Как обозначается переменный ток

Обозначение переменного тока

Когда произносят слово «электричество», один человек представит себе обычную бытовую розетку из дома, а другой – высоковольтную линию электропередач. Более продвинутые вспомнят молнию, батарейки и даже сварочный аппарат. Все эти явления и приборы так или иначе связаны с электричеством, основными характеристиками которого, в соответствии с законом Ома, являются сила тока, напряжение и сопротивление. Ток, в свою очередь, бывает постоянным и переменным. В обозначении двух этих видов на схемах возникает еще больше путаницы, чем при поиске ассоциаций со словом «электричество». В этой статье будет рассказано о том, как обозначается постоянный ток, маркируется переменное напряжения и силы постоянного характера, используемые для обозначения на схемах и чертежах.

Что такое электричество

Появление электричества – это определенная совокупность явлений, которые обусловлены существованием электрических зарядов со знаком «+» и «-», их взаимодействием между собой и возможностью движения. За счет того, что совокупность зарядов может перемещаться по проводнику, обладать притягивающими и отталкивающими свойствами, было открыто явление магнетизма и электричества. Одним из первых это описал Фалес, а позже в 1600 году английский физик Уильям Гилберт. С течением времени знания об этом явлении только увеличивались и прогрессировали.

Виды тока и их графики относительно времени

С точки зрения физики, электричество – это упорядоченное движение положительно и отрицательно заряженных частиц по материалу проводникового типа под действием электрического поля. В качестве частиц выступают ионы, протоны, нейтроны и электроны.

Направленное движение частиц

Источники электрической энергии

Мировое производство электроэнергии базируется на работе электростанций. Основной принцип работы станций заключается в том, что турбины установленных в них электрогенераторов вращаются с помощью других видов энергии. Они получили своё название соответственно типу используемой энергии:

• тепловые (ТЭС) – в качестве сырья используются органические виды топлива: уголь, газ, мазут и другие;
• гидроэлектростанции (ГЭС) – лопасти турбины вращает падающая вода, она же используется для охлаждения рабочих поверхностей генераторов;
• атомные станции (АЭС) – один из видов ТЭС, где для получения пара, вращающего турбину, используют тепло, выделяемое в результате ядерной реакции.

Размещение тех или иных видов электростанций зависит от распределения по регионам сырьевых ресурсов, географического расположения рек и выбора подходящих мест для возведения АЭС.

Внимание! Основную долю производства мировой электроэнергии до сих пор берут на себя ТЭС. Опасность при эксплуатации АЭС пока является сдерживающим фактором для полного перехода на этот мощный вид производства электричества.

Неравномерная плотность проживания населения на планете не позволяет максимально приблизить такие источники энергии к местам потребления. Поэтому приходится передавать производимое электричество на дальние расстояния. Так как и потребление, и получение энергии происходит в реальном режиме, созданы энергосистемы, объединяющие электростанции между собой. Кроме того, сами системы организованы в более мощные энергосистемы. Это сделано для создания резерва рабочей мощности и возможности регулировать подачу электроэнергии к потребителям в бесперебойном режиме.

Разница в часовых поясах, сезонные колебания потребления – всё это нагружает одни станции и недогружает другие. Энергосистемы позволяют станциям подпитывать друг друга в случае перегрузок.

Кроме традиционных электростанций, хорошо зарекомендовали себя альтернативные источники: ветряные генераторы и солнечные батареи. С их помощью решают задачи по обеспечению электропитанием потребителей в отдельных случаях.

Что касается источников постоянного тока, то их можно разделить на два типа:

• химические – гальванические элементы, использующие реакции окисления, и электролитические, генерирующие энергию посредством электролиза;
• электромеханические – генераторы постоянного тока, превращающие энергию вращения в её электрический вид.

Гальванические элементы (батарейки) имеют конечный срок службы. Они конструктивно изготовлены так, что после окончания реакции окисления вырабатывание электричества прекращается. Электролитические элементы (аккумуляторы) имеют периодический режим работы. После разряда их можно заряжать, подавая на их полюса ток заряда, и использовать снова.

Какое отличие между переменным и постоянным током

Ток – это движение заряженных электронов в определенном направлении. Это перемещение необходимо для того, чтобы бытовые и профессиональные электроприборы могли работать с установленной номинальной мощностью. В домашней розетке ток появляется из электростанции, где кинетическая энергия электронов преобразуется в электрическую.

Вам это будет интересно Подключение к сетям

Электроток постоянного характера – электричество, получаемое из аккумулятора телефона или батарейки. Он называется так, потому что направление движения электронов в нем не меняется. На таком принципе основана работа зарядных устройств: они конвертируют переменное электричество сети в постоянное и в таком виде оно накапливается в аккумуляторных батареях.

Переменный ток – электричество в любой домашней электросети. Он называется так из-за того, что направление движения электронов постоянно меняется. Количество изменений направления задается частотой, которая для домашних сетей в СНГ равно 50 Гц. Это значит, что за одну секунду электроток меняет направление движения целых 50 раз. Напряжение же в сети – это максимальный «напор», который заставляет двигаться электроны.

Обозначение постоянного и переменного тока

Виды тока

Среди видов электрического тока различают:

Обозначение (—) или DC (Direct Current = постоянный ток).

) или AC (Alternating Current = переменный ток).

В случае постоянного тока (—) ток течет в одном направлении. Постоянный ток поставляют, например, сухие батарейки, солнечные батареи и аккумуляторы для приборов с небольшим потреблением электротока. Для электролиза алюминия, при дуговой электросварке и при работе электрифицированных железных дорог требуется постоянный ток большой силы. Он создается с помощью выпрямления переменного тока или с помощью генераторов постоянного тока.

В качестве технического направления тока принято, что он течет от контакта со знаком «+» к контакту со знаком «—».

В случае переменного тока (

) различают однофазный переменный ток, трехфазный переменный ток и высокочастотный ток.

При переменном токе ток постоянно изменяет свою величину и свое направление. В западноевропейской энергосети ток за секунду меняет свое направление 50 раз. Частота изменения колебаний в секунду называется частотой тока. Единица частоты — герц (Гц). Однофазный переменный ток требует наличия проводника, проводящего напряжение, и обратного проводника.

Переменный ток применяется на стройплощадке и в промышленности для работы электрических машин, например ручных шлифовальных устройств, электродрелей и круговых пил, а также для освещения стройплощадок и оборудования стройплощадок.

Генераторы трехфазного переменного тока вырабатывают на каждой из своих трех намоток переменное напряжение частотой 50 Гц. Этим напряжением можно снабжать три раздельные сети и при этом использовать для прямых и обратных проводников всего шесть проводов. Если объединить обратные проводники, то можно ограничиться только четырьмя проводами

Общим обратным проводом будет нейтральный проводник (N). Как правило, он заземляется. Три другие проводника (внешние проводники) имеют краткое обозначение LI, L2, L3. В единой энергосистеме Германии напряжение между внешним проводником и нейтральным проводником, или землей, составляет 230 В. Напряжение между двумя внешними проводниками, например между L1 и L2, составляет 400 В.

О высокочастотном токе говорят, когда частота колебаний значительно превышает 50 Гц (от 15 кГц до 250 МГц). С помощью высокочастотного тока можно нагревать токопроводящие материалы и даже плавить их, например металлы и некоторые синтетические материалы.

Преобразователи переменного постоянного

Трансформатор. Аппараты преобразующие переменный ток

выгодно отличается от
постоянного
тем, что относительно легко можно изменять его силу. Аппараты, преобразующие
переменный ток
одного … bibliotekar.ru/enc-Tehnika-3/55.htm

Источники питания постоянным током

тока: … при сварке
постоянным током
возможно применение всех выпускаемых … источники
постоянного
тока—сварочные генераторы, вырабатывающие
постоянный ток
, … bibliotekar.ru/spravochnik-17/19.htm

Как обозначается постоянное и переменное напряжение

Постоянное напряжение или ток обозначаются аббревиатурой DC, что означает Direct current. На схемах и электроприборах принято также указывать постоянное напряжение простой ровной линией (—).

Значок переменного напряжения записывается в виде несколько иной аббревиатуры ( – AC. Если расшифровать, то получится «Alternating current». На клеммах электроприборов и распределительных щитков, а также на схемах она может изображаться как волнистая линия (

Важно! Если в сеть рассчитана для пропуска и того, и другого видов электроэнергии, она маркируется как «AC/DC» и обозначается на схеме двойной линией (верхняя линия прямая и сплошная, а нижняя прямая и пунктирная).

Альтернативное обозначение видов тока и напряжения на схемах

Какой значок напряжения

Напряжение означает поток электрических заряженных частиц по проводнику определенного сечения и обычно обозначается как «U». Если напряжение в сети постоянное, то около латинской буквы ставится символ прямой линии или двух линий (верхняя сплошная прямая, а нижняя пунктирная). Для мультиметров и прочих приборов, связанных с измерением напряжения, используют латинскую букву «V», которая обозначает единицу измерения напряжения – Вольт (Volt). Значение линий при этом сохраняется.

Вам это будет интересно Все об законе Джоуля-Ленца

Важно! Многие обыватели полагают, что напряжение обозначается как «E», но это не так. «Е» — это электродинамическая сила (ЭДС) источника питания проводника.

Обозначение вида тока на мультиметре

Таким образом, маркировка проводов, клемм электроприборов и схем имеет совершенно четкий и понятный характер. Она указывает на силу тока и напряжение, с которыми работает та или иная сеть или прибор. Каждый взрослый человек может научиться читать электротехнические схемы буквально за несколько дней, так как для этого достаточно лишь изучить основные маркировки, а также обозначения постоянного и переменного напряжения.

Измерительные приборы и электрооборудование

Как обозначается ток на приборах, позволяющих измерять электрические характеристики? Обозначения те же самые, как и на приборах, его потребляющих. При измерении тока или напряжения прежде, чем прикасаться щупами к токоведущим частям электроустановок или открытых участков тоководов, необходимо выставить пределы измерения на приборе и род тока, которые соответствуют параметрам измеряемого участка.

Осторожно. Неправильная подготовка прибора к измерениям может вывести его из строя, привести к короткому замыканию измеряемого участка линии и поражению оператора электрическим током.

На корпуса электрооборудования, на защитные щиты и кожухи электродвигателей и генераторов наносятся опознавательные символы, информирующие о полярности, частоте, величине напряжения и других характеристиках.

Переменный электрический ток и значение частоты

Электричество существует в природе повсеместно: это и грозовые молнии, и электрохимическая коррозия металлов (ржавление), а также деятельность мозга и нервных окончаний живых существ – примеров можно привести множество.
Человечество поставило электрические силы себе на службу не так уж давно — всего двести лет назад, хотя было знакомо с электромагнитными явлениями с глубокой древности.
Зато на сегодняшний день подавляющее большинство современной техники, осветительных и отопительных систем работают на электричестве.

Что такое электрический ток и напряжение

На заре исследования электричества учёные сравнивали его с неким течением эфира, и они были не так уж далеки от истины потому, что это поток частиц, возникающий из-за разницы поля потенциалов на концах цепи.

В общем под ними понимаются не только электроны, как это принято считать.
Любые частицы, обладающие более положительным или отрицательным зарядом по сравнению с остальными, могут создавать электричество (например, катионы или анионы в электролитах).
Цепью является замкнутая система, содержащая заряженные атомы. Чаще всего для создания электрических цепей используются металлы, которые благодаря уникальному атомному строению имеют большое количество свободных электронов.

Существуют токи следующих видов:

• Постоянный – его ещё иногда называют прямым (когда вся сумма частицы с течением времени движется в одном направлении);
• Переменный – его иногда называют попеременным (когда движение систематически меняет направление).

Величина, которая показывает какое количество заряда прошло через поперечное сечение проводника за единицу времени, называется силой тока (I) и выражается в амперах (А) (названа так в честь французского учёного Ампера).

Напряжение(U) – это слово означает движущую силу ( эдс ) , которая подталкивает электроны двигаться в определённом направлении, и которая возникает из-за разницы потенциалов на концах цепи. Оно выражается в вольтах (В).

Проше говоря, для «чайников» напряжение можно представить в виде атмосферных явлений в двух соприкасающихся областях.
Простой пример: температура воздуха в Новгороде выше нуля, а в соседнем Твери уже начались первые заморозки.
Из-за разных давлений, связанных с температурным расширением воздуха, ветер будет дуть из Твери в Новгород.
В данном примере представьте разницу атмосферных давлений как разницу потенциалов – это и есть напряжение.
А любой ветер – электричество. Чем сильнее контраст температур в двух областях в которых расположены города (суммы количества зарядов на двух концах цепи), тем более сильный ветер (ток) будет дуть из одного направления в другое, и наоборот.

Направление движения электронов в цепи изменяется при помощи прикладываемого напряжения, поэтому существует два вида напряжений (в зависимости от того, какой ток они создают):

• Постоянное напряжение (возникает при создании постоянного отличия потенциалов на двух концах цепи);
• Переменное напряжение (возникает, если периодически менять полярность потенциалы на концах цепи).

Согласно формуле задач для расчета, напряжение и ток подчинены закону Ома:

где I – это сила тока в амперах, U – напряжение в вольтах, R – сопротивление цепи (единица измерения Ом).

Из такой формулы видно, что ток прямо зависит от напряжения источника.

Единственное, что его ограничивает – это сопротивление, которое оказывают статичные атомы среды (например, металла) движению заряженных электронов – то есть сопротивление проводника.

Источники электрического тока.

Рассмотрим получение постоянного и переменного тока в зависимости от метода получения:

Механический

В начале XIX века Майкл Фарадей каким-то чудом открыл удивительную способность магнита при движении через катушку с проводом возбуждать в ней магнитную индукцию.

При вращении магнита внутри катушки индуктивности в право, лево или верх, низ его магнитное поле как бы тянет за собой электроны, которые начинают активно перемещаться в замкнутом проводнике.
Основное получение в настоящее время переменного электрического тока приходится на долю электромагнитного механического возбуждения.

Химический

Основан на возникновении движения электронов в следствие химических реакций.

Тепловой

Помимо электромагнитной катушки в начале XIX века было совершено ещё одно очень важное открытие: Томас Зеебек обнаружил, что электричество может возникать в сочетании двух проводников (термопаре) при их непосредственном нагреве.

Световой

Основан на явлении фотоэффекта – способности некоторых материалов под действием световых волн испускать заряженные электроны.
Например, при облучении светом полупроводников возникает внутренний фотоэффект – испускаемые электроны остаются внутри полупроводника, повышая тем самым его проводимость. При соединении полупроводников (различия проводимости которых обозначаются буквами n и p) в диод, внутренний фотоэффект пропорционально приводит к возникновению движения электронов из места с большой концентрацией в область с их недостатком.

Источники электрической энергии

Человечество использует все возможные источники электрической энергии. Как ток постоянный, так и переменный находят активное применение в повседневной жизни.

Химический метод получения применяют при создании аккумуляторов и батареек.

Таким способом может получаться только постоянный электрический ток.

На основе термопар были созданы устройства — теплогенераторы.

Они способны получить электричество из энергии термальных вод.

С изобретением диодов стало возможным собирать эффективные солнечные батареи, которые работают на внутреннем фотоэффекте.
Ну и, наконец, подавляющее большинство тепло- и гидроэлектростанций, приливных электростанций, ветрогенераторов, атомных электростанций работают по принципу вращения магнита в катушке индуктивности — отличается только способ изменения индукции и приведение магнита в движение.

Получаемый при этом ток является изменяющимся.

В чем отличия переменного тока

Давайте рассмотрим, чем отличается практически переменный ток от постоянного.
Как уже упоминалось выше, основное отличие заключаются в направлении движения зарядов.

Постоянный ток

Постоянное напряжение характерно для электрохимических реакций, которые возникают в гальваническом элементе (батарейка, аккумулятор).

Батарейки и аккумуляторы применяется в большинстве автономных бытовых приборов.

В случае возникновения постоянного напряжения движение электронов не будет изменяться со временем.
Величина напряжения в каждый момент времени одинакова и составляет максимум из возможных в зависимости от заряда.
Постоянный электрический ток менее опасен для человека, поскольку за счёт своей природы оказывает меньшее воздействие на нервы и сердце живых существ.

Переменный ток

Что такое по сути переменный ток уже упоминалось выше – это явление синусоидального (то есть происходящего через равные промежутки времени) изменения силы и направления движения заряженных частиц во времени.
Эта работа чем-то напоминает качели: движение набирает силу сначала в одном направлении, затем плавно сдаёт назад, затухает и снова усиливается уже в обратном направлении.
Если отобразить на графике зависимость сила и напряжение переменного тока от времени – то получится синусоида относительно оси абсцисс.

Постоянный ток выглядит на этом графике как ровная линия.

В случае переменного тока напряжение сети в каждый момент времени может отличаться: изменяться от максимального до значения, которое равно нулю, и наоборот.

Это свойство позволяет использовать меньшее сечение проводника для прокладки электрических сетей переменного тока.

Также переменный электрический ток более опасен для человека. Он вызывает большую возбудимость нервных окончаний, и удар периодическим током может остановить сердце.

Частота тока

Известно, что одной из важных характеристик переменного тока является частота ( скорость ), с которой оно изменяет своё направление.
Определение частоты звучит так: это число полных колебаний переменного тока за одну секунду.
В нашей сети используется частота 50 герц ( гц )

Это значит, что за одну секунду полярность и амплитуда напряжения меняется 50 раз.
В данном случае 1/50 секунды – это так называемый период (T) – время, за которое происходит полный такт изменения полярности напряжения.

Ещё одно отличие переменного тока: у постоянного частота отсутствует, поскольку он не изменяет свои характеристики во времени.

Преобразование переменного тока

Преобразование от переменного тока к постоянному стало возможным с появлением первых диодов – полупроводниковых элементов, способных проводить его только в одну сторону.

Приборы на основе диодов считаются выпрямителями, а сам процесс преобразования из синусоидального в постоянный – выпрямлением.

Проходя через диод, утрачивается способность изменять значения силы тока и напряжения на противоположную полярность, но при этом остаётся эффект пульсации – как если бы от синусоиды отсекли нижнюю (отрицательную) часть и подставили её к верхней части (положительной).

Получается не совсем ровный ток, а пульсирующий, изменяющий во времени свою силу.
Напомним, что график зависимости силы и напряжения постоянного тока от времени выглядит, как прямая линия.

Чтобы сгладить эффект пульсации, существуют специальные фильтры, используемые в цепи (например, конденсаторы большой емкости).

Конденсатор забирает на себя уменьшение и увеличение напряжения токов по амплитуде.

Это позволяет приблизить график синусоидального изменения к линии и сделать его среднее напряжение более стабильным.

Преобразование тока в переменный

Процесс преобразование постоянного тока в синусоидальное может называться инвертированием.

Приборы, которые преобразуют постоянный ток в переменный – это инверторы.

Принцип работы прибора заключается в попеременном изменении порядка подключения полюсов цепи источника ( U ип ) к цепи потребителя.
То есть, чтобы соединить переменный и постоянный ток, необходимо периодически менять полярность подключения источника переменного и постоянного тока.

На рисунке инвертор показан как точки (1-2, 3-4), которые соединяют источник тока с потребителем.
В какой-то момент времени порядок соединения последовательно изменяется (1-2, 4-3) – данная манипуляция заставит электричество изменить направление своего движения.
Осуществляя переключение клемм с определённой частотой, можно регулировать параметры получаемого периодического напряжения.

При движении изменяется угол поворота радиус-вектора относительно его начального положения, а это и есть фаза переменного тока.

Где используется и в чем преимущества переменного тока

Постоянный ток может использоваться в большинстве бытовых приборов благодаря ряду преимуществ:

• Этот ток не создаёт реактивное сопротивление в цепи (сопротивление, которое является вредным, поскольку расходует мощность генератора, но при этом не производит полезную работу);
• В цепях постоянного тока задействована вся площадь поперечного сечения проводника, поскольку постоянное электричество характеризуется равномерным движением зарядов.

То есть использование постоянного тока ведёт к уменьшению мощностных потерь.

Однако переменное напряжение обладает важным преимуществом, в связи с чем и заслужил главенствующее место в доставке электроэнергии на дальние расстояния:

• Напряжением переменного тока легче управлять за счёт электромагнитной природы его возникновения.

Используя трансформаторы, учёные сделали понижение напряжения линии высоковольтной передачи до напряжения потребителя достаточно простым действием.
Это позволило передавать электроэнергию высокой мощности на дальние расстояния.

Почему в сети переменное напряжение

Передача энергии от источника к потребителю связана с потерями мощности.

Мощность – так называемая переменная величина, и её можно определить поскольку она зависит от силы тока и равна:

то есть чем меньше сила тока, тем меньше потери мощности при транспортировке.
Однако производитель не может произвольно уменьшать силу тока без компенсации, ведь потребителю необходимо доставить нужный объём мощности для бытовых нужд. Чтобы сохранить небольшую силу тока (I) и высокую мощность (Р), нужен значительный скачок напряжения сети (U) в соответствии с формулой мощности:

Благодаря этим зависимостям величины мощности от силы тока человечество получило возможность существенно сократить потери мощности электроэнергии при передаче на большие расстояния путём повышения напряжения сети.

Разность потенциалов высоковольтных линий электропередачи может достигать 1150 кВ – такая разность делает передачу мощности для промышленных предприятий по проводам максимально эффективной с минимальными потерями.

Однако возникает существенная проблема: высокое напряжение нужно как-то снизить, чтобы раздать потребителю электроэнергии из обычной розетки дома.

Проще всего снижать или повышать разность потенциалов с помощью использования трансформатора.

Электромагнитное поле высоковольтных линий возбуждает в трансформаторных катушках индуктивности более низкое переменное напряжение, которое мы уже используем в бытовых целях.

Именно благодаря возможности легко управлять переменным напряжением для передачи электрической энергии на большое расстояние была выбрана такая схема.

Обозначения на электроприборах и схемах

Общемировая практика стандартизации технической документации привела к тому, что за определёнными техническими решениями и явлениями закрепились конкретные обозначения. Так существует обозначение и для постоянного и переменного тока.

Как обозначается постоянный ток

За стандартное обозначение постоянного тока выбрана английская маркировка DC – Direct Current (если переводить дословно, это означает «прямой ток»).

На схемах он должен представлять собой сочетание сплошной и пунктирной линий.

Как обозначается переменный ток

Стандартное обозначение представляет собой английскую аббревиатуру AC – Alternating Current (дословно это означает «переменный ток»).
На схемах переменный ток должен обозначаться в виде волнистой линии.

После неё обычно указывается напряжение сети.

Стандартизация обозначений позволяет людям с россии, сша и стран всего мира обмениваться технической документацией, исследованиями, чертежами в понятном, общедоступном формате.

Как обозначается переменный и постоянный ток

Без электроэнергии немыслима жизнь современного человека. Ежедневно мы сталкиваемся с электричеством и в быту, и на производстве. Более плотно это происходит, когда из строя выходит какой-либо электроприбор. Зачастую, чтобы разобраться в его устройстве, необходимо знать, какой ток он потребляет и как обозначается этот ток на схеме и на приборах.

DC и AC: что это

DC (Direct Current) или постоянный электрический ток — это такой ток, направление и сила которого не меняются со временем. Плюс сюда включают ток, являющийся преимущественно однонаправленным, а колебания, которые он создаёт, не влияют на итоговый результат. Тогда в среднем считают, что ток получается постоянным. Чаще такой смешанный вид выделяют в электротехнике, где тяжело добиться идеальных условий на практике

AC (Alternating Current) или переменный ток меняет своё направление силы со временем.

Основная разница между постоянным и переменным электротоком — изменение полярности во времени, т. е. частота колебаний, с которой меняется направление. Например, дома в розетке электроток меняется 50 раз в секунду. Direct Current не подвержен колебаниям и полярности не меняет.

Наряду с постоянным и переменным электротоком используется и такое понятие, как постоянное и переменное напряжение. Единицей измерения для него служит вольт. Сокращенно ее обозначают большими буквами В или V. Электроток любого вида измеряют амперами. Для краткой записи этой единицы измерения используют букву «А».

Сферы применения DC тока

Direct Current должен иметь условно постоянное направление движения электронов, однако не силу. В качестве примера можно рассмотреть батарейку. Изначальная сила, которую она передаёт, равна 6–12 А. Когда батарейка садится, сила падает. Падение силы не влияет на изменение полярности, так как ток всё равно идёт в одну сторону — к аккумулятору или микросхемам устройства.

Кроме батареек, постоянное напряжение формируется большинством видов источников питания, хотя используют они в основном АС. Переменное напряжение подаётся трансформаторами и генераторами, но его можно преобразовать в ДС, используя сглаживающие фильтры.

Постоянный ток используют в:

• Контактных сетях электрического транспорта. Такой транспорт требует большого напряжения (примерно 3 кВ), его перепады могут повредить микросхемы.
• Электроустройствах со специфическими условиями пуска (центрифуги, прокатные станы). В этом случае нельзя допустить изменение подачи электротока. Если во время работы ток начнёт скакать, работа устройства нарушится, и результат его работы не устроит потребителя.
• Грузоподъёмных механизмах до 500 В. Сюда входят электрические краны. Понятно, если нарушится работа крана, ни к чему хорошему это не приведёт.

Особенности переменного электротока

В условном цикле движения переменного электротока есть место его образования (фаза) и конечная точка (нуль). Когда ток попадает из фазы в нуль, он останавливается, меняет свою полярность и движется обратно. По такому принципу функционирует однофазный ток бытовой сети. Частота его колебаний измеряется в герцах (Гц). 1 герц — это один полный цикл смены полярности на протяжении одной секунды. В СНГ используют домашние электросети с частотой 50 Гц, что равняется 100 изменениям полярности в секунду. В некоторых странах, например, Канаде и США используют 60 Гц. Это делает сеть чуть стабильнее.

В промышленных масштабах используют трехфазный переменный электроток. Он вырабатывается соответствующими генераторами. В данном процессе принимают участие 3 обмотки, каждая из них — это своеобразная однофазная электроцепь. Относительно друг друга они сдвинуты на 120 градусов. С помощью трехфазной системы можно обеспечить электроэнергией сразу три независимые друг от друга электросети. Такая система является самой сбалансированной из всех, поскольку позволяет создавать магнитное поле с моментом вращения. Две фазы не способны поддерживать постоянное непрерывное магнитное поле, а четыре и более не имеет смысла использовать, так как трёх достаточно для стабилизации.

• среднее значение силы за период равно нулю. Это значит, что при изменении полярности ток с условной силой +1 в расчёте перекрывает силу –1;
• переменный электроток меняет не только направление, но и величину. Так как он движется одновременно туда-обратно, в одном месте может находиться меньше или больше электронов, отчего меняется напряжение и сила;
• действующее значение силы АС в среднем равняется силе DC. Условно говоря, точно измерить силу переменного электротока в определенный момент невозможно, поскольку она постоянно скачет. Но можно вычислить среднюю силу и назвать её действующей. Таким образом, реальное напряжение в электрической сети указывают не 198–242 В, а только

Широкое применение АС в технике, бытовых нуждах связано со свойством электротока трансформироваться. За это отвечает трансформатор. Данное устройство при помощи электромагнитной индукции меняет проходящий через него ток таким образом, чтобы напряжение в сети в среднем уменьшалось или падало во сколько угодно раз без изменения частоты и потери мощности. То есть, ток можно настраивать под нужды пользователей. Например, чтобы у жильцов многоэтажного дома не сгорела вся техника в один момент от поступающего в трансформатор напряжения выше 10 кВ, используют понижающие трансформаторы. На производстве могут использоваться повышающие устройства, чтобы обеспечить бесперебойную работу мощного оборудования.

Обозначение электротока на схемах и приборах

Общепринято, что электроток имеет направление от точки с наибольшим потенциалом к точке с наименьшим. Фактически электроны перемещаются так только при наличии положительного заряда. В металлических проводниках поток электронов имеет обратное направление, но во избежание путаницы используют именно такой базовый принцип.

Точку с наибольшим электропотенциалом называют положительным полюсом и для его обозначения используют значок «+». Точка с наименьшим электропотенциалом именуется отрицательным полюсом и для его маркировки применяется знак «минус» («–»).

Следует также знать, что изоляция положительных проводников (кабелей, щупов) имеет красный цвет, а отрицательных — черный или синий.

Обозначение постоянного и переменного тока на схемах и приборах осуществляется строго определенными символами. Для постоянного тока используется графическое изображение в виде двух горизонтальных линий, одна из которых сплошная, а другая — пунктирная. Обозначение, применяемое для переменного тока, имеет вид волны, символизирующей отрезок синусоиды длиной в период. Этот символ используется в связи с тем, что в большинстве случаев под переменным подразумевают электроток, изменяющийся по синусоидальному закону.

Иногда изображается не одна волна, а две. Если нужно указать частоту электротока, его величину и количество фаз, то рядом с символами наносятся цифры и буквы. Например, надпись 3

50Гц 220В расшифровывается следующим образом: для работы необходимо трехфазное переменное электронапряжение 220 Вольт с частотой 50 Герц.

Если для работы устройства требуется смешанный или комбинированный ток, обозначения наносятся и в виде волны, и в виде горизонтальной черты.

В зарубежной литературе используется в основном аббревиатура AC и DC. Для обозначения смешанного электропитания употребляют AC/DC. Данная аббревиатура прочно укоренилась и в нашем повседневном обиходе, поэтому применяется наравне с привычными терминами «постоянный» и «переменный».

Опознавательные символы, предоставляющие информацию о виде электротока, его частоте, полярности и прочих характеристиках, наносятся на корпуса электрооборудования, защитные кожухи и щиты. Эти данные важны для безопасного и правильного функционирования устройств. Чтобы избежать ошибочного подключения электроприбора к несоответствующему источнику питания, добавляют еще механическую защиту. Например, вилки шнуров электроустройств, питающихся от переменного электротока, имеют форму штырей, отличительную от тех, что используются для постоянного.

На электроизмеряющих приборах также присутствуют символы, обозначающие вид электротока и прочие его характеристики. Например, пометки на панели мультиметра «V (

)» и «V (–)» означают, что им можно измерять переменное и постоянное электронапряжение.

Если величина измеряемого параметра неизвестна, то рекомендуется выбирать максимальный предел измерения, а потом постепенно снижать его до достижения нужной точности тестирования. В том случае, когда не известен тип тока, лучше предположить, что он изменяется по синусоидальному закону.

Обозначение переменного тока

Заряженные частицы, перемещаясь, создают такое явление, как электрический ток. Применимо к электричеству этими частицами являются электроны. Они движутся по проводнику в электрической цепи от источника, выдающего заряд, к объекту, который этот заряд потребляет. Если это движение неизменно во времени и не меняет своего направления, его называют постоянным. Если такие изменения имеют место, говорят о переменном токе.

Что такое переменный ток

В цепях постоянного электричества отрицательно заряженные частицы движутся от плюса к минусу. Если рассматривать источник тока как некоторый двухполюсник, имеющий два электрода, к которым подключается питаемая цепь, то на одном всегда будет плюс, а на другом – минус.

Переменный ток не позволяет зафиксировать такую маркировку полюсов. У двухполюсника переменного тока нельзя чётко обозначить, какой заряд присутствует на том или ином выводе. Можно рассматривать только мгновенные значения зарядов в определённый промежуток времени. Изменение полярности имеет временную зависимость. Это значит, что переменный ток меняет своё направление с течением времени.

Важно! Переменное электричество изменяется по гармоническому синусоидальному закону. Его графиком на оси координат является синусоида, в то время как график постоянного движения электронов представляет собой прямую линию, параллельную оси ОХ.

Источники электрической энергии

Мировое производство электроэнергии базируется на работе электростанций. Основной принцип работы станций заключается в том, что турбины установленных в них электрогенераторов вращаются с помощью других видов энергии. Они получили своё название соответственно типу используемой энергии:

• тепловые (ТЭС) – в качестве сырья используются органические виды топлива: уголь, газ, мазут и другие;
• гидроэлектростанции (ГЭС) – лопасти турбины вращает падающая вода, она же используется для охлаждения рабочих поверхностей генераторов;
• атомные станции (АЭС) – один из видов ТЭС, где для получения пара, вращающего турбину, используют тепло, выделяемое в результате ядерной реакции.

Размещение тех или иных видов электростанций зависит от распределения по регионам сырьевых ресурсов, географического расположения рек и выбора подходящих мест для возведения АЭС.

Внимание! Основную долю производства мировой электроэнергии до сих пор берут на себя ТЭС. Опасность при эксплуатации АЭС пока является сдерживающим фактором для полного перехода на этот мощный вид производства электричества.

Неравномерная плотность проживания населения на планете не позволяет максимально приблизить такие источники энергии к местам потребления. Поэтому приходится передавать производимое электричество на дальние расстояния. Так как и потребление, и получение энергии происходит в реальном режиме, созданы энергосистемы, объединяющие электростанции между собой. Кроме того, сами системы организованы в более мощные энергосистемы. Это сделано для создания резерва рабочей мощности и возможности регулировать подачу электроэнергии к потребителям в бесперебойном режиме.

Разница в часовых поясах, сезонные колебания потребления – всё это нагружает одни станции и недогружает другие. Энергосистемы позволяют станциям подпитывать друг друга в случае перегрузок.

Кроме традиционных электростанций, хорошо зарекомендовали себя альтернативные источники: ветряные генераторы и солнечные батареи. С их помощью решают задачи по обеспечению электропитанием потребителей в отдельных случаях.

Что касается источников постоянного тока, то их можно разделить на два типа:

• химические – гальванические элементы, использующие реакции окисления, и электролитические, генерирующие энергию посредством электролиза;
• электромеханические – генераторы постоянного тока, превращающие энергию вращения в её электрический вид.

Гальванические элементы (батарейки) имеют конечный срок службы. Они конструктивно изготовлены так, что после окончания реакции окисления вырабатывание электричества прекращается. Электролитические элементы (аккумуляторы) имеют периодический режим работы. После разряда их можно заряжать, подавая на их полюса ток заряда, и использовать снова.

Обозначения на схемах и в приборах

Графическое обозначение тока постоянной полярности на схемы наносится в виде знаков плюс (+) и минус (-). Источник электричества постоянной полярности имеет вид двух вертикальных чёрточек, одна из которых вдвое длиннее. Та, что короче, – это минус, длинная – плюс. Запомнить различие можно легко. Если длинную черту разделить пополам, то из неё можно сложить знак «+». На корпусах приборов, блоков питания, на гнёздах подключения разъёмов питания можно увидеть буквенное обозначение DC (direct current). Это по-английски означает «однонаправленный ток». Рядом часто наносят графическое обозначение – длинная горизонтальная линия, под ней располагается пунктирная линия, у которой длина штрихов равна длине промежутков.

Обозначение переменного тока на схемах и на приборах осуществляется в буквенном изображении AC (Alternating Current) и графическим символом – отрезком синусоиды длиной в период. Число фаз может указываться цифрой или количеством волнистых линий, если это необходимо.

Измерительные приборы и электрооборудование

Как обозначается ток на приборах, позволяющих измерять электрические характеристики? Обозначения те же самые, как и на приборах, его потребляющих. При измерении тока или напряжения прежде, чем прикасаться щупами к токоведущим частям электроустановок или открытых участков тоководов, необходимо выставить пределы измерения на приборе и род тока, которые соответствуют параметрам измеряемого участка.

Осторожно. Неправильная подготовка прибора к измерениям может вывести его из строя, привести к короткому замыканию измеряемого участка линии и поражению оператора электрическим током.

На корпуса электрооборудования, на защитные щиты и кожухи электродвигателей и генераторов наносятся опознавательные символы, информирующие о полярности, частоте, величине напряжения и других характеристиках.

Области применения DC напряжения

Постоянный ток, обозначение которого наносится на устройства, получают не только с помощью гальванических элементов. Преобразователи переменного электричества в постоянное имеют в своём составе выпрямительные устройства. Использование выпрямителей расширило область применения DC напряжения. Оно применяется в следующих сферах:

• на линиях постоянного напряжения (ЛЭП) в электросетях;
• при организации мини,- и микросетей для электропитания локальных потребителей постоянным током;
• на транспорте;
• в устройствах управления электроприводами;
• в бытовой технике и электронике.

Цепи и устройства, работающие на постоянном напряжении, не только востребованы, но и подвергаются усовершенствованию и широкому повсеместному внедрению.

Расшифровка обозначения мощности AC на схеме и корпусах

Из таблички на картинке ниже видно, как обозначается Р переменного тока. Она указывается в киловаттах (кВт). Такие же обозначения присутствуют и на электрических схемах. Это номинальная мощность оборудования, при которой оно работает в штатном режиме, и её КПД соответствует заявленному.

Что означает AC и DC на панели мультиметра

На рабочей панели любого прибора DC – это обозначение постоянного напряжения. При установке переключателя на такие значки постоянного тока можно тестировать постоянные электрические величины.

Знак AC призван обозначать пределы, в которых тестер может работать с переменными значениями электричества.

Важно! Если численный порядок измеряемой величины не известен, то необходимо устанавливать максимально высокий предел измерения, постепенно снижая его до достижения необходимой точности тестирования. Если тип тока тоже не ясен, лучше предположить, что он изменяется во времени.

Обозначение переменного тока на схемах и приборах обязательно указывает его напряжение, частоту и количество фаз. Стандарты обозначений предусматривают однозначное и понятное для специалистов символьное отображение информации.