Energia electrică este percepută de noi ca o realitate și aproape nimeni nu se gândește la ce tensiune și care este esența sa fizică, atunci când aprinde lumina, computer sau mașină de spălat. De fapt, ea merită mult mai multă atenție, și nu doar pentru că poate fi mortala, dar, de asemenea, datorită faptului că omenirea, după ce a stăpânit acest tip de energie pentru a face un salt calitativ al civilizației.
Natura tensiunii electrice
Să ne amintim unul dintre cele mai interesante momente din lecția fizică școlară, când profesorul a rotit discul unei mașini electrice și o scânteie a alergat între bilele metalice. Aceasta este reflectarea vizibilă a unui fenomen natural numit curent electric. Aceasta rezultă din faptul că o minge de ioni negativi este mai mare, iar celălalt mai puțin, din cauza care există o diferență de potențial, este un fapt care încalcă legile de bază ale naturii - conservarea energiei.
Particulele încărcate de forță
Pentru a se pune în slujba tensiunii electrice și a curentului, o persoană care a trebuit să găsească puterea, care ar putea reînnoi diferența de potențial dintre poli, provocând o coliziune continuă a rețelei cristaline a particulelor. Ei au dovedit a fi la fel de mult ca trei:
- Inducția electromagnetică - apariția curentului ca urmare a mișcării interdependente a metalelor într-un câmp magnetic. Utilizat în generatoare de curent direct și alternativ.
- Interacțiunea electrochimică, generată de diferența dintre potențialele laturilor cristaline ale substanțelor. Utilizat în baterii, baterii DC.
- O reacție termochimică care mărește activitatea electronilor ca urmare a încălzirii.
Forța generatoare de mișcarea particulelor încărcate, a fost numit „electromotor“ (acronim EMF) și este indicat pe „E“ Mostrele litere, de obicei, care însoțesc terminalul mnemosimvolam pentru conectarea la sursa de alimentare.
Volți și amperi
EMF și tensiunea sunt măsurate în volți - o unitate convențională denumită după italianul Alessandro Volta, inventatorul oficial recunoscut al unei baterii galvanice - o sursă de curent continuu. Aceasta este cantitatea de muncă care apare atunci când unitatea de încărcare (coulomb) este mutată, dacă a fost cheltuit un joulu de energie condițională.
Cu toate acestea, există și oa doua unitate de măsurare a curentului electric - ampere, numită după fizicianul francez Andre-Marie Ampere. În mod tradițional, se numește putere curentă, deși este mai corect să se utilizeze termenul "forță magnetomotivă", care reflectă cel mai bine esența fizică a două particule încărcate.
Magnetice și electrice de electroni câmp tind să compensare reciprocă, iar relația lor este definită prin legea lui Ohm reprezentat prin formula I = U / R. Dacă rezistența mediului scade dramatic (de exemplu, scurt-circuit), actualul intensitatea crește exponențial. Aceasta determină o scădere de tensiune ca răspuns, ca urmare a faptului că sistemul ajunge la o stare de echilibru. Un efect similar poate fi observat în timpul funcționării transformatorului de sudură, când lămpile cu arc aproape că ies atunci când apare arcul.
Există un alt efect: cu cât rezistența taxa medie de același semn se acumulează pe orice suprafață, atâta timp cât tensiunea atinge un nivel critic, după care are loc defalcare (apariția curentului) în direcția suprafeței cu cea mai mare diferența de potențial. Tensiunea statică este extrem de periculoasă, deoarece la momentul descărcării poate genera curenți de sute de amperi. Prin urmare, structurile metalice care sunt într-un câmp magnetic pentru o lungă perioadă de timp sunt în mod necesar fundamentate.
Constantă sau variabilă?
Tensiunea - o componentă statică a energiei electrice, și puterea actuală - dinamic, deoarece modificările de direcție cu polaritatea în capetele conductorului. Și această proprietate a fost foarte util să se răspândească de energie electrică în întreaga lume. Faptul este că orice curent dezintegrează din cauza rezistenței interne a mediului, în conformitate cu toate aceeași lege de conservare a energiei. Dar sa dovedit că de conducere în aceeași direcție pentru a îmbunătăți fluxul de electroni este foarte dificil, iar direcția de schimbare ciclic - pur și simplu se aplică pentru acest transformator cu două înfășurări pe același miez.
Pentru a obține curentul alternativ trebuie să fie transformat principiu în interiorul-out descoperit de Faraday, care în lucrarea sa de pre-imagine a generatorului electric pe disc rotativ de cupru în domeniul de acțiune al magnetului permanent. Nikola Tesla a facut exact opusul - a pus un magnet rotativ în interiorul lichidare, a primit un efect neașteptat staționar: în timpul trecerii prin polii neutre a amplitudinii campului magnetic al căderilor de tensiune la zero, iar apoi crește din nou, dar cu un semn diferit. În timpul o direcție de rotație a mișcării de electroni într-un conductor este schimbat de două ori, ceea ce face faza de lucru. Prin urmare, curentul alternativ este, de asemenea, numit faza. O generează tensiune de - o sinusoidală.
Nikola Tesla a creat un generator cu două înfășurări, amplasate la un unghi de 90 ° unul față de celălalt, iar inginerul rus M.O. Dolivo-Dobrovolski la perfecționat, plasând trei pe stator, ceea ce a sporit stabilitatea mașinii electrice. Ca urmare, curentul alternativ industrial a devenit trifazat.
De ce 220 volți 50 Hz?
În țara noastră, rețeaua monofazică de uz casnic are valori nominale de 220 volți și 50 de hertzi. Motivul pentru apariția acestor cifre este foarte interesant.
Palma primatului în dezvoltarea gospodăriei electrice aparține lui Thomas Edison. El a folosit exclusiv curentul continuu, deoarece invenția strălucită a lui Nikola Tesla nu a avut loc încă.
Primul dispozitiv electric era o lampă cu incandescență cu filament de carbon. S-a stabilit experimental că funcționează cel mai bine la o tensiune de 45 volți și un rezistor de balast inclus în circuit, care asigură dispersia a încă douăzeci. Durata acceptabilă a funcționării a fost asigurată prin includerea succesivă a două lămpi. Total în rețea de uz casnic, în conformitate cu Edison, ar fi trebuit să fie de 110 volți.
Cu toate acestea, transmisia de curent continuu de la centralele electrice către consumatori, însoțite de dificultăți mari: una până la două mile, el a stins complet. Prin Joule - Lenz căldura disipată de conductor când curentul este calculat folosind următoarea formulă: Q = R. I 2. Pentru a reduce pierderea de patru, tensiunea a crescut la 220 de volți și o linie de putere construită din trei conductori - cu două „ins“ și un "minus". Consumatorul a primit toate aceleași 110 volți.
Confruntare Nikola Tesla și Thomas Edison numit „război al curenților“, a decis în favoarea AC, deoarece pot fi transmise pe distanțe lungi, cu pierderi minime. Cu toate acestea, tensiunea dintre conductorii de alimentare 220 au rămas, și liniar, livrat la client - 127 volți, deoarece din cauza defazajul de 120 de grade nu este adăugat amplitudinea aritmetic tensiune și înmulțit cu 1,73 - rădăcina pătrată a trei.
În URSS, valoarea rețelei de 127 de volți într-o singură fază a fost folosită până la începutul anilor 1960. În cursul îmbunătățirii liniilor electrice efectuate pentru creșterea puterii transmise, designerii au mers pe aceeași cale ca Edison - tensiune crescută.
Pentru o referință la punctul luat 220 de volți, care se măsoară între faze. Ea a devenit o gospodărie. Și tensiunea electrică interfacială de 380 de volți este obținută prin înmulțirea cu 220 1.73. Frecvența de 50 Hz - este de 3 mii de vibrații pe minut, adică numărul optim de rotații ale arborelui cotit al unui motor diesel sau alt motor cu ardere internă, care conduce aparatul AC ..
Acum știți ce tensiune și curent electric sunt, în ce unități sunt măsurate și cum depind una de cealaltă și de ce la ieșirea dvs. este de 220 volți. Faptele de mai sus nu au un caracter academic și nu pretind a fi adevărul final. Informații mai detaliate despre natura acestui fenomen se regăsesc în manualele de inginerie electrică.
(Încă nu există rating)