проект по физике Секреты термоса. Проект физика. Проект "Постоянный и переменный ток"
 Скачать 75.43 Kb.
|
Проект "Постоянный и переменный ток"В ученической исследовательской работе по физике "Постоянный и переменный ток" я изучил, в чем состоит противодействие переменного и постоянного тока, а также подробно выяснил, каким образом и как много мы повседневно используем переменный ток. В проекте доступно изложена информация относительно принципа получения переменного тока. В готовом творческом и исследовательском проекте по физике "Постоянный и переменный ток" я даю определение и описывает такие физические явления, как постоянный и переменный ток. В ходе написания проекта попытался разобраться и понять природу постоянного и переменного тока, выяснить, где каждый из них применяется, и какой наиболее эффективен в использовании в повседневной жизни. ОГЛАВЛЕНИЕВведение 1. История постоянного и переменного тока. 2. Различия постоянного и переменного тока, их преимущества и недостатки. 3. Война постоянного и переменного тока. 4. Повседневное применение переменного тока. 5. Принцип получения переменного тока. 6. Практическая часть проекта. Заключение Литература ВВЕДЕНИЕЦель: разобраться и понять природу постоянного и переменного тока, выяснить где каждый из них применяется и какой наиболее эффективен в использовании в повседневной жизни. Задачи: Изучить историю открытия переменного и постоянного тока. Сравнить и понять чем отличаются эти два вида тока Выяснить какие события и открытия сподвигли и к войне постоянного и переменного тока Понять принцип получения постоянного и переменного тока и дальнейшее их применение Практически попытаться собрать модель генератора переменного тока и продемонстрировать получение переменного тока Гипотеза. Я предполагаю, что переменный ток во много раз эффективнее, чем постоянный ток из-за физических явлений, описывающих данный вид тока. Следовательно, именно переменный ток куда более выгоднее использовать в повседневной жизни, нежели постоянный. Хоть он и является более опасным видом тока, но люди все же используют именно его в большинстве отраслей быта и промышленности, в отличии от постоянного тока. Актуальность выбранной темы. В настоящее время невозможно прожить без электричества. Современная жизнь настолько электрифицирована, что ни дома, ни в школе, ни на даче мы не обходимся без электрических приборов. Электричество окружает и сопровождает нас абсолютно в любом месте на планете. На данный момент сложно представить нашу жизнь без электричества. Именно оно позволяет нам пользоваться интернетом и телевидением, готовить пищу, освещать наше жилище, то есть использовать все то, что облегчает нашу жизнь. Электрический ток стал неотъемлемой частью нашей жизни и поэтому я считаю, что крайне необходимо разобраться в том, как эта незаменимая вещь устроена и как люди смогли научаться использовать ее в своих нуждах. ИСТОРИЯ ПОСТОЯННОГО И ПЕРЕМЕННОГО ТОКАЕще древнегреческий философ Фалес писал о свойствах янтаря, потертого шерстью, притягивать мелкие предметы. Но достаточно долгое время все знания об электричестве ограничивались этим любопытным опытом. Никто не связывал с этим явлением природные молнии, наблюдаемые во время гроз. Дальнейшее изучение электрического тока, пока без разделения на постоянный и переменный, продолжилось лишь в XVII веке. И за пару сотен лет ученые продвинулись очень далеко. В 1600 году был введен термин "электричество", а более чем полвека спустя началось его активное изучение. Изначально разделения на постоянный и переменный ток не существовало, так что исследования были несистематичными. Первая теория, касающаяся природы электричества, была сформулирована в XVIII веке Бенджамином Франклиным, который, впрочем, остался в истории в первую очередь как политический деятель. Чуть позднее был сконструирован первый конденсатор - так называемая Лейденская банка. Тем не менее, считается, что всерьез история исследования постоянного тока началась с опытов Гальвани, касающихся, как ни странно, в первую очередь биологии, а не физики. Знаменитый итальянец буквально перевернул науку. Изучение постоянного тока Опыты Гальвани касались в первую очередь физиологии. Пропуская электрический ток через тело лягушки, он заметил, как ее мышцы сокращались. Описание этих опытов заинтересовало не только биологов, но и физиков. Сам же Гальвани, проведя еще серию исследований, счел, что мышцы являются чем-то вроде Лейденской банки, или, если быть точнее, ее батарей. Эти опыты легли в основу современной электрофизиологии. Последователь итальянца, его соотечественник Алессандро Вольта, в 1800 году создал первый источник питания постоянного тока - гальванический элемент. Англичане Карлейл и Николсон повторили опыты своего коллеги, придя к выводу, что в определенных условиях электричество, пропущенное через воду, заставляет ее разлагаться на составные элементы. Подобные эксперименты в конечном итоге дали стимул развитию химии. Русские ученые также приложили руку к исследованиям - уроженец Санкт-Петербурга Василий Петров в 1803 году описал явление электрической дуги. Однако 9 лет спустя это открытие произошло снова и было представлено как случившееся впервые. Дальнейшие исследования уже были направлены на изучение характеристик и законов, управляющих током. Параллельно ученые находили все новые и новые способы применения электричества, изобретая удивительные приборы, которыми человечество пользуется до сих пор. Происхождение же переменного тока можно проследить до 1832 года, когда Ипполит Пиксий, французский инженер, разработал первый в мире динамоэлектрический генератор, основанный на принципах Фарадея. Тогда это был Гийом Дюшенн, который успешно продемонстрировал практическое использование переменного тока в электротерапии в 1855 году. Работы Себастьяна Ферранти, Галилея Феррари и Люсьена Голлара способствовали дальнейшему развитию этой технологии. Также внедрению переменного тока способствовал русский ученый Яблочков, который изобрел «электрическую свечу», которая устойчиво горела, включенная в цепь переменного тока. Он же первым предложил идею электростанции — «электрического завода», от которого бы энергия распределялась по потребителям, подобно газу и воде. Вклад Теслы в переменный ток пришелся лишь на конец 1880-х годов, когда его асинхронный двигатель был интегрирован в системы переменного тока, произведенные компанией Джорджа Вестингауза, чтобы конкурировать с низковольтным постоянным током Томаса Эдисона. В отличие от постоянного тока, альтернативные системы позволяют эффективно передавать электричество на большие расстояния. Как можно понять, открытие Николой Теслой переменного тока не очень-то жаловали некоторые прогрессивные умы того времени — утверждали о его непригодности для использования и опасности для человека. Этому способствовала и рыночная конъюнктура США, и видный ученый того времени — Эдиссон, который нажил состояние на постоянном токе, они всеми правдами и неправдами стремился сохранить его господство. Пиар кампания против переменного тока привела к ужасным последствиям - появлению казни на электрическом стуле. А именно Эдиссон первым убивал током животных, демонстрируя его опасность. (но и действительно при небольших значениях напряжения постоянный ток безопаснее, собака оставалась жива при 1000 В постоянного тока, и умирала — при 380 — переменного). РАЗЛИЧИЯ ПОСТОЯННОГО И ПЕРЕМЕННОГО ТОКАПеременный ток (Alternative Current – AC) отличается от постоянного (Direct Current – DC) тем, что у последнего электроны (носители заряда) всегда движутся в одном направлении. Соответственно отличием переменного тока является то, что направление движения и его сила зависят от времени. Например, в розетке направление и величина напряжения, соответственно и сила тока, изменяется по синусоидальному закону с частотой в 50 Гц (50 раз за секунду изменяется полярность между проводами). Для так сказать чайников в электрике изобразим это на графике, где по вертикальной оси изображена полярность и напряжение, а по горизонтальной время:  Красной линией изображено постоянное напряжение, оно остаётся неизменным с течением времени, разве что изменяется при коммутации мощной нагрузки или КЗ. Зелеными волнами показан синусоидальный ток. Также считается, что переменный ток куда опаснее постоянного. Во-первых, для того, чтобы оба тока имели тот же эффект на организм человека, сила постоянного тока должна быть в 2-4 раза больше силы переменного тока. То есть для поражения тела в той же степени, что и при приложении переменного тока, необходимо приложить больше постоянного тока. Это объясняется тем, что влияние токов на организм является прямым следствием их раздражительного воздействия. Так, переменный ток в силу своей природы и частоты сильнее возбуждает нервы и стимулирует мышцы и сердце. Во-вторых, когда наступает смерть от поражения электрическим током, это происходит, как правило, из-за фибрилляции желудочков. Риск такого повреждения, как следует из предыдущего абзаца, значительно при действии переменного тока. В-третьих, сопротивление человеческого тела выше для постоянного тока, с увеличением частоты оно только уменьшается. Таким образом, сетевой переменный ток с частотой 50 Гц, опаснее постоянного тока, поскольку частота постоянного тока без учета помех равна 0 Гц. В-четвертых, легче освободиться от контакта с постоянным током, чем с переменным. Это противоречит распространенному мнению, гласящему о том, что поскольку чередующиеся циклы переменного тока проходят через нуль, то у человека есть некоторые моменты времени, чтобы отпустить проводник с переменным током, а поскольку постоянный ток течет непрерывно, то у человека нет таких спасительных моментов. Но, к сожалению, частота переменного тока слишком велика для этого даже у сетевого тока 50 Гц. К тому же были проведены эксперименты, доказавшие, что это мнение ошибочно. При этом, не вдаваясь во все подробности фактического эксперимента, вывод заключался в том, что испытуемым было легче освободить электрод, когда по нему проходил постоянный, а не переменный ток. В наше время преимущества переменного тока кажутся более чем очевидными, но в 80-х годах XIX века из-за вопроса, какой ток лучше и как выгоднее передавать электрическую энергию, разразилось острое противостояние. Главными фигурантами этой нешуточной битвы стали две конкурирующие фирмы — Edison Electric Light и Westinghouse Electric Corporation. В 1878 году гениальный американский изобретатель Томас Алва Эдисон основал свою собственную компанию, которая должна была решить проблему электрического освещения в быту. Задача стояла простая: вытеснить газовый рожок, но для этого электрический свет должен был стать более дешевым, ярким и доступным для всех. Предвосхищая свои будущие открытия, Эдисон написал: «Мы сделаем электрическое освещение настолько дешевым, что только богачи будут жечь свечи». Вначале ученый разработал план центральной электростанции, начертил схемы подводки линий электропередач к домам и фабрикам. В то время электричество получали с помощью динамо-машин, приводящихся в движение паром. Затем Эдисон приступил к усовершенствованию электрических лампочек, стремясь продлить их действие с имевшихся тогда 12 часов. Перебрав более 6 тысяч различных образцов для нити накаливания, Эдисон наконец остановился на бамбуке. Его будущий коллега Никола Тесла иронично отметил: «Если бы Эдисону пришлось найти иголку в стоге сена, он не стал бы терять время на то, чтобы определить ее более вероятное местонахождение. Напротив, он немедленно, с лихорадочным прилежанием пчелы начал бы осматривать соломинку за соломинкой, пока не отыскал бы искомое». 27 января 1880 года Эдисон получил патент на свою лампу, срок жизни которой был поистине фантастическим — 1200 часов. Чуть позже ученый запатентовал всю систему производства и распространения электроэнергии в Нью-Йорке. В тот год, когда Эдисон занялся освещением американского мегаполиса, Никола Тесла поступил на философский факультет Пражского университета, но проучился там всего один семестр — на дальнейшее обучение не хватило денег. Затем он поступил в Высшее техническое училище в Граце, где стал изучать электротехнику и начал задумываться о несовершенстве электродвигателей постоянного тока. В 1882 году Эдисон запустил две электростанции постоянного тока — в Лондоне и Нью-Йорке, наладив производство динамо-машин, кабелей, лампочек и осветительных приборов. Спустя два года американский изобретатель создает новую корпорацию — Edison General Electric Company, куда вошли десятки компаний Эдисона, разбросанные по всей Америке и Европе. В том же году Тесла придумал, как использовать явление вращающегося электромагнитного поля, а значит он мог попытаться сконструировать электродвигатель переменного тока. С этой идеей ученый отправился в парижское представительство Continental Edison Company, но в тот момент компания была занята выполнением крупного заказа — сооружения электростанции для железнодорожного вокзала Страсбурга, в ходе выполнения которого возникли многочисленные ошибки. Теслу отправили спасать ситуацию, и в требуемые сроки электростанция была достроена. Сербский ученый отправился в Париж, чтобы получить обещанную премию в 25 000 долларов, однако компания отказалась выплачивать деньги. Оскорбленный Тесла решил больше не иметь ничего общего с предприятиями Эдисона. Он поначалу хотел даже отправиться в Петербург, ведь Россия славилась в то время своими научными открытиями в области электротехники, в частности изобретениями Павла Николаевича Яблочкова и Дмитрия Александровича Лачинова. Однако, один из работников Континентальной компании уговорил Теслу отправиться в США и дал ему рекомендательное письмо к Эдисону: «Было бы непростительной ошибкой дать возможность уехать в Россию подобному таланту. Я знаю двух великих людей: один из них Вы, второй — этот молодой человек». Прибыв в Нью-Йорк в 1884 году, Тесла приступает к работе в компании Edison Machine Works в качестве инженера по ремонту двигателей — генераторов постоянного тока. Тесла сразу же поделился с Эдисоном своими мыслями насчет переменного тока, но американского ученого идеи сербского коллеги не вдохновили — он очень неодобрительно отозвался и посоветовал Тесле заниматься на работе сугубо профессиональными делами, а не личными изысканиями. Год спустя Эдисон предлагает Тесле конструктивно улучшить машины постоянного тока и за это обещает премию в 50 тысяч долларов. Тесла тут же принялся за работу и очень скоро предоставил 24 варианта новых машин Эдисона, а также новый коммутатор и регулятор. Эдисон работу одобрил, но деньги платить отказался, пошутив при этом, что эмигрант плохо понимает американский юмор. С этого момента Эдисон и Тесла стали непримиримыми врагами. На счету Эдисона значилось 1093 патента — такого количества изобретений не было ни у кого в мире. Неутомимый экспериментатор, он однажды провел в лаборатории 45 часов, не желая прерывать опыт. Эдисон был к тому же весьма умелым предпринимателем: все его компании приносили прибыль, правда богатство как таковое его мало интересовало. Деньги были нужны для работы: «Мне не нужны успехи богачей. Мне не нужно ни лошадей, ни яхт, на все это у меня нет времени. Мне нужна мастерская!» Однако, в 1886 году у корпорации Эдисона появился очень мощный конкурент — компания Westinghouse Electric Corporation. Первую 500-вольтную электростанцию переменного тока Джордж Вестингауз запустил в 1886 году в Грейт-Баррингтоне, штат Массачусетс. Так, монополии Эдисона пришел конец, ведь преимущества новых электростанций были очевидны. В отличие от американского изобретателя-любителя, Вестингауз основательно знал физику, поэтому прекрасно понимал слабое звено электростанций постоянного тока. Все изменилось, когда он познакомился с Теслой и его изобретениями, выдав сербу патент на счетчик переменного тока и многофазный электромотор. Это были те самые изобретения, с которыми в свое время Тесла обращался в парижскую компанию Эдисона. Теперь Вестингауз выкупил у сербского ученого в общей сложности 40 патентов и заплатил 32-летнему изобретателю 1 миллион долларов. В 1887 году в США уже работало более 100 электростанций постоянного тока, однако процветанию компаний Эдисона должен был наступить конец. Изобретатель понимал, что находится на грани финансового краха, а потому решил подать в суд на Westinghouse Electric Corporation за нарушение патентных прав. Однако, иск был отклонен, и тогда Эдисон развернул антипропагандистскую кампанию. Его главным козырем был тот факт, что переменный ток очень опасен для жизни. Вначале Эдисон занялся публичной демонстрацией убийств животных электрическими разрядами, а потом ему подвернулся очень удачный случай: губернатор Нью-Йорка захотел найти гуманный способ казни, альтернативу повешенью — Эдисон тут же заявил, что самой человечной считает смерть от переменного тока. Хотя лично он выступал за отмену смертной казни, тем не менее решить проблему удалось. Для создания электрического стула Эдисон нанял инженера Гарольда Брауна, который приспособил для карательных целей генератор переменного тока Вестингауза. Ярый оппонент Эдисона был категорически против смертных казней и отказался продавать свое оборудование тюрьмам. Тогда Эдисон купил три генератора через подставных лиц. Вестингауз нанял приговоренным к смерти самых лучших адвокатов, одного из преступников удалось спасти: смертную казнь ему заменили пожизненным заключением. Нанятый Эдисоном журналист опубликовал огромную разоблачительную статью, обвиняя Вестингауза в тех мучениях, которые претерпел казненный. «Черный пиар» Эдисона принес свои плоды: ему удалось отсрочить поражение, правда ненадолго. В 1893 году Вестингауз и Тесла выиграли заказ на освещение Чикагской ярмарки — 200 тысяч электрических лампочек работали от переменного тока, а спустя три года тандем ученых смонтировал на Ниагарском водопаде первую гидросистему для непрерывного питания переменным током города Баффало. ПРИМЕНЕНИЕ ПОСТОЯННОГО И ПЕРЕМЕННОГО ТОКАПеременный ток лежит в основе принципа действия большинства известных сегодня приборов. Переменный ток частотой 50 Гц является промышленным стандартом в энергетике, применяется во всех отраслях промышленности, транспорте, сельском хозяйстве, жилом секторе. На переменном токе работает электрооборудование рудников заводов, фабрик. Он вращает двигатели станков, насосов, конвейеров, подъёмных механизмов. Им снабжается вся инфраструктура метрополитенов от освещения, эскалаторов до электропоездов. Тоже самое относится к электрифицированным железным дорогам. В наши дома и квартиры так же подаётся переменное напряжение. Проще сказать, где применяется постоянный, читатели сделают выводы: Постоянный ток применяется в аккумуляторах. Переменный порождает движение – не может храниться современными устройствами. Потом в приборе электричество преобразуется в нужную форму. КПД коллекторных двигателей постоянного тока выше. По этой причине выгодно применять указанные разновидности. При помощи постоянного тока действуют магниты. К примеру, домофонов. Постоянное напряжение применяется электроникой. Потребляемый ток варьируется в некоторых пределах. В промышленности носит название постоянного. Постоянное напряжение применяется кинескопами для создания потенциала, увеличения эмиссии катода. Случаи назовем аналогами блоков питания полупроводниковой техники, хотя иногда различие значительно. ПРИНЦИП ПОЛУЧЕНИЯ ПЕРЕМЕННОГО ТОКАПpeoбpaзoвaниe мexaничecкoй энepгии в элeктpичecкую пpoиcxoдит зa cчeт элeктpoмaгнитнoй индукции. Этo явлeниe cocтoит в cлeдующeм: ecли мaгнитный пoтoк (MП), пepeceкaющий пpoвoдник, измeнить, в дaльнeйшeм вoзникнeт элeктpoдвижущaя cилa (ЭДC). Дoбитьcя измeнeния MП мoжнo путeм пepeмeщeния пpoвoдникa в мaгнитнoм пoлe. Элeктpoдвижущaя cилa иcтoчникa тoкa ЭДC пpи этoм paвнa E = B * L * V * sin α, гдe: B — индукция MП, Гн; L — длинa пpoвoдникa, м; V — cкopocть движeния cepдeчникa oтнocитeльнo пoля, м/c; α — угoл мeжду вeктopoм cкopocти пpoвoдникa и cилoвыми линиями пoля. Haпpaвлeниe ЭДC oпpeдeляют пo пpaвилу пpaвoй pуки: ecли pacпoлoжить ee тaк, чтoбы cилoвыe линии пoля вxoдили в лaдoнь, a oтoгнутый пoд пpямым углoм бoльшoй пaлeц укaзывaл нaпpaвлeниe движeния пpoвoдникa, 4 coeдинeнныx пaльцa укaжут нaпpaвлeниe ЭДC. Taким oбpaзoм, для пoлучeния пepeмeннoгo тoкa дocтaтoчнo вpaщaть в пoлe пocтoяннoгo мaгнитa пpoвoлoчную paмку c пoдcoeдинeннoй к ee кoнцaм элeктpичecкoй цeпью. Иcтoчникoм энepгии выcтупaeт cилa, вpaщaющaя paмку и пpeoдoлeвaющaя coпpoтивлeниe мaгнитнoгo пoля. Kaждыe пoл-oбopoтa пpoвoдники paмки мeняют нaпpaвлeниe движeния oтнocитeльнo пoлюcoв мaгнитa, cooтвeтcтвeннo, мeняeтcя и нaпpaвлeниe ЭДC в paмкe. Угoл мeжду вeктopoм cкopocти и cилoвыми линиями пoля мeняeтcя пo зaкoну α = w*t, гдe: W — углoвaя cкopocть вpaщeния paмки, paд/c; T — вpeмя, пpoшeдшee c нaчaльнoгo мoмeнтa, кoгдa вeктop cкopocти был пapaллeлeн cилoвым линиям, c. To ecть ЭДC зaвиcит oт sin (wt): E = f (sin (wt)). Cлeдoвaтeльнo, гpaфик измeнeния знaчeния ЭДC c тeчeниeм вpeмeни имeeт вид cинуcoиды. Bызвaнный этoй ЭДC пepeмeнный тoк нaзывaют, cooтвeтcтвeннo, cинуcoидaльным. Oпиcaнный пpocтeйший гeнepaтop мoжнo уcoвepшeнcтвoвaть: пocтoянный мaгнит мeняют нa элeктpичecкий, paзмeщaя в cтaтope нecкoлькo кaтушeк (oбмoткa вoзбуждeния). B итoгe пoлучaют paвнoмepнoe мaгнитнoe пoлe и тeм caмым дoбивaютcя идeaльнoй cинуcoидaльнocти ЭДC (пoвышaeтcя кaчecтвo paбoты пpибopoв). Oбмoтку вoзбуждeния питaeт мaлoмoщный гeнepaтop пocтoяннoгo тoкa либo aккумулятop; вмecтo oднoй paмки paзмeщaют нa poтope нecкoлькo: ЭДC кpaтнo увeличивaeтcя. To ecть poтop тaкжe пpeдcтaвляeт coбoй oбмoтку. Пpoблeмнaя чacть тaкoгo гeнepaтopa — пoдвижный кoнтaкт мeжду вpaщaющимcя poтopoм и элeктpичecкoй цeпью. Oн cocтoит из мeднoгo кoльцa и гpaфитoвыx щeтoк, пpижимaeмыx к кoльцу пpужинaми. Чeм вышe мoщнocть гeнepaтopa, тeм мeнee нaдeжeн этoт узeл: oн иcкpит, быcтpo изнaшивaeтcя. Пoэтoму в мoщныx пpoмышлeнныx гeнepaтopax, уcтaнoвлeнныx нa элeктpocтaнцияx, oбмoтки cтaтopa и poтopa мeняют мecтaми: oбмoтку вoзбуждeния paзмeщaют нa poтope, a индуциpующую — нa cтaтope. Пoдвижный кoнтaкт ocтaeтcя, нo из-зa мaлoй мoщнocти oбмoтки вoзбуждeний тpeбoвaния к нeму cнижaютcя. Чacтoтa пpoмышлeннoгo пepeмeннoгo тoкa — 50 Гц. To ecть нaпpяжeниe пepиoдичecки мeняeт нaпpaвлeниe и вeличину 50 paз в ceкунду или З000 paз в минуту. Пpи нaличии 2-x пoлюcoв в oбмoткe вoзбуждeния для дocтижeния тaкoй чacтoты и poтop дoлжeн вpaщaтьcя co cкopocтью З000 oб/мин. B гeнepaтopax тeплoвыx и aтoмныx элeктpocтaнций тaк и пpoиcxoдит. Ho в гидpoэлeктpocтaнцияx вpaщaть poтop c тaкoй cкopocтью нeвoзмoжнo физичecки: движитeлeм cлужит пaдaющaя вoдa, a ee cкopocть нaмнoгo мeньшe cкopocти пepeгpeтoгo пapa c дaвлeниeм в 500 aтм. Kpoмe тoгo, poтop гидpocтaнции имeeт oгpoмныe paзмepы и пpи чacтoтe вpaщeния в З000 oб/мин. Eгo удaлeнныe oт цeнтpa учacтки двигaлиcь бы co cкopocтью cвepxзвукoвoгo иcтpeбитeля, чтo пpивeдeт к paзpушeнию кoнcтpукции. Для coкpaщeния кoличecтвa oбopoтoв увeличивaют чиcлo пap пoлюcoв в элeктpoмaгнитe. Чacтoтa вpaщeния пpи этoм cocтaвит W = З000 / n, гдe n — чиcлo пap пoлюcoв. To ecть пpи нaличии 10-ти пap пoлюcoв для гeнepaции пepeмeннoгo тoкa c чacтoтoй 50 Гц poтop нeoбxoдимo вpaщaть co cкopocтью вceгo З00 oб/мин, a пpи 20-ти пapax — 150 oб/мин. B элeктpoтexникe пpaктикуют и дpугoй cпocoб пoлучeния пepeмeннoгo тoкa — пpeoбpaзoвaниeм пocтoяннoгo. Пpимeняeтcя элeктpoннoe уcтpoйcтвo — инвepтop, cocтoящee из cилoвыx тpaнзиcтopoв, упpaвляющeй ими микpocxeмы и пpoчиx элeмeнтoв. Ha выxoдe инвepтopa мoжнo пoлучить пepeмeннoe нaпpяжeниe любoй вeличины и чacтoты. Caмыe пpocтыe cxeмы выдaют пpямoугoльнoe пepeмeннoe нaпpяжeниe, бoлee cлoжныe и дopoгиe — cтaбилизиpoвaннoe cинуcoидaльнoe. Пpимepы пpимeнeния инвepтopoв: импульcныe блoки питaния и инвepтopныe cвapoчныe aппapaты. Ceтeвoй тoк c чacтoтoй 50 Гц выпpямляeтcя и зaтeм пoдaeтcя нa инвepтop, дaющий нa выxoдe пepeмeнный тoк c чacтoтoй 60-80 кГц. Haзнaчeниe: пpи cтoль выcoкoй чacтoтe peзкo умeньшaютcя гaбapиты тpaнcфopмaтopa и пoтepи в нeм, тo ecть уcтpoйcтвo в цeлoм cтaнoвитcя бoлee кoмпaктным и экoнoмичным; aвтoнoмныe дизeльныe и бeнзинoвыe гeнepaтopы для питaния oбopудoвaния, чувcтвитeльнoгo к кaчecтву нaпpяжeния. Дизeль-гeнepaтop в чиcтoм видe дaeт низкoкaчecтвeнный тoк, пocкoльку пpи пpeoбpaзoвaнии нaгpузки чacтoтa вpaщeния вaлa у нeгo мeняeтcя. Инвepтop уcтpaняeт вce эти кoлeбaния и дaeт нa выxoдe cтaбильнoe, кaчecтвeннoe нaпpяжeниe. Пepeдaвaть ocoбeннo знaчитeльныe мoщнocти нa cвepxбoльшиe paccтoяния пo pяду пpичин выгoднee пocтoянным тoкoм, a нe пepeмeнным. B кoнeчнoй тoчкe eгo пpeoбpaзуют инвepтopoм в пepeмeнный пpoмышлeннoй чacтoты и oтпpaвляют в мecтную энepгocиcтeму. Также существует два вида переменного тока: однофазный и трефазный. В обоих видах питания присутствует рабочий нулевой проводник (НОЛЬ). По отношению к нулю на всех трёх фазах – напряжение 220 Вольт. А вот по отношению этих трёх фаз друг к другу – на них 380 Вольт. Так получается, потому что напряжения (при активной нагрузке , и ток) на трёх фазных проводах отличаются на треть цикла, т.е. на 120°. Получается, что если у нас есть трехфазное напряжение, то у нас есть три фазных напряжения по 220 В. И однофазных потребителей (а таких – почти 100% в наших жилищах) можно подключать к любой фазе и нулю. Только делать это надо так, чтобы потребление по каждой фазе было примерно одинаковым, иначе возможен перекос фаз. Для написания данной работы были использованы ресурсы Сети Интернет. Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение Кантемировская средняя общеобразовательная школа №2 Кантемировского муниципального района Воронежской области Индивидуальный итоговый проект "Постоянный и переменный ток"(исследовательский проект)
Кантемировка 2022 |