Что такое переменный ток?

Многие десятилетия в электротехнической практике применялся исключительно постоянный ток. От него отказались лишь тогда, когда назрела потребность в передаче энергии на дальние расстояния из мест, где имеются дешевые естественные запасы (падающая вода, низкосортный уголь, торф), в те многочисленные пункты, где находятся потребители энергии.

Переменный ток

Переменный ток.

Но такая дальняя передача энергии может быть осуществлена только посредством электрического тока высокого напряжения. Чем выше напряжение, тем меньшая нужна сила тока при той же мощности.

Весьма ориентировочно можно считать экономически целесообразным напряжение 1000 В = 1 кВ на километр длины линии передачи. Например, для передачи электроэнергии за 200 км желательно напряжение 220 кВ. Но весьма затруднительно выработать электрическую энергию на электростанции при том весьма высоком напряжении, какое требуется для передачи ее за сотни километров. Очень сложным было бы и устройство приемников для потребления электроэнергии (например, электродвигателей) при таких высоких напряжениях.

Кривая переодических изменений переменного тока (стрелка на схеме указывает условное положительное направление тока)

Рисунок 1 Кривая переодических изменений переменного тока (стрелка на схеме указывает условное положительное направление тока).

Следовательно, обязательным условием передачи электроэнергии на дальние расстояния и распределения ее является возможность трансформирования, т. е. преобразования с малыми потерями, электрического тока большой силы и низкого напряжения в электрический ток малой силы и высокого напряжения или обратного преобразования. Но такое преобразование осуществимо лишь посредством электромагнитного аппарата переменного тока — трансформатора. Из-за громадных преимуществ трансформирования современная электроэнергетика построена на применении переменного тока.

В принципе переменным током можно было бы назвать всякий электрический ток, изменяющийся во времени, но в технике переменным током принято называть тот, который периодически изменяется по величине и направлению, причем среднее значение этого тока за период равно нулю. Периодичность переменного тока выражается в том, что через определенный промежуток времени, называемый периодом Т, изменения переменного тока повторяются (рис. 1).

Полный круг изменений переменного тока называется циклом. Следовательно, период есть длительность одного цикла переменного тока. Число периодов (или циклов) в секунду называется частотой f. Следовательно, частота — величина, обратная периоду f = 1/T. Частота измеряется в герцах (Гц), герц= 1 сек. Частота переменного тока равна одному герцу, если его период равен одной секунде.

В России для электроэнергетических установок (в частности, для всех электрических станций) принята стандартная частота 50 Гц. Легко указать причины такого выбора: с понижением частоты даже до 40 Гц электрические лампы накаливания заметно для глаза мигают; с повышением частоты пропорционально возрастает ЭДС  самоиндукции, существенно мешающая передаче электроэнергии по проводам.

Эти соображения не относятся к передаче электроэнергии в относительно малых количествах без проводов при помощи электромагнитных волн, поэтому в радиотехнике применяются высокие частоты от 100 кГц = 100 х 1000 Гц (длинные волны) до 30000 мегагерц (сантиметровые короткие волны).

http://youtu.be/EC4YIkYMBd8

Кроме того, для специальных технических целей используются переменные токи самых различных частот: например, для электрических печей переменные токи частотой от 500 Гц до 50 МГц.

КОММЕНТАРИИ
  1. Руслан

    Спасибо!Познавательно.

    Ответить
  • Добавить комментарий

Top