Постоянный и переменный ток — какой ток опаснее, в чем разница для чайников, обозначение простыми словами, преобразование тока

Мир без электричества, можно сказать, оставался бы как в доисторических временах. Для чего нам нужен ток? Начиная от бытовых элементарных дел, заканчивая движением различного транспорта.

Эта статья вам поможет подробно разобраться в таких понятиях как постоянный и переменный ток, а также, как с ними безопасно «сотрудничать».

Содержание

Постоянный и переменный ток

Простыми словами, ток – это передвижение электронов по проводам. Этот термин еще в XVI веке предложил Гилберт Уильям.

С тех пор знания об электричестве растут с каждым днем, в промежутке с 16 по 21 век было открыто множество других теорий и понятий.

Например, электрический конденсатор, положительный и отрицательный заряд, закон Кулона, Теория квантовой динамики и множество других.

Разница постоянного и переменного тока

Переменным током называют движение заряженных частиц по порядку, или другими словами, ток, меняющий направление с величиной после определенного количества времени.

При этом это происходит с определенной заданной частотой и по закону. Постоянный же ток, противоположен своей постоянностью касательно направления и величины.

Постоянный электрический ток находится по формуле:

I= dq/dt

Или другими словами сила тока равна dq заряду, которая переносится носителями сквозь энную поверхность за единицу времени dt.

Обозначения на электроприборах и схемах

Из английского языка пошло такое сокращение как DC (Direct Current), что нашими словами постоянный ток.

Поэтому данную аббревиатуру чаще всего можно встретить на различных схемах.

С переменным током похожая ситуация – обозначение AC (Alternating Current).

Плюсы и минусы переменного/постоянного тока

Чтобы сравнить постоянный и переменный ток, отталкиваясь на их положительные и негативные качества, мы их рассмотрим в аспектах электроэнергии:

Это такие аспекты как ее выработка, распределение и передача, и, конечно же, потребление.
Привилегия переменного тока состоит в том, что большая часть всей электроэнергии, которая добывается и вырабатывается в мире, выпадает именно на его часть.
Обуславливается это тем, что его проще преобразовать из низкого напряжения в высокое и обратно. Другими словами, переменный ток легче в трансформации.
Снижение и повышение переменного напряжения происходит гораздо легче в сравнении с постоянным электрическим током, а это все благодаря высокому уровню развития техники в наши времена.
Касательно нашего случая речь идет о трансформаторе, с помощью него такие преобразования (снижение, повышение) происходят в разы проще.
Этот прибор отличается высоким кпд, а именно 99 процентным. Это означает, что вы потеряете не больше чем 1 процент мощности при трансформации тока.
Еще одним плюсом трансформатора является возможность развязать большое напряжение с более низким, а это является редкостью среди большинства электроустановок.
Что касательно передачи электрического тока, трехфазная система поможет еще больше увеличить производительность системы снабжения электроэнергии.
Таким образом, для этого нужно меньше проводов, нежели при переменном, то есть, однофазном токе.
Габаритами трехфазный трансформатор также уступает однофазному, что является неоспоримым плюсом при равной мощности.

Недостатки постоянного тока

Изучив информацию выше, логически строятся такие недостатки:

Более сложная конструкция индукционных машин способствует большим затратам и является менее надежной в производстве и эксплуатации.
Трудности касательно развязки напряжения, как низкого так и высокого.
Трудности в повышении и снижении напряжений.

Недостатки переменного тока

Присутствие реактивной мощности представляет собой большой недостаток переменного тока.

Как мы знаем, катушка индуктивности месте с конденсатором выражает реактивные качества исключительно в цепях с переменным током.

Другими словами эти два прибора производят сопротивление переменному току, не потребляя его.

Какой ток опаснее: постоянный или переменный?

По большей части, постоянный ток будет менее опасен для человека.

Но все же, всегда важно учитывать такие факторы как напряжение, величину и частоту тока, а также сопротивление человека, на которого подействует удар тока.

Для начала отметим, что даже по природе переменный ток является более сильным возбудителем нервов. Этим он стимулирует работу сердца и мышц, неся немалую жизненную опасность.

Но есть нюансы. Так, например, частота переменного тока в 50 Герц будет опаснее для жизни, чем такой же постоянный ток

Но если же частотой обозначить около 1000 Герц, ток будет менее опасен. Если взять напряжение примерно 500-600 вольт, опасность токов будет примерно одинакова.

Но, если напряжение достигает более шестистам вольт, опаснее будет постоянный.

Переход переменного тока в постоянный

В современном мире электрическими устройствами используются и постоянные и переменные токи, поэтому преобразование токов является необходимо важным процессом:

Преобразовать переменный ток в постоянный поможет диодный мост, или другими словами «выпрямитель».
Главной его частью называют полупроводниковый диод, используемый в целях провождения электрического тока лишь одним направлением.
Диодный ток не может изменить свое направление, но могут появиться пульсации. Их устраняют с помощью разных фильтров и конденсатора.
Диодные мосты используются в таких видах как механический, полупроводниковый и электровакуумный.
Качество прибора, как правило, имеет прямое отношение к количеству пульсаций на выходе тока. Чем их меньше – тем лучше и дороже будет устройство. А соответственно и чистота тока будет выше.

Как пример можно взять блок питания любого прибора или его зарядное устройство, также сварочный аппарат или другое.

Для преобразования, же, переменного тока в постоянный на помощь придет инвертор.

Это такой прибор, который сгенерирует переменные напряжение вместе с синусоидой.

Такие аппараты также делятся на виды, и все они отличаются качеством тока на выходе, стоимостью и размерами.

Яркий пример такого прибора – автомобильные инверторы или блоки питания в бесперебойном виде.

Какой ток используется чаще?

Еще с момента открытия таких токов как постоянный и переменный идет спор: какой же ток лучше? Эта тема была настолько поднята и развита, что даже появилось понятие «война токов».

Буквально, это была борьба между Николой Теслы и Томом Эдисоном, за то, чтобы использовать один вид тока.

Но этот вопрос был закрыт еще в 2007 году, после того, как Нью-Йорк был переведен на постоянный ток всем городом.

Основной причиной, почему переменный ток более популярен в пользовании это то, что при минимальных потерях его можно распространять на довольно большие дистанции.

То есть большое расстояние между источниками тока конечными потребителями будет провоцировать большее сопротивление между проводами и будет сопутствовать тепловым потерям для их нагрева.

Для получения максимальной мощности может использоваться увеличение или толщины провода (из-за чего и уменьшается сопротивление), или увеличения напряжения.

Системы переменного тока дают возможность увеличить напряжение, используя минимальную толщину провода, что поспособствует сокращению стоимости линий электричества.

Для постоянного тока такой возможности нет, поэтому чтобы увеличить напряжение необходимо будет построение множество некрупных станций или увеличение размера проводников.

Любой из этих способов будет невыгоден финансово в сравнении с переменным током и его сетями.

Изменение напряжения переменного тока будет весьма эффективно при использовании электротранформатора.

Так как коэффициент полезного действия будет достигать до 99%, и это действительно важное преимущество сети перемененного тока.

Таким образом, можно сделать заключение, что переменный ток будет более выгоден при использовании больших сетей, а также для передачи электроэнергии для больших расстояний.

Постоянный ток разумнее будет использовать для точного и эффективного процесса работ приборов электроники или автономных устройств.

В этой статье мы разобрали все аспекты работы переменного и постоянного тока, его передачу, добычу, распространение.

Сравнили эти токи между собой, а также помогли выбрать вам «лучший» ток для себя.

В общем, если вы внимательно прочитали данный текст, наверняка поняли, что определенно лучшего тока нет, все зависит от того, с какими целями его будете пользовать.