ток. В этом нам поможет понятие электромагнитной индукции, с которым мы познакомились еще в школе.
т.е. если мы возьмем обычную катушку индуктивности, к ее концам подключим вольтметр и в самой катушки будем туда сюда водить магнитом, не соприкасаясь с самой катушки мы увидим, что показания на вольтметре меняются от нуля. Это говорит о том, что переменное магнитное поле которое мы создаем двигая манит порождает электрическое поле вокруг нашей катушки, тем самым в катушке свободные электроны начинают двигаться направленно соответственно возникает электрический ток.
Но что самое главное здесь. Это то, что в следствии изменения направления магнитного поля изменяется и направление электрического поля, а следовательно и направление электронов в нашей катушке. Т.е. ток движется то в одном, то в другом направлении, т.е. он переменный.
На принципе электромагнитной индукции построены все современный электростанции (тепловые, атомные и т.д.).
Давайте посмотрим простую схему работы атомной электростанции.
У нас есть реактор в котором осуществляется ядерная реакция. В следствии этой реакции высвобождается огромное количество энергии которое мы тратим на нагрев воды. В ходе нагрева возникает пар, который под огромным давлением подается на турбины. Турбины в свою очередь вращают огромные магниты. Магниты со всех сторон окружают огромные катушки индуктивности. Все как в нашем ранее рассмотренном примере. При вращении огромного магнита создается перемененное магнитное поле, оно в свою очередь порождает переменное электрическое поле и в обмотках катушки образуется переменный электрический ток. Далее он уходит на трансформаторную подстанцию, где повышается до необходимого уровня 10 кВ (киловольт) и по линии электропередач уходит потребителям, в том числе нам с вами. У нас он снова приходит на трансформаторную подстанцию, преобразуется в напряжение 380 В и подается в дома.
т.е. постоянный ток имеет постоянное значение, а переменный периодически изменяющееся значение
Например у нас есть простая схема фонарика. Т.е. это источник постонного напряжения, кнопка, лампочка. Нажимаем на кнопку, цепь замыкается и по ней идет постоянный ток. проходя через лампочку она горит. Так будет выглядеть это схематично
Т.е. у нас есть ось времени и ось значения напряжения. Мы видим, что изначально, пока мы не нажали на кнопку фонарика, значение напряжения на лампочке было ранвым нулю. При нажатии кнопки, цепь замкнулась и мы видим падение напряжение на лампочке равное 3 В, т.е. через лампочку проходит электрический ток поэтому она светится. Далее мы снова нажали на кнопку, разорвали цепь, поэтому ток через лампочку не идет.
Давайте рассмотрим теперь переменное напряжение. Т.е. значение которого постоянно меняется. С таким напряжением мы имеем дело каждый день. Оно у нас в розетке. Как мы все знаем, что в розетке у нас напряжение 220 В, оно переменное, т.е. направление его постоянно меняется по синусоидальному закону. И это изменение происходит со скоростью 50 Гц в секунду поэтому не видно невооруженным взглядом. Есть страны где напряжение в розетках 110 В и другая промышленная частота, например 60 Гц.
Давайте для лучшего понимания рассмотрим график. Одна ось это ось времени, другая это значение напряжения.
Расстояние от точка А до С это одно колебание. Ранее мы говорили, что в нашей сети частота напряжения равна 50 Гц. Это обозначает, что в нашей сети за 1 секунду происходит 50 таких колебаний, т.е. направление меняется 50 раз.
