Какой электрический: Что такое электрический ток: основные понятия и характеристики

автор alexxlab

Содержание

Вопросы § 42

1.Какой электрический ток называется переменным? С помощью какого простого опыта его можно получить?

Переменным называется ток периодический меняющийся со временем по модулю и направле­нию.

Переменный ток можно получить используя ин­дукционную катушку, гальванометр и магнит. Пе­риодически двигая магнит внутри катушки вверх и вниз можно заметить, стрелка гальванометра от­клоняется то в одну, то в другую сторону.

2. Где используют переменный электрический ток?

Переменный электрический ток используют в быту и промышленности.

3. Расскажите об устройстве и принципе действия промышленного генератора.

Работа генераторов переменного тока основа­на на явлении электромагнитной индукции.

4. Чем приводится во вращение ротор генератора на тепловой электростанции; на гидроэлектростанции?

Паровой и водяной турбиной.

5. Почему в гидрогенераторах используют многополюсные роторы?

Для создания тока стандартной частоты, т.к. скорость вращения водяных турбин невысока.

6. По какому физическому закону можно определить потери электроэнергии в ЛЭП и за счёт чего их можно уменьшить?

По закону Джоуля-Ленца: Q = I2Rt, где Q — энергия затрачиваемая на нагревание проводов, I — действующее значение силы переменного тока в цепи, R — сопротивление проводов, t — время.

Из закона Джоуля-Ленца следует, что для этого следует уменьшать сопротивление цепи R и силу тока

7. Для чего при уменьшении силы тока во столько же раз повышают его напряжение перед подачей в ЛЭП?

Для того, чтобы не снижать мощность тока Р = UI. Передача тока небольшой мощности на большие расстояния экономически невыгодна (надо строить дорогие линии электропередач, станции и подстанции, а в результате не все потребители смогут пользоваться электричеством).

8. Расскажите об устройстве, принципе действия и применении трансформатора.

 

Что такое электрический ток: основные понятия и характеристики

Электрический ток – это движение заряженных частиц в определенном направлении. Происходит подобное явление под влиянием поля. Частицами являются электроны, которые двигаются по проводнику и ионы, передвигающиеся в электролитной среде. Ионы бывают анионами и катионами. Проявляется ток в следующем:

  • нагрев проводника по которому он протекает, кроме сверхпроводников;
  • меняется химический состав, например, такое явление как электролиз;
  • появление магнитного поля. Ток считается направленным движением заряда с токопроводящей среде.

В статье будет рассказано все о таком  явлении, как ток. Подробнее будет рассказано об этом в двух видеороликах.

Электрический ток в проводах

Классификация

Если заряженные частицы движутся внутри макроскопических тел относительно той или иной среды, то такой ток называют электрический ток проводимости. Если движутся макроскопические заряженные тела (например, заряженные капли дождя), то этот ток называют конвекционный ток. Различают переменный (англ. alternating current, AC), постоянный (англ. direct current, DC) и пульсирующий электрические токи, а также их всевозможные комбинации. В таких понятиях часто слово «электрический» опускают. Постоянный ток — ток, направление и величина которого слабо меняются во времени.

Переменный ток — ток, величина и направление которого меняются во времени. В широком смысле под переменным током понимают любой ток, не являющийся постоянным. Среди переменных токов основным является ток, величина которого изменяется по синусоидальному закону.

Ток течет по проводам высоковольтных линий электропередач, ток вращает стартер и заряжает аккумулятор в нашем автомобиле, молния во время грозы — это тоже электрический ток.

Электрические разряды

В этом случае потенциал каждого конца проводника изменяется по отношению к потенциалу другого конца проводника попеременно с положительного на отрицательный и наоборот, проходя при этом через все промежуточные потенциалы (включая и нулевой потенциал).

В результате возникает ток, непрерывно изменяющий направление: при движении в одном направлении он возрастает, достигая максимума, именуемого амплитудным значением, затем спадает, на какой-то момент становится равным нулю, потом вновь возрастает, но уже в другом направлении и также достигает максимального значения, спадает, чтобы затем вновь пройти через ноль, после чего цикл всех изменений возобновляется.

Таблица электрический ток и его единицы измерения.

Квазистационарный ток

Это «относительно медленно изменяющийся переменный ток, для мгновенных значений которого с достаточной точностью выполняются законы постоянных токов» (БСЭ). Этими законами являются закон Ома, правила Кирхгофа и другие. Квазистационарный ток, так же как и постоянный ток, имеет одинаковую силу тока во всех сечениях неразветвлённой цепи. При расчёте цепей квазистационарного тока из-за возникающей э. д. с. индукции ёмкости и индуктивности учитываются как сосредоточенные параметры. Квазистационарными являются обычные промышленные токи, кроме токов в линиях дальних передач, в которых условие квазистационарности вдоль линии не выполняется.

Переменный ток высокой частоты — ток, в котором условие квазистационарности уже не выполняется, ток проходит по поверхности проводника, обтекая его со всех сторон. Этот эффект называется скин-эффектом.

Пульсирующий ток

Ток, у которого изменяется только величина, а направление остаётся постоянным.

Вихревые токи (токи Фуко)

Замкнутые электрические токи в массивном проводнике, которые возникают при изменении пронизывающего его магнитного потока», поэтому вихревые токи являются индукционными токами. Чем быстрее изменяется магнитный поток, тем сильнее вихревые токи. Вихревые токи не текут по определённым путям в проводах, а замыкаясь в проводнике образуют вихреобразные контуры.

Вихревой ток

Существование вихревых токов приводит к скин-эффекту, то есть к тому, что переменный электрический ток и магнитный поток распространяются в основном в поверхностном слое проводника. Нагрев вихревыми токами проводников приводит к потерям энергии, особенно в сердечниках катушек переменного тока.

Для уменьшения потерь энергии на вихревые токи применяют деление магнитопроводов переменного тока на отдельные пластины, изолированные друг от друга и расположенные перпендикулярно направлению вихревых токов, что ограничивает возможные контуры их путей и сильно уменьшает величину этих токов.

П

ри очень высоких частотах вместо ферромагнетиков для магнитопроводов применяют магнитодиэлектрики, в которых из-за очень большого сопротивления вихревые токи практически не возникают.

Характеристики

Исторически принято, что направление тока совпадает с направлением движения положительных зарядов в проводнике. При этом, если единственными носителями тока являются отрицательно заряженные частицы (например, электроны в металле), то направление тока противоположно направлению движения заряженных частиц. Скорость направленного движения частиц в проводниках зависит от материала проводника, массы и заряда частиц, окружающей температуры, приложенной разности потенциалов и составляет величину, намного меньшую скорости света.

Интересно почитать! Что такое варистор и где его применяют.

За 1 секунду электроны в проводнике перемещаются за счет упорядоченного движения меньше чем на 0,1 мм. Несмотря на это, скорость распространения собственно электрического тока равна скорости света (скорости распространения фронта электромагнитной волны). То есть то место, где электроны изменяют скорость своего движения после изменения напряжения, перемещается со скоростью распространения электромагнитных колебаний.

Разряд молнии – пример природного электричества

Основные типы проводников

В отличие от диэлектриков в проводниках имеются свободные носители нескомпенсированных зарядов, которые под действием силы, как правило разности электрических потенциалов, приходят в движение и создают электрический ток. Вольтамперная характеристика (зависимость силы тока от напряжения) является важнейшей характеристикой проводника. Для металлических проводников и электролитов она имеет простейший вид: сила тока прямо пропорциональна напряжению (закон Ома).

Таблица электрический ток в различных средах.

  • Металлы — здесь носителями тока являются электроны проводимости, которые принято рассматривать как электронный газ, отчётливо проявляющий квантовые свойства вырожденного газа.
  • Плазма — ионизированный газ. Электрический заряд переносится ионами (положительными и отрицательными) и свободными электронами, которые образуются под действием излучения (ультрафиолетового, рентгеновского и других) и (или) нагревания.
  • Электролиты — «жидкие или твёрдые вещества и системы, в которых присутствуют в сколько-нибудь заметной концентрации ионы, обусловливающие прохождение электрического тока». Ионы образуются в процессе электролитической диссоциации. При нагревании сопротивление электролитов падает из-за увеличения числа молекул, разложившихся на ионы. В результате прохождения тока через электролит ионы подходят к электродам и нейтрализуются, оседая на них. Законы электролиза Фарадея определяют массу вещества, выделившегося на электродах.

Существует также электрический ток электронов в вакууме, который используется в электронно-лучевых приборах.

Передача тока по проводам

Что такое ток, напряжение и сопротивление

Электрический ток ( I ) – это упорядоченное движение заряженных частиц. Первая мысль, которая приходит в голову из школьного курса физики – движение электронов. Безусловно. Однако электрический заряд могут переносить не только они, а, например, еще ионы, определяющие возникновение электрического тока в жидкостях и газах. Хочу предостеречь также от сравнения тока с протеканием воды по шлангу. (Хотя при рассмотрении Закона Кирхгофа такая аналогия будет уместна). Если каждая конкретная частица воды проделывает путь от начала до конца, то носитель электрического тока так не поступает.

Материал по теме: Что такое реле контроля.

Если уж нужна наглядность, то я бы привел пример переполненного автобуса, когда на остановке некто, втискиваясь в заднюю дверь, становится причиной выпадения из передней менее удачливого пассажира. Условиями возникновения и существования электрического тока являются:

  • Наличие свободных носителей заряда
  • Наличие электрического поля, создающего и поддерживающего ток.

Будем считать, что теперь про электрический ток Вы знаете все. Это, конечно, шутка. Тем более что еще ничего не сказано про электрическое поле, которое у многих ассоциируется с напряжением, что не верно. Электрическое поле – это вид материи, существующей вокруг электрически заряженных тел и оказывающее на них силовое воздействие. Опять же, обращаясь к знакомому со школы “одноименные заряды отталкиваются, а разноименные притягиваются” можно представить электрическое поле как нечто это воздействие передающее.

Это поле, равно как любое другое непосредственно ощутить нельзя, но существует его количественная характеристика – напряженность электрического поля.

Существует множество формул, описывающих взаимосвязь электрического поля с другими электрическими величинами и параметрами. Я ограничусь одной, сведенной к примитиву: E=Δφ. Здесь:

  • E – напряженность электрического поля. Вообще это величина векторная, но я упростил все до скаляра.
  • Δφ=φ1-φ2 – разность потенциалов (рисунок 1).

Поскольку условием существования тока является наличие электрического поля, то его (поле) надо каким либо образом создать. Хорошо знакомые опыты электризации расчески, натирания тканью эбонитовой палочки, верчения ручки электростатической машины по вполне очевидным причинам на практике неприемлимы.

Электролиз в домашних условиях

Поэтому были изобретены устройства, способные обеспечивать разность потенциалов за счет сил неэлектростатического происхождения (одно из них – хорошо всем известная батарейка), получившие название источник электродвижущей силы (ЭДС), которая обозначается так: ε. Физический смысл ЭДС определяется работой, которую совершают сторонние силы, перемещая единичный заряд, но для того, чтобы получить первоначальное понятие что такое электрический ток, напряжение и сопротивление нам не нужно подробное рассмотрение этих процессов в интегральной и иных не менее сложных формах.

Напряжение ( U )

Наотрез отказываюсь продолжать заморачивать Вам голову сугубо теоретическими выкладками и даю определение напряжения как разности потенциалов на участке цепи: U=Δφ=φ1-φ2, а для замкнутой цепи будем считать напряжение равным ЭДС источника тока: U=ε. Это не совсем корректно, но на практике вполне достаточно. Сопротивление ( R ) – название говорит само за себя – физическая величина, характеризующая противодействие проводника электрическому току. Формула, определяющая зависимость напряжения, тока и сопротивления называется закон Ома. Этот закон рассматривается на отдельной странице этого раздела.

Кроме того, сопротивление зависит от ряда факторов, например, материала проводника. Данные эти справочные, приводятся в виде значения удельного сопротивления ρ, определяемого как сопротивление 1 метра проводника/сечение. Чем меньше удельное сопротивление, тем меньше потери тока в проводнике.

Источники электрической энергии

Соответственно сопротивление проводника длиной L и площадью сечения S, будет составлять R=ρ*L/S. Непосредственно из приведенной формулы видно, что сопротивление проводника также зависит от его длины и сечения. Температура тоже оказывает влияние на сопротивление. Несколько слов про единицы измерения тока, напряжения, сопротивления. Основные единицы измерения этих величин следующие:

  • Ток – Ампер (А)
  • Напряжение – Вольт (В)
  • Сопротивление – Ом (Ом).

Это единицы измерения интернациональной системы (СИ) не всегда удобны. На практике применяются из производные (милиампер, килоом и пр.). При расчетах следует учитывать размерность всех величин, содержащихся в формуле. Так, если Вы, в законе Ома умножите ампер на килоом, то напряжение получите совсем не вольтах.

Интересно по теме: Как проверить стабилитрон.

Терминология

Когда мы произносим словосочетание «электрический ток», то обычно имеем ввиду самые разные проявления электричества. Ток течет по проводам высоковольтных линий электропередач, ток вращает стартер и заряжает аккумулятор в нашем автомобиле, молния во время грозы — это тоже электрический ток. Электролиз, электросварка, искры статического электричества на расческе, по спирали лампы накаливания течет ток, и даже в крохотном карманном фонарике через светодиод течет крохотный ток. Что и говорить о нашем сердце, которое также генерирует небольшой электрический ток, особенно это заметно во время прохождения процедуры ЭКГ.

Переменное магнитное поле

В физике электрическим током принято называть упорядоченное движение заряженных частиц и в принципе любых носителей электрического заряда. Движущийся вокруг атомного ядра электрон — это тоже ток. И заряженная эбонитовая палочка, если держать ее в руке и двигать из стороны в сторону — также станет источником тока: не равный нулю заряд есть и он движется.

Физические аналогии между течением воды в системе водоснабжения и электрическим током: Электропроводка и трубопровод. Ток течет по проводам бытовых электроприборов питающихся от розетки — электроны перемещаются туда-сюда 50 раз за секунду — это называется переменным током. Высокочастотные сигналы внутри электронных приборов — это тоже электрический ток, поскольку электроны и дырки (носители положительного заряда) перемещаются внутри схемы. Любой электрический ток порождает своим существованием магнитное поле. Вокруг проводника с током оно обязательно присутствует. Не существует магнитного поля без тока и тока без магнитного поля.

Даже если магнитного поля вокруг тока не наблюдается, это лишь значит что магнитные поля двух токов в момент наблюдения взаимно скомпенсированы, как в двужильном проводе любого электрического чайника — переменные токи в каждый момент направлены в противоположные стороны и текут параллельно друг другу — их магнитные поля друг друга нейтрализуют. Это называется принципом наложения (суперпозиции) магнитных полей.

Практически для существования электрического тока необходимо наличие электрического поля, потенциального или вихревого. Исключительно редко заряды перемещаются чисто механическим образом (как например в генераторе Ван Де Граафа — наэлектризованной резиновой лентой). В электрическом поле заряженная частица испытывает действие электрической силы, которая у источников тока называется ЭДС — электродвижущая сила. ЭДС измеряется в вольтах как и напряжение между двумя точками электрической цепи. Чем больше напряжение приложенное к потребителю — тем больший электрический ток это напряжение способно вызвать.

Магнитное поле от электрического разряда

Переменное напряжение порождает в проводнике, к которому оно приложено, переменный ток, поскольку электрическое поле, приложенное к носителям заряда, будет в этом случае также переменным. Постоянное напряжение — условие существования в проводнике тока постоянного. Высокочастотное напряжение (изменяющее свое направление сотни тысяч раз за секунду) также способствует переменному току в проводниках, но чем выше частота — тем меньше носителей заряда участвуют в создании тока в толще проводника, поскольку электрическое поле действующее на заряженные частицы вытесняется ближе к поверхности, и получается что ток течет не в проводнике, а по его поверхности. Это называется скин-эффект.

Электрический ток может существовать в вакууме, в проводниках, в электролитах, в полупроводниках и даже в диэлектриках (ток смещения). Правда в диэлектриках постоянного тока быть не может, поскольку в них заряды не имеют возможности к свободному перемещению, а способны лишь смещаться в пределах внутримолекулярного расстояния от своего первоначального положения под действием приложенного электрического поля.

Настоящий электрический ток всегда предполагает возможность свободного перемещения электрических зарядов под действием электрического поля. Смотрите – условия существования электрического тока. В металлических проводниках электрический ток представляет собой движение «свободных» электронов, причем электроны движутся в направлении, противоположном условному направлению тока (т. к. за направление тока условно принято направления движения зарядов).

Электрический ток  в газах представляет собой движение положительных ионов в одном направлении, а электронов (и отрицательных ионов) в другом направлении. Наконец, электрический ток в электролитах представляет собой движение существующих в жидкости положительных и отрицательных ионов в противоположных направлениях. Сила электрического тока — количество электричества, прошедшее через все поперечное сечение тока за 1 сек., зависит, с одной стороны, от количества движущихся зарядов, а с другой — от средней скорости их регулярного движения. В металлических проводниках количество движущихся зарядов (свободных электронов) чрезвычайно велико (порядка 1023 в 1 см3), но зато средняя скорость регулярного движения очень мала (при самых сильных токах, которые может выдержать проводник, эта средняя скорость имеет величину порядка сантиметра в секунду). Обычно несколько меньше количество движущихся зарядов в жидкостях и соответственно их средние скорости несколько больше.

В газах же вследствие их гораздо меньшей плотности и вследствие того, что только небольшая доля всех молекул газа оказывается ионизированной, количество движущихся зарядов гораздо меньше, но зато средние скорости движения электронов и ионов гораздо больше, чем в металлических проводниках, и достигают сотен и даже тысяч километров в секунду. Понятие “электрический ток” ввел итальянский физик Алессандро Вольта. Электрический ток, или по его версии “электрический флюид” протекал в замкнутой цепи, соединяющей металлическим проводником крайние кружки вольтова столба.

“Вотльтов столб” (1800 г.) был первый источник электричества неэлектростатического типа (источник постоянного электрического тока), который состоял из чередующихся между собой медных и цинковых кружков, разделенных суконными прокладками, смоченными подкисленной водой или кислотой. Существование неизменного высокого потенциала на вольтовом столбе было явлением для того времени совершенно новым. Это был первый химический источник электричества, потенциал которого был постоянен во времени и не требовал каких-либо приемов электризации для его возобновления.

Вольтов столб, составленный из большого количества кружков, имел на концах достаточно высокий потенциал, который можно было обнаружить не только измерительными приборами (в частности электроскопом), но и прикоснувшись к крайним кружкам руками. При этом ощущался сильный электрический удар, как от лейденской банки.  Открытие Вольты очень быстро распространилось в физике, стало предметом дальнейших исследований. В 1800 г. ученые-физики с помощью вольтова столба обнаружили электрохимическое действие тока, и в частности разложение под действием тока воды на кислород и водород. Опыты с гальваническими элементами позволили обнаружить, кроме химических, и другие новые свойства тока, в том числе его тепловое и магнитное действие.

Важное по теме. Как проверить конденсатор.

Французский физик А. М. Ампер посвятил ряд своих работ изучению связи электрического тока и магнетизма. Он обнаружил, что два проводника с током испытывают взаимное воздействие — притяжение или отталкивание в зависимости от направления в них токов. Своими работами он заложил основы электродинамики. Он предложил термин “электрический ток” и ввел понятие о его направлении, совпадающем с движением положительного электричества. В честь А. М. Ампера названа единица измерения электрического тока.  Ампер является одной из семи основных единиц системы СИ.

Электрический ток обладает рядом свойств, которые могут быть эффективно использованы во многих практических случаях. К таким свойствам относятся трансформация простыми техническими средствами энергии электрического тока в энергию других видов (тепловую, световую, механическую, химическую) и возможность передачи ее на большие расстояния, быстрота распространения.

Заключение

Рейтинг автора

Автор статьи

Инженер по специальности «Программное обеспечение вычислительной техники и автоматизированных систем», МИФИ, 2005–2010 гг.

Написано статей

Более подробно о том, что такое ток, рассказано в статье Что такое электрический ток. Если у вас остались вопросы, можно задать их в комментариях на сайте. Если у вас остались вопросы, можно задать их в комментариях на сайте. А также в нашей группе ВК можно задавать вопросы и получать на них подробные ответы от профессионалов. Для этого приглашаем читателей подписаться и вступить в группу.

В завершение статьи хотелось бы выразить благодарность источникам информации для подготовки материала:

www.electricalschool.info

www.electrik.info

www.elektal.com.ua

www.allatra-science.org

www.eltechbook.ru

www.meanders.ru

Предыдущая

ТеорияЗаконы Кирхгофа простыми словами: определение для электрической цепи

Следующая

ТеорияКак работает выпрямитель напряжения

чем отличаются и что это такое, обозначение на схемах

В современном мире каждый человек с детства сталкивается с электричеством. Первые упоминания об этом природном явлении относятся к временам философов Аристотеля и Фалеса, которые были заинтригованы удивительными и загадочными свойствами электрического тока. Но лишь в 17 веке великие ученые умы начали череду открытий, касающихся электрической энергии, продолжающихся по сей день.

Открытие электрического тока и создание Майклом Фарадеем в 1831 г. первого в мире генератора кардинально изменило жизнь человека. Мы привыкли, что нашу жизнь облегчают приборы, работающие с использованием электрической энергии, но до сих пор у большинства людей нет понимания этого важного явления. Для начала, чтобы понять основные принципы электричества, необходимо изучить два основных определения: электрический ток и напряжение.

Что такое электрический ток и напряжение

 

Электрический ток – это упорядоченное движение заряженных частиц (носителей электрического заряда). Носителями электрического тока являются электроны (в металлах и газах), катионы и анионы (в электролитах), дырки при электронно-дырочной проводимости. Данное явление проявляется созданием магнитного поля, изменением химического состава или нагреванием проводников. Основными характеристиками тока являются:

  • сила тока, определяемая по закону Ома и измеряемая в Амперах (А), в формулах обозначается буквой I;
  • мощность, согласно закону Джоуля-Ленца, измеряемая в ваттах (Вт), обозначается буквой P;
  • частота, измеряемая в герцах (Гц).

Электрический ток, как носитель энергии используют для получения механической энергии с помощью электродвигателей, для получения тепловой энергии в отопительных приборах, электросварке и нагревателях, возбуждения электромагнитных волн различной частоты, создания магнитного поля в электромагнитах и для получения световой энергии в осветительных приборах и различного рода лампах.

Напряжение – это работа, совершаемая электрическим полем для перемещения заряда в 1 кулон (Кл) из одной точки проводника в другую. Исходя из данного определения, все-таки сложно осознать, что же такое напряжение.

Чтобы заряженные частицы перемещались от одного полюса к другому, необходимо создать между этими полюсами разность потенциалов (именно она и именуется напряжением). Единицей измерения напряжения является вольт (В).

Для окончательного понимания определения электрического тока и напряжения, можно привести интересную аналогию: представьте, что электрический заряд — это вода, тогда давление воды в столбе – это и есть напряжение, а скорость потока воды в трубе – это сила электрического тока. Чем выше напряжение, тем больше сила электрического тока.

Что такое переменный ток

Если менять полярность потенциалов, то направление протекания электрического тока меняется. Именно такой ток и называется переменным. Количество изменений направления за определенный промежуток времени называется частотой и измеряется, как уже было сказано выше, в герцах (Гц). Например, в стандартной электрической сети в нашей стране частота равна 50 Гц, то есть направление движения тока за секунду меняется 50 раз.

Что такое постоянный ток

Когда упорядоченное движение заряженных частиц имеет всегда только одно направление, то такой ток именуется постоянным. Постоянный ток возникает в сети постоянного напряжения, когда полярность зарядов с одной и другой стороны постоянна во времени. Его очень часто используют в различных электронных устройствах и технике, когда не требуется передача энергии на большое расстояние.

Источники электрического тока

Источником электрического тока обычно называется прибор или устройство, с помощью которого в цепи можно создать электрический ток. Такие устройства могут создавать как переменный ток, так и постоянный. По способу создания электрического тока они подразделяются на механические, световые, тепловые и химические.

Механические источники электрического тока преобразуют механическую энергию в электрическую. Таким оборудованием являются различного рода генераторы, которые за счет вращения электромагнита вокруг катушки асинхронных двигателей вырабатывают переменный электрический ток.

Световые источники преобразуют энергию фотонов (энергию света) в электрическую энергию. В них используется свойство полупроводников при воздействии на них светового потока выдавать напряжение. К такому оборудованию можно отнести солнечные батареи.

Тепловые – преобразуют энергию тепла в электричество за счет разности температур двух пар контактирующих полупроводников – термопар. Величина тока в таких устройствах напрямую связана с разностью температур: чем больше разница – тем больше сила тока. Такие источники применяются, например, в геотермальных электростанциях.

Химический источник тока производит электричество в результате химических реакций. Например, к таким устройствам можно отнести различного рода гальванические батареи и аккумуляторы. Источники тока на основе гальванических элементов обычно применяются в автономных устройствах, автомобилях, технике и являются источниками постоянного тока.

Преобразование переменного тока в постоянный

Электрические устройства в мире используют постоянный и переменный ток. Поэтому возникает потребность в том, чтобы преобразовывать один ток в другой или наоборот.

Из переменного тока можно получить постоянный ток с помощью диодного моста или, как его еще называют, «выпрямителя». Основной частью выпрямителя является полупроводниковый диод, который проводит электрический ток только в одном направлении. После этого диода ток не изменяет своего направления, но появляются пульсации, которые устраняют при помощи конденсаторов и других фильтров.  Выпрямители бывают в механическом, электровакуумном или полупроводниковом исполнении.

В зависимости от качества изготовления такого устройства, пульсации тока на выходе будут иметь разное значение, как правило, чем дороже и качественнее сделан прибор – тем меньше пульсаций и чище ток. Примером таких устройств являются блоки питания различных приборов и зарядные устройства, выпрямители электросиловых установок в различных видах транспорта, сварочные аппараты постоянного тока и другие.

Для того, чтобы преобразовать постоянный ток в переменный используются инверторы. Такие приборы генерируют переменное напряжение с синусоидой. Существует несколько видов таких аппаратов: инверторы с электродвигателями, релейные и электронные. Все они отличаются друг от друга по качеству выдаваемого переменного тока, стоимости и размерам.  В качестве примера такого устройства можно привести блоки бесперебойного питания, инверторы в автомобилях или, например, в солнечных электростанциях.

Где используется и в чём преимущества переменного и постоянного тока

Для выполнения различных задач может потребоваться использование как переменного тока, так и постоянного. У каждого вида тока есть свои недостатки и достоинства.

Переменный ток чаще всего используется тогда, когда присутствует необходимость передачи тока на большие расстояния. Такой ток передавать целесообразнее с точки зрения возможных потерь и стоимости оборудования. Именно поэтому в большинстве электроприборов и механизмов используется только этот вид тока.

Жилые дома и предприятия, инфраструктурные и транспортные объекты находятся на расстоянии от электростанций, поэтому все электрические сети — переменного тока. Такие сети питают все бытовые приборы, аппаратуру на производствах, локомотивы поездов. Приборов, работающих на переменном токе невероятное количество и намного проще описать те устройства, в которых используется постоянный ток.

 

Постоянный ток используется в автономных системах, таких, например, как бортовые системы автомобилей, летательных аппаратов, морских судов или электропоездов. Он широко используется в питании микросхем различной электроники, в средствах связи и прочей технике, где требуется минимизировать количество помех и пульсаций или исключить их полностью. В ряде случае, такой ток используется в электросварочных работах с помощью инверторов. Существуют даже железнодорожные локомотивы, которые работают от систем постоянного тока. В медицине такой ток используется для введения лекарств в организм с помощью электрофореза, а в научных целях для разделения различных веществ (электрофорез белков и прочее).

Обозначения на электроприборах и схемах

Часто возникает потребность в том, чтобы определить на каком токе работает устройство. Ведь подключение устройства, работающего на постоянном токе в электрическую сеть переменного тока, неминуемо приведет к неприятным последствиям: повреждению прибора, возгоранию, электрическому удару. Для этого в мире существуют общепринятые условные обозначения для таких систем и даже цветовая маркировка проводов.

Условно, на электроприборах, работающих на постоянном токе указывается одна черта, две сплошных черты или сплошная черта вместе с пунктирной, расположенные друг под другом. Также такой ток маркируется обозначением латинскими буквами DC. Электрическая изоляция проводов в системах постоянного тока для положительного провода окрашена в красный цвет, отрицательного в синий или черный цвет.

На электрических аппаратах и машинах переменный ток обозначается английской аббревиатурой AC или волнистой линией. На схемах и в описании устройств его также обозначают двумя линиями: сплошной и волнистой, расположенных друг под другом. Проводники в большинстве случаев обозначаются следующим образом: фаза – коричневым или черным цветом, ноль – синим, а заземление желто-зеленым.

Почему переменный ток используется чаще

Выше мы уже говорили о том, почему переменный ток в настоящее время используется чаще, чем постоянный. И все же, давайте рассмотрим этот вопрос подробнее.

Споры о том, какой же ток в использовании лучше идет со времен открытий в области электричества. Существует даже такое понятие, как «война токов» — противоборство Томаса Эдисона и Николы Теслы за использование одного из видов тока. Борьба между последователями этих великих ученых просуществовала вплоть до 2007 года, когда город Нью-Йорк перевели на переменный ток с постоянного.

Самая главная причина, по которой переменный ток используется чаще – это возможность передавать его на большие расстояния с минимальными потерями. Чем больше расстояние между источником тока и конечным потребителем, тем больше сопротивление проводов и тепловые потери на их нагрев.

Для того, чтобы получить максимальную мощность необходимо увеличивать либо толщину проводов (и уменьшать тем самым сопротивление), либо увеличивать напряжение.

В системах переменного тока можно увеличивать напряжение при минимальной толщине проводов тем самым сокращая стоимость электрических линий. Для систем с постоянным током доступных и эффективных способов увеличивать напряжение не существует и поэтому для таких сетей необходимо либо увеличивать толщину проводников, либо строить большое количество мелких электростанций. Оба этих способа являются дорогостоящими и существенно увеличивают стоимость электроэнергии в сравнении с сетями переменного тока.

При помощи электротрансформаторов напряжение переменного тока эффективно (с КПД до 99%) можно изменять в любую сторону от минимальных до максимальных значений, что тоже является одним из важных преимуществ сетей переменного тока. Применение трехфазной системы переменного тока еще больше увеличивает эффективность, а механизмы, например, двигатели, которые работают в электросетях переменного тока намного меньше, дешевле и проще в обслуживании, чем двигатели постоянного тока.

Исходя из всего вышесказанного можно сделать вывод о том, что использование переменного тока выгодно в больших сетях и при передаче электрической энергии на большие расстояния, а для точной и эффективной работы электронных приборов и для автономных устройств целесообразно использовать постоянный ток.

Что такое электричество и как оно возникает ⋆ diodov.net

Электроника – это замечательная прикладная и теоретическая наука, которая с каждым днем набирает обороты, распространяется и внедряется во все отрасли. Изучение ее следует начинать с самых общих понятий и физических процессов. Знание которых, в дальнейшем упростит понимание принципов работы различных электронных приборов и устройств. И первое понятие, которое нам нужно усвоить – это, что такое электричество?

Открытие электричества

Впервые свойства электричества были обнаружены более 2,5 тысяч лет назад древним философом Фалесом Милетским, когда он протирал шерстью янтарь.

Внимательный философ заметил, что к уже натертому драгоценному камню притягиваются мелкие предметы. Хотя по логике, сформированной на уровне знаний того времени, все предметы должны были притягиваться к земле, т.е. падать на землю под действием сил притяжения. Однако натертый шерстью янтарь приобретал некоторое загадочное свойство, впоследствии названое зарядом, который создавал силу по величине превосходящую силу земного притяжения. И эта сила получила название «электричество». Так как слово «электрон» с греческого переводится «янтарь», то электричество дословно можно перевести янтаричество.

В те давние времена считалось, что только янтарь обладает неким загадочным свойством, способным после натирания шерстью притягивать легкие предметы, преодолевая силу земного притяжения. Однако сейчас подобный опыт довольно просто повторить, если вместо этого камня взять пластмассовую палочку и потереть ее об одежду, содержащую в своем составе шерсть. Затем, при поднесении натертой палочки к мелким кусочкам бумаги под действием электрических сил кусочки бумаги притянутся к палочке.

Из выше сказанного давайте выделим два важнейших момента:

  1. Только после натирания о шерсть пластмассовая палочка приобретает некие свойства.
  2. Приобретенные свойства порождают некую силу, под действие которой к палочке притягиваются кусочки бумаги.

Теперь мы четко знаем, на какие вопросы на нужно найти ответ, чтобы понять, что такое электричество.

Давайте рассмотрим физику происходящего процесса. И первым делом, чтобы анализировать, что происходит с веществом (в данном случае с пластмассой и шерстью) нам понадобятся знания о строении любого вещества. Заранее скажем, что в дальнейшем рассказе будем принимать обобщения и упрощения, однако они не исказят суть данной темы.

Строение атома

И так, начнем. Любое вещество, будь то дерево, камень, стекло или вода, состоит из более мелких элементов, которые называются молекулами. Например, капля воды состоит из множества отдельных молекул, имеющих знакомую нам химическую формулу H2O. Далее молекулу вещества можно разделить еще на более мелкие частицы – атомы.

Одно время считалось, что атом является наименьшей частичкой, существующей в природе и на более мелкие элементы разделить его уже невозможно. Поэтому слово «атом» переводится з древнегреческого «неделимый».

Сейчас известны всего лишь более ста различных атомов, однако они могут образовать миллионы разных молекул и соответственно столько же разных веществ. Например, молекулу воды H2O образуют два атома водорода H и один кислорода O.

Со временем, проделав множество кропотливых опытов, ученые пришли к выводу о существовании еще гораздо меньших частичек.

Планетарная модель атома

Центральный и наиболее тяжелым элементом атома считается ядро. Вокруг него на некотором расстоянии по разным орбитам перемещаются электроны. Ядро не является цельным элементом, его составляют протоны и нейтроны.

Электроны обладает отрицательным зарядом, а протоны – положительным. Нейтрон не проявляет свойств ни тех, ни других зарядов, т.е. он нейтрален, отсюда и получил свое название.

Для упрощения некоторых процессов применяется планетарная модель атома. По аналогии с Солнцем, вокруг которого по орбитам движутся планеты, в атоме вокруг ядра движутся электроны. Но электрон – это не какая-то плотная частичка, а размазанный в пространстве сгусток энергии, наподобие расплюснутой шаровой молнии.

Масса протона приблизительно в 2000 раз превышает массу электрона. Но суммарный положительный электрический заряд всех протонов равен суммарному отрицательному заряду всех электронов. Поэтому при нормальных условиях (по умолчанию) атом электрически нейтрален и за его пределами не ощущаются никакие силы. Положительные и отрицательные заряды как бы нейтрализуют друг друга.

В периодической системе химических элементов, известной нам, как таблица Менделеева, все атомы расположены в строгой последовательности: от наиболее легкого до наиболее тяжелого – по величине относительной атомной массе, основную долю которой составляют протоны. Нейтроны также имею массу, но о них мы говорить не будем, поскольку они не обладают выраженным электрическим зарядом.

Наиболее легким химическим элементом является водород, поэтому он первый размещен в таблице Менделеева. Атом водород имеет один протон и один электрон. Другие химические элементы содержат несколько протонов в ядре. А вокруг ядра по нескольким орбитам перемещаются электроны. Чем ближе электрон находится к ядру, тем сильнее, с большей силой он притянут к протону. Электроны, расположенные на наиболее отдаленных орбитах, имеют самую слабую электрическую связь с протонами. И если атому придать некоторой энергии из вне, например нагреть его, то под действием избыточной энергии электрон может покинуть свою орбиту, и соответственно свой атом.

Однако он может не только покинуть совой атом, но и занять место на орбите другого атома. Именно те электроны, которые расположены на самых удаленных от ядра орбитах, в электронике имеют практическое применение, поскольку при наличии дополнительной энергии они легко покидают свои орбиты и становятся свободными. А свободный электрон при перемещении уже может выполнять некоторую полезную работу.

Положительный и отрицательный ионы

Как мы уже ранее заметили, по умолчанию атом электрически нейтрален: положительный и отрицательный заряды равны и компенсируют другу друга. Но как только хотя-бы один электрон покинет сове место в атоме, то суммарный положительный электрический заряд протонов преобладает отрицательный заряд всех оставшихся электронов, поэтому такой атом вцелом имеет свойства положительного заряда и называется положительный ион.

Если атом получил дополнительный электрон, то в нем будет преобладать отрицательный заряд. В этом случае атом называется отрицательный ион.

Следует заметить, что не только атом будет иметь положительный или отрицательный заряд, но и молекула, а соответственно и вещество, которое содержит данный атом.

Электризация

Процесс получения дополнительного электрона или, наоборот потеря электрона, называется электризация

. Если какое-либо тело имеет избыток или нехватку электронов, т.е. явно выраженный заряд какого либо знака, то говорят, что тело наэлектризовано.

Опытным путем установлено, что заряды одного знака отталкиваются, а разных знаков притягиваются. Подобный опыт можно повторить следующим очень известным образом: подвесить на нити два металлических шарика, которые изначально имеют нейтральный заряд. Далее придать одному шарику положительный заряд, а второму отрицательный. В результате шарики притянутся друг к другу. Если двум шарикам сообщить заряд одного знака, то они будут отталкиваться.

Теперь настало время вернуться к нашему опыту с натиранием шерстью пластмассовой палочки. При натирании пластмассы за счет сил трения, электронам, находящимся в атомах шерсти сообщается некоторая энергия, под действие которой они покидают свои атомы и занимают место на орбитах атомов пластмассы. В результате этого пластмассовая палочка приобретает отрицательный заряд за счет избытка электронов, поступивших из шерсти.

При натирании стеклянной палочки шелком, все происходит наоборот. Электроны поверхностного слоя стекла покидают палочку. В этом случае стеклянная палочка приобретает положительный заряд за счет перевеса суммарного заряда протонов.

Таким образом, изменение количества электронов в верхних слоях рассматриваемых материалов во время их трения, называют электризация трением.

Здесь следует заметить, что вследствие трения лишь очень мизерная часть атомов отдает свои электроны. Даже если сказать, что одна миллиардная часть атомов остается без электронов на внешней орбите, то это все еще будет слишком большим преувеличением, поэтому массы наэлектризованных тел остаются практически неизменными.

Также нужно заметить, что в результате электризации электроны ни откуда не возникают и никуда не деваются, а лишь переходят с атомов одного тела к атомам другого тела.

В нашем опыте мы использовали стекло, пластмассу, шерсть, шелк. По этим материалам очень плохо перемещаются электроны, поэтому они относятся к хорошим диэлектрикам – материалам, которые в отличие от проводников, имеют очень плохую проводимость.

В диэлектриках заряд остается на месте его возникновения и не может перейти по поверхности через все тело на другие, соприкасающиеся с ним предметы. Поэтому, когда мы натираем шерстью пластмассовую палочку, то образовавшиеся свободные заряды остаются на своих местах: электроны, покинув шерсть находят новые места на поверхности пластмассовой палочки.

Электризация металла

Если мы возьмем хорошо проводящий материал, например кусок металла, то при натирании его о диэлектрик, образовавшийся на поверхности металла заряд, мгновенно уйдет в землю через наше тело и другие предметы. Поскольку в отличии от рассматриваемых диэлектриков наше тело обладает относительно хорошей проводимостью и по нему сравнительно легко перемещаются заряды.

Опыт электризации трением не получится оценить и в том случае, когда мы возьмём два металлических предмета даже с хорошо изолированными рукоятками. При взаимном трении металл об металл, как и в предыдущих опытах возникнут свободные электроны. Однако вследствие наличия неизбежной шероховатости поверхностей не получится одновременно по всей поверхности отделить оба металлические предмета, и в последней точке соприкосновения двух поверхностей электроны перетекут через так называемый «мостик» пока их количество снова не станет таким же, как и до натирания.

Статическое электричество

И так, с первым пунктом мы разобрались и теперь знаем, что при натирании рассмотренных предметов, некоторые электроны получают избыточную энергию и покидают атомы одного тело, которое становится положительно заряженным и занимают места на орбитах атомов другого вещества, которое приобретает свойства отрицательного заряда. При этом заряды одного знака отталкиваются друг от друга, а разных знаков – притягиваются. Силы, порождаемые зарядами, называются

электрическими. А сам факт наличия электрических зарядов и их взаимодействие называют электричество.

В рассмотренных примерах получают так называемое статическое электричество.

Электрическая сила

Теперь рассмотрим второй пункт нашего опыта. Что же происходит с кусочком бумаги? Почему она притягивается к заряженной пластмассовой палочке?

Сущность физического процесса здесь заключается в следующем. При поднесении заряженного тела к незаряженному телу под действием электрических сил происходит перемещение электронов к одному из краев тела. И этот край тела ввиду избытка электронов становится отрицательно заряженным, а противоположный край соответственно положительно заряженным. Средняя часть тела будет нейтрально заряженной. Таким образом, заряды смещаются по краям данного тела.

Ближе к поднесенному заряженному телу будут стремиться заряды противоположного знака. Например, если палочка заряжена положительно, то к ней притянется бумага, той поверхностью, на которой скопились отрицательные заряды. И наоборот.

Такое воздействие заряженным телом на другие тела, находящиеся на расстоянии, называют индуцированным воздействием.

Перемещение зарядов в проводниках при воздействии на него заряженным телом, происходит под воздействием силы электрического поля, свойства которого мы рассмотрим отдельно.

Здесь же мы еще заметим, что сила, с которой притягиваются либо отталкиваются тела, определяется величиной заряда, расстоянием между телами и средой, в которой находятся заряженные тела. Эта зависимость была установлена известным ученым Кулоном, и получила название закон Кулона.

Подытожим выше сказанное. Что такое электричество? Электричество – это наличие и взаимодействие зарядов разного знака. В дальнейшем вы увидим, что заряды образуются не только путем электризации трением, но и другими способами, например под действием протекания химических реакций. Именно так появляются электричество в батарейке, которую правильно называть гальванический элемент.

Еще статьи по данной теме

Триммер электрический — какой лучше

Приветствую всех в очередной статье на моем сайте! Сегодня поговорим о том, какой электрический триммер лучше. Прежде всего он должен подходить именно для вас, под ваши нужды и потребности. Поэтому здесь я опишу, какими бывают электрические триммеры и посоветую конкретные модели. А вы уже сами выберите то, что будет лучше для вас.

Если вас заинтересует также вопрос выбора бензинового триммера, то я уже писал ранее статью на эту тему. Прочитать ее вы можете здесь.

Что ж, теперь, не отвлекаясь, поговорим об электротриммерах.

Классификация электрических триммеров

Для лучшего понимания, какие вообще электрические триммеры бывают, я приведу их классификацию.

1) По надежности и сроку службы их можно разделить на три больших класса. Я их называю премиум, бытовые и бюджетные.

Первые имеют большой срок службы, обладают высокой надежностью. Если вы купите аппарат из этого класса, то вероятность его поломки будет стремиться к нулю.

Естественно цены на триммеры премиум-класса значительно выше, чем на бытовые и бюджетные. Правда, и срок их службы всегда больше как минимум на столько же. Поэтому, если у вас позволяют средства приобрести такой агрегат, то его и покупайте и не разменивайтесь на дешевизну.

Больше 70 электрических триммеров по низким ценам

Если же тратить большую сумму вам неохота, а триммер приобрести все же хочется, то у вас остается вариант покупки бытовой либо бюджетной машины.

Бытовые аппараты достаточно хорошо сделаны, поэтому встретить среди них брак удается редко. Отличие от премиум-триммеров здесь заключается в меньшем сроке службы и необходимости соблюдать особый режим работы -15-20 минут работаем и 10 минут отдыхаем. В целом такие триммеры подойдут для ухода за площадью 5-7 соток.

Бюджетные аппараты помимо того, что имеют меньший срок службы, также еще и менее надежные. У них иногда ни с того ни с сего может сгореть двигатель, а также часто происходят такие «детские» неисправности, как сломанная кнопка пуска, отпайка провода, срыв резьбы и т.п.

Поэтому, покупая такой аппарат, будьте готовы  к необходимости обращения в сервисный центр — как никак гарантия на эту технику тоже предоставляется. Вообще же рекомендую в гарантийный период хорошенько поработать таким триммером, не забывая давать ему десятиминутный отдых через каждые 15-20 минут работы. Это позволит выявить брак, если он имеется и устранить его впоследствии бесплатно.

Если же брак при такой эксплуатации не выявится, то в дальнейшем электрокоса и не должна сломаться, по крайней мере по вине изготовителя.

Триммеры премиум-класса — это продукция, например, от компаний Stihl, Makita, Efco.

Хорошие бытовые агрегаты выпускают фирмы Ryobi, Bosch, Skil, Alpina, Black&Decker, Grinda, Gardena. Следующие производители хоть и уступают несколько предыдущим, но я все же их тоже отношу к качественным аппаратам бытового класса. Это Hyundai, Зубр, Elitech, Carver.

Бюджетный класс — это Калибр, Huter, Champion, Patriot, SunGarden и куча других брендов от китайских производителей.

2) По расположению двигателя триммеры бывают с нижним и верхним расположением. При нижнем движок находится у земли. При верхнем — в районе подмышки оператора.

Нижнее расположение двигателяВерхнее расположение двигателя

 

Сначала опишу агрегаты с нижним движком. Эти электротриммеры в основном предназначены для докашивания в труднодоступных местах после колесной газонокосилки. Хотя многие их используют в качестве основного аппарата для кошения.  Они имеют небольшую мощность (от 250 до 600 Вт), поэтому могут косить только нетолстую траву на небольших участках.

Из-за того, что двигатель здесь расположен внизу, нельзя допускать кошение таким триммером мокрой травы, так как влага может попасть через вентиляционные отверстия на электрические контакты, что приводит к замыканию, в результате которого движок сгорает.

Правда есть такие модели, где нет вентиляции. С одной стороны это хорошо, так как влага не попадет, но с другой — двигатель не сможет хорошо охлаждаться, поэтому придется часто делать перерывы в работе.

Модели с нижним двигателем могут иметь или не иметь следующие возможности:

— возможность изменения угла наклона двигателя по отношению к штанге. Благодаря этому удается максимально настроить такой аппарат под

рост каждого пользователя;

— телескопическая штанга — она также позволяет максимально приспособить триммер под разный рост благодаря возможности изменения общей длины аппарата;

— наличие опорных колес, которые можно катить по земле, благодаря чему получается скосить траву максимально ровно;

— возможность поворота корпуса двигателя, при котором катушка вращается перпендикулярно поверхности земли — это позволяет, если нужно, подравнивать край газона.

Ну и есть триммеры с нижним двигателем без всех этих опций, которые стоят дешевле и многих вполне устраивают.

Далее речь пойдет об аппаратах с верхним движком.

Благодаря верхнему расположению таким триммером уже можно косить и мокрую траву. Мощность у них варьируется от  600 до 1500 Вт, что позволяет им косить довольно толстую траву, а если есть в комплекте металлический нож — то и мелкий кустарник, и молодую поросль деревьев.

Такие триммеры могут иметь загнутую либо прямую штангу. Первые могут косить только леской, а вторые могут иметь в комплекте и нож.

При загнутой штанге передача вращения от двигателя к катушке осуществляется через гибкий металлический трос. А вот у триммеров с прямой штангой может быть как трос, так и жесткий металлический каленый вал. Естественно второй вариант лучше, так как при случайном зацепе ножа обо что-либо может произойти закручивание троса. При работе с леской тросу ничего не будет.

Также штанга может быть с разъемом. То есть триммер можно разделить на две примерно равные по длине части, что облегчает его перевозку и хранение. Многие пользователи считают, что лучше брать агрегаты без разъема, так как стык может являться слабым местом, которое легко сломать. Однако из своего опыта и опыта многих знакомых, у которых триммер с разъемом, могу сказать, что ничего с разъемом не случается и я не представляю даже ситуацию, при которой его можно сломать. Поэтому, если нужно часто перевозить триммер, а также, если вы хотите, чтобы он занимал меньше места при хранении, то могу смело посоветовать триммер с разъемом.

Многие интересуются, бывают ли электротриммеры с верхним двигателем с телескопической штангой. Отвечаю — нет. Связано это видимо с тем, что при такой конструкции будет трудно осуществить надежную передачу вращения от двигателя к катушке.

По поводу того, чем лучше косить — ножом или леской, у меня есть отдельная статья. Если кратко, то для скашивания не слишком толстой травы и вообще для поддержания участка в незаросшем состоянии подойдет леска. Если же вам нужно очистить участок от высокой густой травы, а также от кустарника и мелкой поросли деревьев, то пригодится нож.

3) По количеству усиков лески бывают электротриммеры с одним и двумя усиками. Предпочтительнее купить агрегат с двумя, так как производительность будет выше, да и леска будет тратиться медленнее.

4) По наличию теплового реле бывают аппараты с ним или без него. В основном все триммеры не имеют теплового реле, поэтому следует следить за тем, чтобы он у вас не перегрелся во время работы. Если же вы купите машину с тепловиком, то сможете не беспокоиться за перегрев, так как при нем аппарат сам отключится на остывание. Далеко не у всех фирм есть триммеры с таким устройством, да и цена из-за него сразу возрастает, поэтому большинство пользователей покупают триммеры без этой штуки.

5) По наличию ограничителя, не дающему леске или ножу ударить по вертикальным поверхностям (стенам, бордюрам) триммеры бывает с ним и без него. К примеру, у вас дом обшит сайдингом, и когда вы будете косить рядом со стеной дома, то можете случайно повредить сайдинг. Чтобы этого не произошло, есть указанный ограничитель, который сам упрется в стену, прежде чем ее коснется леска или нож.

Вот такая у меня получилась классификация, в которой я отразил все существенные моменты, на которые стоит обратить внимание при покупке. Также, выбирая триммер, узнайте, сколько он весит — это особенно актуально для женщин, так как им нужен аппарат полегче.

Также будет не лишним узнать, есть ли в комплекте ремень, с помощью которого можно подвешивать триммер на плечо. Это касается аппаратов с верхним расположением двигателя. Без этого ремня устают и руки, и спина.

Теперь посоветую конкретные модели электротриммеров из разных классов, которые на мой взгляд будут самыми оптимальными.

Начну с премиум-класса. Хорошими триммерами с нижним расположением двигателя здесь будут Stihl FSE 52  и Makita UR 3000. У первого аппарата хорошая мощность в 500 Вт, есть возможность изменять наклон корпуса двигателя, а также можно устанавливать катушку в перпендикулярное к поверхности земли положение, и отсутствуют вентиляционные отверстия, благодаря чему можно не беспокоясь работать по мокрой траве. Также его штанга телескопическая, поэтому его можно отрегулировать под рост любого пользователя. Ограничитель тоже имеется. То есть по сути все функции, которые могут быть на таком триммере, у него есть.

Второй чуть менее мощный — 450 Вт. Почти все функции, которые есть у предыдущей модели, у данного аппарата тоже имеются, за исключением регулировки угла наклона корпуса двигателя. Ну и здесь есть вентиляционные отверстия, поэтому работать им можно только по сухой траве, зато и охлаждается он лучше.

Наиболее оптимальными электротриммерами с верхним двигателем в данном классе будут, на мой взгляд, следующие модели.

Если рассматривать аппараты с загнутой штангой, то есть те, которые могут косить только леской, то здесь вне конкуренции будет Makita UR 3501. У него хорошая мощность в 1000 Вт и при этом относительно небольшая цена. Вес будет 4,3 кг, что не так уж и много, но если электрокоса покупается для женщины, то можно обратить внимание на Efco 8092. У этой модели при чуть меньшей мощности (900 Вт) вес будет всего 3,5 кг. Правда и ценник в полтора раза выше, чем на Макиту.

Если нужна коса с ножом, то самым лучшим вариантом будет модель Makita UR 2300. Это мощный аппарат (1000 Вт) за относительно небольшие деньги. У того же Stihl аналогичная модель стоит на несколько тысяч дороже.

В бытовом классе среди кос с нижним двигателем мне нравятся аппараты фирмы Ryobi. Здесь есть и простая модель за небольшие деньги RLT 3525S, так и модель со всеми опциями RLT 6030, которая стоит к тому же дешевле аналогов от других производителей.

Среди моделей с верхним двигателем и загнутой штангой в бытовом классе оптимальными будут две модели. Это Hyundai Z 700 с мощностью 700 Вт, и более мощный триммер Ryobi RLT 1038 на 1000 Вт. Ничем не уступая другим аналогичным моделям от других брендов, они стоят несколько дешевле, поэтому мой выбор падает на них.

Среди моделей этого класса с ножом я рекомендую киловаттную модель Alpina B 1.0 EJ.

В бюджетном сегменте рекомендую обратить внимание на модели бренда PATRIOT. Здесь есть и недорогие модели с нижним двигателем, и с верхним. Последние еще и оснащены тепловым реле, благодаря которому вы не сможете перегреть двигатель аппарата при работе.

Таково мое виденье по поводу выбора электрического триммера. Надеюсь эта статья поможет вам определиться с покупкой. А этот текст я заканчиваю — до новых встреч!

Читайте также:

Что такое электрический ток »Электроника

Электрический ток возникает при движении электрических зарядов — это могут быть отрицательно заряженные электроны или положительные носители заряда — положительные ионы.

Учебное пособие по электрическому току Включает:
Что такое электрический ток Единица измерения тока — Ампер ПЕРЕМЕННЫЙ ТОК

Электрический ток — одно из основных понятий, существующих в электротехнике и электронике. Электрический ток лежит в основе науки об электричестве.

Будь то электрический нагреватель, большая электросеть, мобильный телефон, компьютер, удаленный сенсорный узел или что-то еще, понятие электрического тока является центральным в его работе.

Однако ток как таковой обычно нельзя увидеть, хотя его эффекты можно видеть, слышать и ощущать постоянно, и в результате иногда трудно получить представление о том, что это такое на самом деле.

Удар молнии — впечатляющее зрелище электрического тока
Фотография сделана с вершины башен Петронас в Куала-Лумпуре Малайзия

Определение электрического тока

Определение электрического тока:

Электрический ток — это поток электрического заряда в цепи.Более конкретно, электрический ток — это скорость прохождения заряда через заданную точку в электрической цепи. Заряд может представлять собой отрицательно заряженные электроны или положительные носители заряда, включая протоны, положительные ионы или дырки.

Величина электрического тока измеряется в кулонах в секунду, обычно единицей измерения является ампер или ампер, обозначаемый буквой «А».

Ампер или усилитель широко используются в электрических и электронных технологиях вместе с умножителями, такими как миллиампер (0.001A), микроампер (0,000001A) и т. Д.

Ток в цепи обычно обозначается буквой «I», и эта буква используется в уравнениях, таких как закон Ома, где V = I⋅R.

Что такое электрический ток: основы

Основная идея тока состоит в том, что это движение электронов внутри вещества. Электроны — это мельчайшие частицы, которые существуют как часть молекулярной структуры материалов. Иногда эти электроны плотно удерживаются внутри молекул, а иногда они удерживаются свободно, и они могут относительно свободно перемещаться по структуре.

Одно очень важное замечание относительно электронов — это то, что они заряженные частицы — они несут отрицательный заряд. Если они перемещаются, то перемещается некоторое количество заряда, и это называется током.

Также стоит отметить, что количество электронов, которые могут двигаться, определяет способность конкретного вещества проводить электричество. Некоторые материалы позволяют току двигаться лучше, чем другие.

Движение свободных электронов обычно очень случайное — оно случайное — столько электронов движется как в одном направлении, так и в другом, и в результате отсутствует общее движение заряда.

Случайное движение электронов в проводнике со свободными электронами

Если на электроны действует сила, заставляющая их двигаться в определенном направлении, то все они будут дрейфовать в одном и том же направлении, хотя и в некоторой степени случайным образом, но в целом движение происходит в одном направлении. Одно направление.

Сила, действующая на электроны, называется электродвижущей силой или ЭДС, а ее величина — это напряжение, измеряемое в вольтах.

Электронный поток под действием приложенной электродвижущей силы

Чтобы лучше понять, что такое ток и как он действует в проводнике, его можно сравнить с потоком воды в трубе.У этого сравнения есть ограничения, но оно служит очень простой иллюстрацией тока и протекания тока.

Ток можно рассматривать как воду, текущую по трубе. Когда давление оказывается на один конец, вода движется в одном направлении и течет по трубе. Количество воды пропорционально давлению на конце. Давление или силу, приложенную к концу, можно сравнить с электродвижущей силой.

Когда к трубе прикладывается давление или вода течет в результате открытия крана, вода течет практически мгновенно.То же самое и с электрическим током.

Чтобы получить представление о потоке электронов, требуется 6,24 миллиарда миллиардов электронов в секунду для тока в один ампер.

Обычный ток и поток электронов

Часто существует множество недоразумений относительно обычного потока тока и потока электронов. Сначала это может немного сбивать с толку, но на самом деле все довольно просто.

Частицы, переносящие заряд по проводникам, являются свободными электронами.Направление электрического поля в цепи по определению является направлением проталкивания положительных испытательных зарядов. Таким образом, эти отрицательно заряженные электроны движутся в направлении, противоположном электрическому полю.

Электронный и обычный ток

Это произошло потому, что первоначальные исследования статических и динамических электрических токов были основаны на том, что мы теперь называем носителями положительного заряда. Это означало, что тогда раннее соглашение о направлении электрического тока было установлено как направление, в котором будут двигаться положительные заряды.Это соглашение сохранилось и используется до сих пор.

Итого:

  • Обычный ток: Обычный ток идет от положительной клеммы к отрицательной и указывает направление, в котором будут течь положительные заряды.
  • Электронный поток: Электронный поток идет от отрицательного полюса к положительному. Электроны заряжены отрицательно и поэтому притягиваются к положительному полюсу так же, как притягиваются разные заряды.

Это соглашение, которое используется во всем мире по сей день, даже если оно может показаться немного странным и устаревшим.

Скорость движения электрона или заряда

Скорость передачи электрического тока сильно отличается от скорости реального движения электронов. Сам электрон отскакивает в проводнике и, возможно, движется вдоль проводника только со скоростью несколько миллиметров в секунду. Это означает, что в случае переменного тока, когда ток меняет направление 50 или 60 раз в секунду, большая часть электронов никогда не выходит из провода.

Возьмем другой пример. В почти полном вакууме внутри электронно-лучевой трубки электроны движутся почти по прямым линиям со скоростью примерно в одну десятую скорости света.

Влияние тока

Когда электрический ток течет по проводнику, есть несколько признаков, указывающих на то, что ток течет.

  • Тепло рассеивается: Возможно, наиболее очевидным является то, что тепло выделяется. Если ток небольшой, то количество выделяемого тепла, вероятно, будет очень небольшим и его можно не заметить.Однако если ток больше, возможно, выделяется заметное количество тепла. Электрический огонь — яркий пример того, как ток вызывает выделение тепла. Фактическое количество тепла зависит не только от тока, но также от напряжения и сопротивления проводника.
  • Магнитный эффект: Другой эффект, который можно заметить, — это создание магнитного поля вокруг проводника. Если в проводнике течет ток, это можно обнаружить.Если поднести компас к проводу, по которому идет достаточно большой постоянный ток, можно увидеть, что стрелка компаса отклоняется. Обратите внимание, что это не будет работать с сетью, потому что поле слишком быстро меняется, и игла не может реагировать, а два провода (под напряжением и нейтраль), расположенные близко друг к другу в одном кабеле, нейтрализуют поле.

    Магнитное поле, создаваемое током, находит хорошее применение во многих областях. Намотав провод в катушку, можно усилить эффект и создать электромагнит.Реле и множество других предметов используют этот эффект. Громкоговорители также используют переменный ток в катушке, чтобы вызвать колебания в диафрагме, которые позволяют преобразовывать электронные токи в звуки.

Как измерить ток

Одним из важных аспектов тока является знание величины тока, который может протекать в проводнике. Поскольку электрический ток является таким ключевым фактором в электрических и электронных схемах, очень важно знать, какой ток течет.

Есть много разных способов измерения тока. Один из самых простых — использовать мультиметр.

Как измерить ток с помощью цифрового мультиметра:

Используя цифровой мультиметр, цифровой мультиметр, легко измерить ток, поместив цифровой мультиметр непосредственно в цепь, по которой проходит ток. Цифровой мультиметр даст точные показания тока, протекающего в цепи

.

Узнайте , как измерить ток с помощью цифрового мультиметра.

Хотя существуют и другие методы измерения тока, это наиболее распространенный.

Ток — один из наиболее важных и фундаментальных элементов в электрических и электронных технологиях. Ток, протекающий в цепи, может использоваться различными способами: от генерирования тепла до переключения схем или сохранения информации в интегральной схеме.

Дополнительные основные понятия:
Напряжение Текущий Сопротивление Емкость Мощность Трансформеры RF шум Децибел, дБ Q, добротность
Вернуться в меню «Основные понятия».. .

Что такое электроэнергия | Ватт

Мощность — одно из ключевых понятий и единиц, связанных с наукой об электричестве, измеряется в ваттах, мощность — важный параметр.

Электроэнергия Включает:
Что такое мощность

Важным аспектом любой электрической или электронной схемы является связанная с ней мощность. Обнаружено, что при протекании тока через резистор электрическая энергия преобразуется в тепло.Этот факт используется электрическими нагревателями, которые состоят из резистора, через который протекает ток. Лампочки работают по тому же принципу, нагревая элемент так, что он светится добела и излучает свет. В других случаях используются резисторы гораздо меньшего размера и гораздо меньшие токи. Здесь количество выделяемого тепла может быть очень небольшим. Однако при протекании некоторого тока выделяется некоторое количество тепла. В этом случае выделяемое тепло представляет собой количество рассеиваемой электроэнергии.

Определение мощности

Вне зависимости от того, используется ли мощность в механической или электрической среде, определение мощности остается неизменным.Способ его обсуждения может немного отличаться, но, тем не менее, его определение и актуальность точно такие же.

Определение электрической мощности:

Электрическая мощность — это скорость в единицу времени, с которой электрическая энергия передается по электрической цепи. Это скорость выполнения работы.

С точки зрения электрической цепи, электрическая мощность — это скорость в единицу времени, с которой электрическая энергия передается по электрической цепи.

Из определения видно, что:

W = V Qt

А как:

Qt = Current, I

Подстановка:

W = V I

Где:
W = мощность в ваттах
V = потенциал в вольтах
I = ток в амперах
Q = заряд в кулонах
t = время в секундах

Что такое ватт: единица мощности

Единицей измерения мощности является ватт, который обозначается символом W и назван в честь шотландского инженера Джеймса Ватта (1736–1819).

Определение ватта:

Ватт — это единица измерения мощности в системе СИ, определяющая скорость преобразования энергии, и она эквивалентна одному джоулю в секунду.

Ватт может быть определен в соответствии с приложением:

  • Электрическое определение ватта: Один ватт — это скорость, с которой выполняется работа, когда ток в один ампер I тока протекает через сеть, которая имеет разность электрических потенциалов в один вольт, В.W = V I
  • Механическое определение ватта: Один ватт — это скорость, с которой выполняется работа, когда скорость объекта поддерживается постоянной на уровне одного метра в секунду против постоянной противодействующей силы в один ньютон.

Как и многие другие единицы СИ, существуют кратные и под-кратные, поскольку диапазон уровней мощности может варьироваться от незначительных уровней излучения, принимаемого радиоантеннами от далеких звезд, до огромных уровней, генерируемых крупными электростанциями.

Множители и субмножители ватт
Текущий Имя Аббревиатура
10 -15 Вт фемтоватт fW
10 -12 Вт пиковатт полувт
10 -9 Вт нановатт nW
10 -6 Вт микроватт мкВт
10 -3 Вт милливатт мВт
Вт Вт Вт
10 3 Вт киловатт кВт
10 6 Вт Мегаватт МВт

Часто помогает увидеть типичные уровни мощности различных элементов, которые упоминаются в связи с электронными и электрическими системами.

Некоторые примеры типичных уровней мощности приведены в таблице ниже.

Типичные уровни мощности различных электрических и электронных устройств и систем
Устройство Детали
Электрокамин Обычно 1 кВт на бар
Настольный компьютер обычно менее 100 Вт
Чайник Типичный 2.5 кВт
42-дюймовый ЖК-телевизор с плоским экраном ~ 100 Вт
Лампа накаливания бытовая до 150 Вт
Светодиодная лампа Domstic до 20 Вт

Расчетная мощность

Количество мощности, рассеиваемой в цепи, можно легко определить. Это просто произведение разности потенциалов или напряжения на конкретном элементе, умноженное на ток, протекающий через него.Другими словами, электрический огонь, работающий от источника питания 250 вольт и потребляющий 4 ампера тока, рассеивает 250 x 4 = 1000 ватт или 1 киловатт. Другими словами.

В некоторых случаях фактическое сопротивление элемента схемы может быть известно. Используя закон Ома (V = I x R), можно рассчитать мощность, если известно напряжение или ток. Например, известно, что напряжение сети составляет 250 вольт, а сопротивление элемента может быть известно 62,5 Ом.

Выполняя простую алгебру, можно найти очень полезные формулы:

W = V2R

.. и . .

W = I2 R

Используя эти формулы, просто вычислить мощность, рассеиваемую на резисторе 62,5 Ом, когда на него подается напряжение 250 В

Power — один из ключевых элементов во многих электронных схемах. Его можно использовать для указания уровня тепла, рассеиваемого в блоке или даже отдельном компоненте, его можно использовать для определения потребляемой мощности, а также для определения количества энергии, генерируемой системой для передачи в следующий пункт.В этих и очень многих других областях мощность, измеряемая в ваттах, является ключевым параметром, который имеет большое значение.

Дополнительные основные понятия:
Напряжение Текущий Сопротивление Емкость Мощность Трансформеры RF шум Децибел, дБ Q, добротность
Вернуться в меню «Основные понятия». . .

Ватт (Вт), электрический блок

Ватт разрешения

Ватт — единица измерения мощности (обозначение: Вт).

Ватт назван в честь Джеймса Ватта, изобретателя паровой машины.

Один ватт определяется как расход энергии один джоуль в секунду.

1 Вт = 1 Дж / 1 с

Один ватт также определяется как ток в один ампер при напряжении в один вольт.

1 Вт = 1 В × 1 А

Ватт в мВт, кВт, МВт, ГВт, дБм, дБВт калькулятор преобразования

Перевести ватт в милливатт, киловатт, мегаватт, гигаватт, дБм, дБВт.

Введите мощность в одно из текстовых полей и нажмите кнопку Convert :

Таблица префиксов единиц ватт

наименование символ преобразование пример
пиковатт полувт 1pW = 10 -12 Вт P = 10 мкВт
нановатт nW 1нВт = 10 -9 Вт P = 10 нВт
микроватт мкВт 1 мкВт = 10 -6 Вт P = 10 мкВт
милливатт мВт 1 мВт = 10 -3 Вт P = 10 мВт
Вт Вт– P = 10 Вт
киловатт кВт 1 кВт = 10 3 Вт P = 2 кВт
мегаватт МВт 1 МВт = 10 6 Вт P = 5 МВт
гигаватт GW 1GW = 10 9 Вт P = 5 ГВт

Как преобразовать ватт в киловатт

Мощность P в киловаттах (кВт) равна мощности P в ваттах (Вт), деленной на 1000:

P (кВт) = P (Вт) /1000

Как перевести ватты в милливатты

Мощность P в милливаттах (мВт) равна мощности P в ваттах (Вт), умноженной на 1000:

P (мВт) = P (Вт) ⋅ 1000

Как преобразовать ватт в дБм

Мощность P в децибел-милливаттах (дБм) равна десятикратному логарифму мощности P в милливаттах (мВт), деленному на 1 милливатт:

P (дБм) = 10 ⋅ log 10 ( P (мВт) /1 мВт)

Как перевести ватты в амперы

Ток I в амперах (A) равен мощности P в ваттах (Вт), деленной на напряжение V в вольтах (В):

I (A) = P (W) / V (V)

Как перевести ватты в вольты

Напряжение V в вольтах (В) равно мощности P в ваттах (Вт), деленной на ток I в амперах (A):

В (В) = P (Ш) / I (А)

Как перевести ватты в Ом

R (Ом) = P (Вт) / I (A) 2

R (Ом) = В (В) 2 / P (Ш)

Как перевести ватт в BTU / час

P (БТЕ / ч) = 3.412142 ⋅ P (Ш)

Как преобразовать ватт в джоули

E (Дж) = P (Ш) ⋅ т (с)

Перевод ватт в лошадиные силы

P (л.с.) = P (Ш) /746

Как перевести ватт в кВА

Реальная мощность P в ваттах (Вт) равна 1000-кратной полной мощности S в киловольт-амперах (кВА), умноженной на коэффициент мощности (PF) или косинус фазового угла φ:

P (Вт) = 1000 S (кВА) ⋅ PF = 1000 S (кВА) ⋅ cos φ

Как преобразовать ватт в VA

Реальная мощность P в ваттах (Вт) равна полной мощности S в вольтамперах (ВА), умноженной на коэффициент мощности (PF) или косинус фазового угла φ:

P (Вт) = S (ВА) ⋅ PF = S (ВА) ⋅ cos φ

Потребляемая мощность некоторых электрических компонентов

Сколько ватт потребляет дом? Сколько ватт потребляет телевизор? Сколько ватт потребляет холодильник?

Электрический компонент Типичная потребляемая мощность в ваттах
ЖК телевизор 30..300 Вт
ЖК-монитор 30..45 Вт
Настольный ПК 300..400 Вт
Портативный компьютер 40..60 Вт
Холодильник 150..300 Вт (в активном состоянии)
Лампочка 25..100 Вт
Люминесцентный свет 15..60 Вт
Галогенная лампа 30..80 Вт
Динамик 10..300 Вт
Микроволновая печь 100..1000 Вт
Кондиционер 1..2 кВт

Киловатт (кВт) ►

См. Также

Что такое электроэнергия (P)

Электрическая мощность — норма потребления энергии в электрическом цепь.

Электрическая мощность измеряется в ваттах.

Определение электроэнергии

Электрическая мощность P равна потребляемой энергии E, разделенной по времени расхода t:

P — электрическая мощность в ваттах (Вт).

E — потребление энергии в джоулях (Дж).

t — время в секундах (с).

Пример

Найдите электрическую мощность электрической цепи, потребляющей 120 джоулей за 20 секунд.

Решение:

E = 120 Дж

т = 20 с

P = E / т = 120 Дж / 20 с = 6 Вт

Расчет электроэнергии

P = В ⋅ I

или

P = I 2 ⋅ R

или

P = V 2 / R

P — электрическая мощность в ваттах (Вт).

В — напряжение в вольтах (В).

I — ток в амперах (А).

R — сопротивление в Ом (Ом).

Мощность цепей переменного тока

Формулы для однофазного переменного тока.

Для трехфазного переменного тока:

Когда линейное напряжение (V L-L ) используется в формуле, умножьте однофазную мощность на квадрат корень из 3 (√3 = 1,73).

При нулевом напряжении (В L-0 ) используется в формуле, умножьте однофазную мощность на 3.

Реальная мощность

Реальная или истинная мощность — это мощность, которая используется для работы на Загрузка.

P = В действующее значение I действующее значение cos φ

P — реальная мощность в ваттах [Вт]

В действующее значение — среднеквадратичное значение напряжения = В пик / √2 в вольтах [В]

I rms — среднеквадратичное значение тока = I пиковое значение / √2 в амперах [A]

φ — это фазовый угол импеданса = разность фаз между напряжением и током.

Реактивная мощность

Реактивная мощность — это мощность, которая тратится впустую и не используется для работать под нагрузкой.

Q = В СКЗ I СКЗ sin φ

Q — реактивная мощность в вольт-ампер-реактивная [VAR]

В действующее значение — среднеквадратичное значение напряжения = В пик / √2 в вольтах [В]

I rms — среднеквадратичное значение тока = I пиковое значение / √2 в амперах [A]

φ — это фазовый угол импеданса = разность фаз между напряжением и током.

Полная мощность

Полная мощность — это мощность, подаваемая в цепь.

S = В СКЗ I СКЗ

S — полная мощность в Вольт-ампер [ВА]

В действующее значение — среднеквадратичное значение напряжения = В пик / √2 в вольтах [В]

I rms — среднеквадратичное значение тока = I пиковое значение / √2 в амперах [A]

Соотношение активной / реактивной / полной мощностей

Активная мощность P и реактивная мощность Q вместе дают полную мощность S:

P 2 + Q 2 = S 2

P — реальная мощность в ваттах [Вт]

Q — реактивная мощность в вольт-ампер-реактивная [VAR]

S — полная мощность в Вольт-ампер [ВА]

Коэффициент мощности ►

См. Также

Что такое электрический ток? | Живая наука

Электрический ток — это движущийся электрический заряд.Он может принимать форму внезапного разряда статического электричества, например, разряда молнии или искры между вашим пальцем и пластиной выключателя заземления. Однако чаще, когда мы говорим об электрическом токе, мы имеем в виду более контролируемую форму электричества от генераторов, батарей, солнечных или топливных элементов.

Большая часть электрического заряда переносится электронами и протонами внутри атома. Протоны имеют положительный заряд, а электроны — отрицательный. Однако протоны в основном иммобилизованы внутри атомных ядер, поэтому перенос заряда из одного места в другое выполняют электроны.Электроны в проводящем материале, таком как металл, в значительной степени могут свободно перемещаться от одного атома к другому по своим зонам проводимости, которые являются высшими электронными орбитами. По словам Серифа Урана, профессора физики в Питтсбургском государственном университете, достаточная электродвижущая сила (ЭДС) или напряжение вызывает дисбаланс заряда, который может заставить электроны перемещаться по проводнику в виде электрического тока.

Хотя сравнивать электрический ток с потоком воды в трубе несколько рискованно, есть некоторые сходства, которые могут облегчить понимание.По словам Майкла Дабсона, профессора физики в Университете Колорадо Болдера, мы можем представить поток электронов в проводе как поток воды в трубе. Предостережение: в этом случае труба всегда заполнена водой. Если мы откроем клапан на одном конце, чтобы впустить воду в трубу, нам не нужно ждать, пока эта вода дойдет до конца трубы. Мы получаем воду из другого конца почти мгновенно, потому что поступающая вода выталкивает воду, которая уже находится в трубе, к концу.Это то, что происходит в случае электрического тока в проводе. Электроны проводимости уже присутствуют в проводе; нам просто нужно начать толкать электроны на одном конце, и они начинают течь на другом конце почти сразу.

Согласно веб-сайту HyperPhysics Государственного университета Джорджии, фактическая скорость электрона в проводе составляет порядка нескольких миллионов метров в секунду, но он не движется прямо по проводу. Он колеблется почти случайно и движется только со скоростью несколько миллиметров в секунду.Это называется дрейфовой скоростью электрона. Однако скорость передачи сигнала, когда электроны начинают выталкивать другой конец провода после того, как мы щелкаем выключателем, почти равна скорости света, которая составляет около 300 миллионов метров в секунду (186 000 миль в секунду). В случае переменного тока, когда ток меняет направление 50 или 60 раз в секунду, большая часть электронов никогда не выходит из провода.

Несбалансированность начислений может быть создана несколькими способами.Первым известным способом было создание статического заряда путем трения друг о друга двух разных материалов, например, протирания кусочка янтаря мехом животного. Затем можно создать ток, прикоснувшись янтарем к телу с меньшим зарядом или к земле. Однако этот ток имел очень высокое напряжение, очень низкую силу тока и длился всего лишь долю секунды, поэтому его нельзя было заставить выполнять какую-либо полезную работу.

Постоянный ток

Следующим известным способом создания дисбаланса зарядов была электрохимическая батарея, изобретенная в 1800 году итальянским физиком Алессандро Вольта, в честь которого названа единица электродвижущей силы — вольт (В).Его «гальваническая куча» состояла из стопки чередующихся цинковых и медных пластин, разделенных слоями ткани, пропитанной соленой водой, и создавал устойчивый источник постоянного тока (DC). Он и другие улучшили и усовершенствовали свое изобретение в течение следующих нескольких десятилетий. Согласно Национальному музею американской истории, «батареи привлекли внимание многих ученых и изобретателей, и к 1840-м годам они обеспечивали током новые электрические устройства, такие как электромагниты Джозефа Генри и телеграф Сэмюэля Морса.»

Другие источники постоянного тока включают топливные элементы, которые объединяют кислород и водород в воду и вырабатывают в процессе электрическую энергию. Кислород и водород могут поставляться в виде чистых газов или из воздуха и химического топлива, такого как спирт. Другой источник постоянного тока ток — это фотоэлектрический или солнечный элемент. В этих устройствах фотонная энергия солнечного света поглощается электронами и преобразуется в электрическую энергию.

Переменный ток

Большая часть электроэнергии, которую мы используем, поступает в виде переменного тока (AC) от электрического Энергосистема.Переменный ток вырабатывается электрическими генераторами, которые работают по закону индукции Фарадея, с помощью которого изменяющееся магнитное поле может индуцировать электрический ток в проводнике. В генераторах есть вращающиеся катушки с проволокой, которые проходят через магнитные поля при их вращении. Когда катушки вращаются, они открываются и закрываются относительно магнитного поля и создают электрический ток, который меняет направление на противоположное каждые пол-оборота. Ток проходит полный прямой и обратный цикл 60 раз в секунду, или 60 герц (Гц) (50 Гц в некоторых странах).Генераторы могут приводиться в действие паровыми турбинами, работающими на угле, природном газе, масле или ядерном реакторе. Они также могут приводиться в действие ветряными турбинами или водяными турбинами на плотинах гидроэлектростанций.

Из генератора ток проходит через серию трансформаторов, где он повышается до гораздо более высокого напряжения для передачи. Причина этого в том, что диаметр проводов определяет величину тока или силы тока, которую они могут проводить без перегрева и потери энергии, но напряжение ограничивается только тем, насколько хорошо линии изолированы от земли.Интересно отметить, что ток передается только по одному проводу, а не по двум. Две стороны постоянного тока обозначены как положительная и отрицательная. Однако, поскольку полярность переменного тока меняется 60 раз в секунду, две стороны переменного тока обозначаются как горячая и заземленная. В линиях электропередачи на большие расстояния провода проходят через горячую сторону, а земля проходит через землю, замыкая цепь.

Поскольку мощность равна напряжению, умноженному на силу тока, вы можете послать больше мощности по линии при той же силе тока, используя более высокое напряжение.Затем высокое напряжение понижается по мере того, как оно распределяется по сети подстанций, пока не достигает трансформатора рядом с вашим домом, где оно наконец понижается до 110 В. (В Соединенных Штатах настенные розетки и лампы работают от 110 В. при 60 Гц. В Европе почти все работает от 230 В при 50 Гц.)

Как только ток достигает конца линии, большая часть его используется одним из двух способов: либо для обеспечения тепла и света через электрическое сопротивление. , или механическое движение за счет электрической индукции.Есть еще несколько приложений — на ум приходят люминесцентные лампы и микроволновые печи, — которые работают на разных принципах, но львиная доля энергии идет на устройства, основанные на сопротивлении и / или индуктивности. Фен, например, использует и то, и другое одновременно.

Это подводит нас к важной особенности электрического тока: он может выполнять работу. Он может освещать ваш дом, стирать и сушить одежду и даже поднимать дверь гаража одним щелчком выключателя. Однако все более важной становится способность электрического тока передавать информацию, особенно в форме двоичных данных.Хотя для подключения к Интернету вашего компьютера требуется лишь небольшая часть электрического тока, скажем, электрического обогревателя, он становится все более и более важным для современной жизни.

Дополнительные ресурсы

Симптомы, лечение и время обращения за помощью

Когда электрический ток касается или проходит через тело, это называется поражением электрическим током. Это может произойти везде, где есть электричество. Последствия поражения электрическим током варьируются от полного отсутствия до тяжелых травм и смерти.

Примерно 5% госпитализаций в ожоговые отделения в США вызваны поражениями электрическим током. Любой, кто получил удар высоким напряжением или получил электрический ожог, должен немедленно обратиться за медицинской помощью.

В этой статье будут рассмотрены симптомы поражения электрическим током, даны советы по оказанию первой помощи и когда следует обращаться за медицинской помощью.

Поражение электрическим током происходит, когда электрический ток проходит от розетки под напряжением к части тела.

Поражение электрическим током может произойти в результате контакта с:

  • неисправными электрическими приборами или механизмами
  • бытовой электропроводкой
  • линиями электропередач
  • молнией
  • электрическими розетками

Существует четыре основных типа травм в результате электрического контакта:

  • Вспышка: Повреждение от вспышки обычно вызывает поверхностные ожоги.Они возникают в результате вспышки дуги, которая является разновидностью электрического взрыва. Ток не проникает через кожу.
  • Пламя: Эти травмы возникают, когда вспышка дуги вызывает возгорание одежды человека. Ток может проходить или не проходить через кожу.
  • Молния: Это короткое, но высокое напряжение электрической энергии. Ток течет по телу человека.
  • Верно: Человек становится частью цепи, а электричество входит в тело и выходит из него.

Удары от прикосновения к электрическим розеткам или от небольших бытовых приборов в доме редко вызывают серьезные травмы. Однако продолжительный контакт может причинить вред.

Порог отпускания — это уровень, при котором мышцы человека сокращаются, что означает, что он не может отпустить источник электричества, пока кто-нибудь не уберет его безопасно. В этой таблице показана реакция организма на ток различной силы, измеренный в миллиамперах (мА):

Согласно статье 2019 года, домашнее электричество проходит через типичный U.В быту S. составляет 110 вольт (В), а некоторым приборам требуется 240 В. Промышленные линии и линии электропередач могут выдерживать напряжение более 100 000 В.

В той же статье говорится, что ток высокого напряжения 500 В и более может вызвать глубокие ожоги, а токи низкого напряжения, составляющие 110–120 В, могут вызвать мышечные спазмы.

Человек может получить удар электрическим током при контакте с электрическим током от небольшого бытового прибора, розетки или удлинителя. Эти шоки редко вызывают тяжелые травмы или осложнения.

Примерно половина случаев поражения электрическим током происходит на рабочем месте. К профессиям с высоким риском для несмертельного поражения электрическим током относятся:

  • строительство
  • досуг и гостеприимство
  • образование и здравоохранение
  • услуги по размещению и питанию
  • производство

На степень серьезности травм от поражения электрическим током могут повлиять несколько факторов, в том числе :

  • сила тока
  • тип тока — переменный ток (AC) или постоянный ток (DC)
  • в какой части тела ток достигает
  • как долго человек находится под действием тока
  • сопротивление току

Симптомы поражения электрическим током зависят от многих факторов.Травмы от разряда низкого напряжения, скорее всего, будут поверхностными, а продолжительное воздействие электрического тока может вызвать более глубокие ожоги.

Поражение электрическим током может привести к вторичным травмам. Человек может отреагировать рывком, что может привести к потере равновесия или падению и травме другой части тела.

Краткосрочные побочные эффекты

В зависимости от степени тяжести непосредственные последствия электрического поражения могут включать:

  • ожоги
  • нерегулярное сердцебиение
  • судороги
  • покалывание или покалывание
  • потеря сознания
  • головные боли

Некоторые люди могут испытывать неприятные ощущения, но не имеют явных физических повреждений, тогда как другие могут испытывать сильную боль и очевидное повреждение тканей.

У тех, кто не испытал серьезных травм или сердечных аномалий через 24–48 часов после поражения электрическим током, они вряд ли разовьются.

Более серьезные побочные эффекты могут включать:

Долгосрочные побочные эффекты

Одно исследование показало, что люди, получившие электрический шок, не имели большей вероятности испытывать проблемы с сердцем через 5 лет после инцидента по сравнению с теми, кто этого не делал.

Человек может испытывать различные симптомы, включая психологические, неврологические и физические симптомы.

Симптомы могут включать:

Любой, кто получил ожог от удара электрическим током или испытал поражение электрическим током, должен обратиться за советом к медицинскому работнику.

Незначительные поражения электрическим током, например от небольших бытовых приборов, обычно не требуют лечения. Однако человеку следует обратиться к врачу, если он получил удар электрическим током.

Если кто-то получил удар высоким напряжением, немедленно звоните 911.

Если человек пережил серьезное поражение электрическим током, Центры по контролю и профилактике заболеваний (CDC) дают следующие рекомендации о том, как действовать:

  • Не прикасайтесь к человеку, так как он может контактировать с источником электричества.
  • Позвоните 911 или попросите кого-нибудь позвонить 911.
  • Если это безопасно, выключите источник электричества. Если это небезопасно, используйте непроводящий предмет из дерева, картона или пластика, чтобы отодвинуть источник.
  • Как только они отойдут от источника электричества, проверьте пульс человека и посмотрите, дышит ли он. Если их дыхание поверхностное, немедленно начните СЛР.
  • Если человек слаб или бледен, положите его голову ниже тела и держите ноги приподнятыми.
  • Человек не должен прикасаться к ожогам или снимать обгоревшую одежду.

Чтобы выполнить СЛР, человек должен:

  1. Положить руки одна на другую в середине груди. Используя вес тела, сильно и быстро надавите вниз и сделайте компрессы глубиной 2 дюйма. Цель — сделать 100 компрессий за 60 секунд.
  2. Выполните искусственное дыхание. Для этого убедитесь, что рот человека чистый, запрокиньте голову, поднимите подбородок, зажмите нос и подуйте в рот, чтобы грудь приподнялась.Выполните два искусственных вдоха и продолжайте компрессии.
  3. Повторяйте процесс, пока не прибудет помощь или человек не начнет дышать.

В отделении неотложной помощи врач проведет тщательный медицинский осмотр для оценки возможных внешних и внутренних повреждений. Возможные тесты включают:

  • электрокардиограмма (ЭКГ) для контроля сердечного ритма
  • компьютерная томография (КТ) для проверки состояния мозга, позвоночника и грудной клетки
  • анализ крови
  • тест на беременность (только для беременных)

Не каждому человеку, пострадавшему от поражения электрическим током, необходимо посещать отделение неотложной помощи (ED).Следуйте этому совету:

  • Позвоните в службу 911, если человек испытает удар высоким напряжением 500 В или более.
  • Обратитесь в отделение неотложной помощи, если человек получил электрошок низкого напряжения и получил ожог. Не пытайтесь лечить ожог в домашних условиях.
  • Если человек испытал низковольтный ток без ожога, обратитесь к врачу, чтобы убедиться в отсутствии повреждений.

Поражение электрическим током может стать причиной не всегда видимых травм.

No related posts.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *