определение, в чём отличие AC от постоянного значения

Простой способ визуализировать различие между постоянным и переменным токами — построить графики зависимости их направления от времени. Первый будет выглядеть как прямая, а второй как волнообразная линия. Один цикл этой кривой и есть графическая основа того, как обозначается переменный ток на схемах и пиктограммах (~), а аббревиатура AC (Alternating Current) устоялась как общепризнанный термин в текстах.

• Обозначения DC и AC
• Идеи Эдисона
• Победа Теслы
• Ренессанс электрической войны

Обозначения DC и AC

Все проводники имеют свободные электроны, способные перемещаться в присутствии разности потенциалов. Этот поток заряженных частиц в замкнутом контуре называется электрическим током. Если электрический заряд движется только в одном направлении, то это явление называется постоянным электрическим током, его обозначение «—» или DC (Direct Current).

Определение переменного тока можно вывести от обратного: это будет движение зарядов, меняющих своё направление на периодической основе.

Колебания АС могут принимать самые разнообразные формы, например:

• пилообразную;
• квадратную;
• треугольную;
• синусоидальную.

Синусоидальный AC ток — это тот тип энергии, который транспортируется по современным электрическим сетям. Его огромное преимущество для энергосистем в том, что он позволяет достаточно просто изменять передаваемое напряжение с помощью трансформаторов, а такую форму волны легко генерировать. Эти качества позволяют экономить огромное количество денег и материальных ресурсов при производстве и передаче электроэнергии на значительные расстояния.

Проиллюстрировать выгоды от использования АС энергокомпаниями можно на следующем примере. Допустим, что в качестве генерирующей мощности есть электростанция, которая способна производить 1 млн ватт энергии.

Для наглядности удобно будет рассмотреть 2 способа её транспортировки:

1. Передать по сетям 1 млн ампер с напряжением 1 вольт.
2. Транспортировка тока силой в 1 ампер и напряжением 1 млн вольт.

Главное отличие заключается в следующем: во втором случае для передачи энергии потребуется проводник небольшой толщины, в то время как в первом — без кабеля с огромным сечением не обойтись. Поэтому энергетические компании преобразуют сгенерированную энергию в AC с очень высоким напряжением для транспортировки, а затем понижают в непосредственной близости от потребителей.

Ещё одним преимуществом AC для энергокомпаний является превосходство в надёжности и простоте генераторов переменного тока в сравнении с динамо. Кроме того, AC обладает такими преимуществами:

• позволяет эксплуатировать сравнительно более эффективные, простые и надёжные электрические машины;
• не разрушает коммутационные устройства.

Вся электроника и цифровая техника потребляет DC. Как правило, генерация постоянного тока производится с помощью электрохимических и гальванических элементов. Это сравнительно дорогие способы получения электричества, поэтому существует немало конструкций устройств, преобразующих AC в DC, основанных на предотвращении протекания тока в обратном направлении и выпрямлении синусоиды с помощью фильтров.

В комбинации с трансформаторами выпрямители позволяют получать из сети DC требуемых параметров и высокого качества.

Идеи Эдисона

Современную жизнь невозможно представить без электричества. Для того чтобы оно служило в гражданских и промышленных целях, его необходимо не только произвести, но и доставить потребителю. Первым, кто решил производить электроэнергию в большом объёме и транспортировать её на заводы, в офисы и домашние хозяйства, был американский предприниматель Томас Эдисон — один из самых влиятельных изобретателей мира.

Для реализации своей идеи он спроектировал и испытал паровые генераторы постоянного тока, счётчики электрической энергии и элементы распределительных сетей. Провести первую электрификацию освещения было в то время непросто. Владельцы газовых компаний рассматривали Эдисона как опасного конкурента, способного поставить существование их предприятий под угрозу. Но изобретателя ничто не могло остановить. Ни колоссальная стоимость прокладки кабелей в тротуарах, ни аварии во время испытаний не помешали ему в сентябре 1882 г. запустить первую осветительную сеть из пяти тысяч ламп.

Через 5 лет работало уже более 50 электростанций Эдисона. Несмотря на большой успех изобретателю не удалось расширить географию своих электрических сетей на весь мир. Жители районов, в которых находились электростанции, жаловались на дым и копоть, и добились закрытия производств Эдисона. Таким образом, первое поколение угольных электростанций со временем прекратило свою работу, уступив место тысячам новым, генерирующим AC.

Победа Теслы

Бо́льшая часть раннего распределяемого электричества была постоянным током, а стандартов для потребителей не существовало.

Например, дуговые лампы нуждались в нескольких тысячах вольт, а лампы накаливания Эдисона требовали 110 В, трамваи Сименса работали от 500 В, а промышленные двигатели на предприятиях могли в разы отличаться по напряжению.

Электрические компании вынуждены были создавать и содержать одновременно несколько генерирующих линий для различного класса нагрузок. Можно сказать, что для повсеместного использования сетей DC было два серьёзных препятствия:

• близость генераторов к нагрузкам;
• сложности с обеспечением разнообразия напряжений.

Хорватский учёный Тесла, работавший с Эдисоном, считал, что использование переменного тока в электрических сетях может решить эти проблемы. Их разногласия относительно перспектив переменного напряжения закончились тем, что исследователь АС продолжил свои работы уже с конкурентом Эдисона — Джорджем Вестингаузом. Тесла не открыл переменный ток, но был изобретателем синхронного генератора и асинхронного двигателя, а также автором патентов, касающихся работы многофазных устройств.

Преимущества AC для генерации и транспортировки были очевидны, но Эдисон, вместо того, чтобы признать это, оставался твёрд в продвижении DC и пытался дискредитировать своих конкурентов. Он начал популяризировать идеи о том, что АС смертоносен для животных и людей. Например, Эдисон даже стал изобретателем электрического стула на переменном токе с целью получить основания для пропагандистской компании, посвящённой опасности АС.

Несмотря на то что антирекламная кампания прошла успешно и дала ощутимые плоды, радость победы для Эдисона была недолгой. В 1892 г. немецкий физик Поллак изобрёл механический выпрямитель, с помощью которого стало возможным заряжать электрические батареи, и существование транспортировки DC потеряло своё последнее оправдание. Уже в 1893 году Чикагская мировая ярмарка была освещена от сети АС, что стало началом триумфа переменного тока в XX веке, а конкурентные события между изобретателями вошли в историю как «война токов».

Ренессанс электрической войны

Рост использования источников возобновляемой энергии в XXI веке привёл к появлению децентрализованных электросетей небольшого масштаба с потреблением электричества практически на месте производства. Для таких энергосистем преимущества AC не имеют никакого значения, поэтому применение в них постоянного тока оправдано.

Современная высокопроизводительная электроника осуществила прогресс в преобразовании энергии и позволяет трансформировать постоянный ток в диапазонах напряжений до 800 тыс. вольт с большей эффективностью, чем в электрических машинах АС. Эти инновации стали основой для строительства высоковольтных линий постоянного тока (HVDC) для передачи избыточной солнечной или ветровой энергии из одних регионов в другие. Строительство HVDC обходится приблизительно вдвое дороже традиционных, но из-за низких потерь и экологичности всей системы подобные инвестиции оправданы.

Всё большее количество электроприборов требуют постоянного тока. Компьютеры, светодиодное освещение и другие электронные устройства нуждаются в преобразовании и выпрямлении сетевого электричества. В ближайшие годы ожидается рост количества электрических транспортных средств. Современные распределительные системы DC способны со временем исключить в быту преобразователи напряжения и легко интегрировать в бытовые и промышленные сети фотоэлектрические элементы и накопительные батареи.

Передача высоковольтного DC в настоящее время уже проверенная и отработанная технология в таких странах, как Германия и Китай. Но для практической повсеместной реализации остаётся ещё много нерешённых вопросов. Как обе технологии будут сосуществовать? Что будет эффективными мерами безопасности? Какие технические и юридические мероприятия потребуются для перехода на постоянный ток? Преимущества и масштабы подобных изменений настолько значительны, что, видимо, речь идёт о смене парадигмы.

Обозначение постоянного и переменного тока на схемах

Каждый домашний мастер и начинающий электрик при выполнении электромонтажных работ пользуется специальными схемами. Для того чтобы правильно прочитать любую из них, необходимо знать все значки и символы, в том числе обозначение постоянного и переменного тока. Эта символика присутствует на корпусах большинства современных измерительных аппаратов, позволяющих определять значение всех основных электрических параметров.

Как обозначаются различные токи

По своим специфическим качествам электрический ток разделяется на два основных типа:

• Постоянный ток. Обозначается прямой линией (—). Кроме того, используются символы DC – Direct Current, которые переводятся как постоянный ток.
• Переменный ток. Известен под собственным обозначением в виде змейки (~) и символов АС, означающих Alternating Current.

Отличительной особенностью постоянного тока является его направленность. Он протекает лишь в одном определенном направлении, условно принимаемое от положительного контакта «+» к отрицательному контакту «-». От этого свойства и происходит наименование этого тока DC, который присутствует в солнечных панелях, всех типах сухих батареек и аккумуляторах, предназначенных для питания маломощных потребителей.

В некоторых технологических процессах, таких как дуговая электросварка, электролиз алюминия или электрифицированный железнодорожный транспорт, необходим постоянный ток DC с высоким значением силы. Чтобы его создать, необходимо выпрямить переменный или воспользоваться любым из генераторов постоянного тока.

Переменный ток AC, в отличие от постоянного, способен к изменению своего направления и величины. Существует параметр, известный как мгновенное значение переменного тока, определяемое в конкретный момент времени. Частота, с которой изменяется направление тока, составляет 50 Гц, то есть данная перемена происходит 50 раз в течение одной секунды.

Переменный ток AC может быть однофазным или трехфазным. В первом случае необходимо только два провода: основной и дополнительный, он же обратный. Именно по основному проводнику протекает электрический ток, а обратный считается нулевым проводом.

Трехфазное переменное напряжение вырабатывается соответствующим генератором тока AC. В этом процессе участвуют три обмотки, каждая из которых является своеобразной однофазной электрической цепью. Между собой они сдвинуты по фазе под углом 120 градусов. Благодаря данной системе электроэнергией могут быть обеспечены сразу три сети, независимые друг от друга. Для этого понадобится уже порядка шести проводов – трех прямых и трех обратных.

При необходимости дополнительные провода возможно соединить между собой и получить в итоге общий проводник, называемый нулевым или нейтральным. В этом случае проводники переменного тока на схемах обозначаются символами L1, L2, L3, а нулевой провод – буквой N.

Обозначения токов в измерительных приборах

Общепринятое обозначение постоянного и переменного тока нашло свое отражение в различных измерительных приборах, в том числе и на мультиметре. Вся необходимая символика наносится на лицевую панель того или иного устройства. Это позволяет измерить именно тот параметр, который необходим в данный момент.

Например, если на шкале выставлено положение АС, в этом случае можно проводить измерение значения переменного тока. Как правило, такие приборы предназначены для работы в электросетях с обычными напряжениями 220 или 380 вольт. Существуют модели с рабочими режимами в пределах 600 В и выше.

Если же мультиметр выставлен напротив отметки DC, то рабочий режим аппарата станет соответствовать постоянному току. В этом положении замеряется ток на аккумуляторах, батарейках и других источниках питания, вырабатывающих постоянный ток. В данном режиме требуется непременно соблюдать полярность полюсов. Диапазон измерений обычно составляет от нуля до нескольких тысяч вольт, в зависимости от характеристик конкретной модификации устройства.

Узнайте, как использовать мультиметр для измерения напряжения переменного тока — Блог

Мультиметр — это полезное устройство, используемое для измерения напряжения, электричества, сопротивления и т. д. Это устройство должно быть в большинстве домохозяйств, и оно есть у большинства домашних мастеров. Это облегчает ремонт и другие работы. Вы можете использовать мультиметр для измерения переменного напряжения

. Мы предоставили вам полезную информацию по этому вопросу.

 

Использование мультиметра для начинающих

Пользоваться мультиметром проще, если у вас есть хоть какая-то информация о том, что это такое и как оно работает. Основными частями этого устройства являются дисплей, циферблат и порты, зонды или выводы.

Дисплей естественным образом отобразит требуемые измерения в цифрах. Результат обычно состоит из четырех чисел. Когда что-то пойдет не так, экран часто будет показывать отрицательный результат. В зависимости от модели, которую вы покупаете, дисплей может иметь возможность подсветки даже в темноте.

Циферблат или ручка выбора используются для установки конкретных показаний. В некоторых случаях вам потребуется измерить напряжение, а в других — сопротивление. В любом случае, это то, для чего используется циферблат.

Порты используются для подключения к устройствам или системам. Обычно все мультиметры имеют два щупа — красный и черный.

 

Как правильно измерять напряжение

Для измерения напряжения не требуется много специальных знаний или оборудования. Можно попробовать на батарейке. Все, что вам нужно сделать, это соответствующим образом подключить измерительные провода к мультиметру. Если соединение недостаточно хорошее, вы сможете это заметить, так как результат будет отрицательным. Многие люди задаются вопросом, как использовать мультиметр для проверки напряжения переменного тока. Это не так сложно, как кажется. Хитрость заключается в том, чтобы следовать правильным цветам или знакам и правильно соединять отведения.

 

Измерение напряжения переменного тока

Во-первых, вам нужно знать, с каким диапазоном напряжения вы имеете дело. Если вы этого не знаете, установите диапазон мультиметра на максимальное напряжение и поверните циферблат на ṽ. Убедитесь, что ваш мультиметр не установлен в режим автоматического выбора диапазона. Это не поможет вам получить точные измерения.

Далее вам нужно подключить черный провод к разъему «COM». Затем нужно подключить красный провод. Он войдет в гнездо VΩ. Если вы хотите удалить точечные провода, не забудьте сначала отсоединить красный, а затем черный. Старайтесь не касаться кончиков проводов пальцами.

Следующим шагом является чтение того, что вы видите на дисплее. Дисплей должен дать вам результаты быстро. Если вы хотите отметить измерение, не записывая его, сразу же нажмите кнопку Hold. Вы узнаете, завершено ли чтение, потому что раздастся звуковой сигнал.

Не знаете, какой мультиметр идеально подходит для вашего переменного тока? Ознакомьтесь с нашими лучшими решениями, используемыми специально для систем HVAC, здесь.

 

Наиболее распространенные ошибки

Самая распространенная ошибка — это перепутать лиды и разместить их не в том месте. Это может привести к повреждению системы переменного тока. Что еще хуже, это может ранить вас. Хотя такое случается редко, лучше обезопасить себя и свой дом.

 

Как читать измерения

Все измерения напряжения переменного тока неизбежно будут отличаться. Это будет зависеть от того, как распределяется мощность, или, другими словами, источник напряжения. Это также может зависеть от типа системы переменного тока. Вы должны принять во внимание тот факт, что если вы измеряете переменное напряжение в разное время, результат также будет отличаться.

Обычно бывает так, что напряжение ниже ожидаемого или считается стандартным.

 

Всегда будьте осторожны

Люди склонны пренебрегать мерами безопасности. Вы никогда не должны недооценивать ущерб, который может возникнуть при использовании вашего переменного тока или любого другого устройства. Меры предосторожности должны соблюдаться всегда.

Одна из самых важных вещей, которую следует помнить, — это обращение с датчиками. Никогда не пытайтесь прикоснуться к кончикам щупов. Не забудьте разместить датчики в правильных положениях. Обратите внимание на регулятор и убедитесь, что он находится в правильном положении.

 

Как упоминалось ранее, не забывайте удалять электроды или датчики в правильном порядке. Выньте сначала красный, а затем черный.

Дополнительный совет: никогда не забывайте надевать перчатки, защитные очки и специальную обувь для обеспечения дополнительной безопасности.

 

Порты, датчики или выводы

Части мультиметра, вероятно, являются наиболее важными. Они сделаны из первоклассных материалов, чтобы обеспечить лучшее чтение и дольше служить. Если они не изготовлены из подходящих материалов, иногда они будут давать неточные результаты, что усложнит вашу работу. Если устройство собрано неправильно, это может привести даже к поражению электрическим током.

Вот почему перед покупкой мультиметра необходимо провести исследование. Вам нужно знать, на каких материалах вы будете его использовать, и какие датчики для этого потребуются. Проведение исследования поможет вам избежать ошибок, повреждений и убережет от ненужных расходов.

 

Inspect Leads

После того, как вы уже провели исследование и узнали, для чего нужны ваш мультиметр и его выводы, вы можете продолжить. Следующим шагом является визуальный осмотр проводов. Если нет другого потенциального риска, единственная оставшаяся проверка — это увидеть, нет ли видимых повреждений или неисправностей. То, что вы ищете, это возможные трещины, расплавленные части, затемненные части или разъединенные части. Если нет, вы можете продолжить процесс.

 

Последний шаг — проверка потенциальных клиентов

Последний шаг — проверка потенциальных клиентов. Это можно сделать, переведя мультиметр в режим сопротивления, для которого значение измеряется в омах. Далее вы подключите точки к устройству и коснетесь кончиков выводов. Если все пойдет по плану, показание должно быть 0,5 Ом или ниже. Очень важно провести эти тесты заранее. Таким образом, вы можете получить точные показания, избежать повреждений или возможных травм.

Как использовать мультиметр для измерения напряжения (плюс советы по безопасности)

1. Домашний
2. Блог
3. Как использовать мультиметр для измерения напряжения (плюс советы по безопасности)

Независимо от того, являетесь ли вы электриком или практичным домовладельцем, мультиметры — это отличные инструменты, которые всегда будут у вас под рукой. Однако их может быть сложно использовать, если вы не прошли обучение и не знаете, что делаете. В этой статье мы рассмотрим, как проверить напряжение переменного и постоянного тока с помощью мультиметра. Что еще более важно, мы научимся делать это безопасно, чтобы исключить риск поражения электрическим током. Давайте начнем!

Как измерить напряжение переменного тока  

Если вы пользуетесь мультиметром дома, скорее всего, вы используете его для измерения напряжения переменного тока, так как это наиболее распространенное применение мультиметров. Важно отметить, что если вам интересно, как использовать цифровой мультиметр или ручной, методы одинаковы. Разница лишь в том, что на цифровом мультиметре вы нажимаете кнопки, а на ручном — поворачиваете ручку. Вот как начать тестирование.

• Выньте мультиметр из защитного чехла и включите его. Обязательно установите переключатель режимов в положение переменного напряжения.

• Установите настройку напряжения так, чтобы она была такой же высокой или выше, чем напряжение тестируемого устройства. Чтобы быть в безопасности, вы можете включить его до самого высокого значения.

• Вставьте черный щуп мультиметра в гнездо, помеченное как «общий» или «СОМ».

• Вставьте красный щуп в другой слот, обычно помеченный буквой V. Он также может быть помечен буквой V, за которой следуют различные символы.

• Приложите конец черного щупа к одной стороне измеряемого объекта, а конец красного щупа к противоположной стороне.

• Убедитесь, что на то, что вы пытаетесь измерить, подается питание. В противном случае вы не получите надежного чтения.

• Выньте красный и черный щупы из гнезд и выключите мультиметр.

Вот и все, как проверить переменное напряжение с помощью мультиметра. Это не слишком сложно, но важно, чтобы вы следовали вышеуказанным шагам в дополнение к советам по безопасности, перечисленным ниже. Также полезно знать, каким должно быть напряжение для любого компонента, который вы тестируете. Таким образом, вы узнаете, является ли ваше чтение высоким или низким, что может указывать на потенциальную проблему. Вы можете использовать этот метод для проверки чего угодно, от выключателя света до автоматического выключателя и розетки.

Как проверить напряжение постоянного тока  

Напряжение постоянного тока в основном используется в автомобилях, аккумуляторных батареях и автомобильных аккумуляторах, и вот что вам нужно знать при использовании мультиметра с напряжением постоянного тока.

• Подсоедините красный и черный щупы, выполнив те же действия, что и для переменного напряжения.

• Установите переключатель режимов мультиметра в положение постоянного тока, а не переменного тока.

• Поверните ручку или кнопку переключателя напряжения на максимальное значение напряжения 30 вольт. Вы можете оставить его там или уменьшить, пока не приблизитесь к фактическому напряжению того, что вы тестируете.

• Прикоснитесь черным щупом к отрицательной клемме или стороне проверяемой батареи.

• Прикоснитесь красным щупом к положительной клемме или стороне проверяемой батареи.

• Выньте красный и черный щупы из гнезд и выключите мультиметр.

Рекомендуется сначала снять красный щуп, а затем черный, но подойдет любой порядок.

Советы по безопасности  

Теперь, когда вы знаете, как использовать мультиметр для проверки постоянного и переменного напряжения, давайте рассмотрим несколько советов по безопасности, о которых следует всегда помнить.

• Не прикасайтесь к наконечникам электродов, так как это может привести к поражению электрическим током 

• Не касайтесь наконечниками друг друга

• Не прикасайтесь наконечником к металлической поверхности 

• Не вставляйте измерительные провода в неправильные гнезда

• Никогда не проверяйте сеть переменного тока — доверьте это профессионалам 

• Всегда носите защитные очки, перчатки, одежду с длинными рукавами

• Убедитесь, что коробка выключателя легко и быстро доступна  

• Выключатель-выключатель для большинства электромонтажных работ

• Убедитесь, что территория хорошо освещена и свободна от препятствий 

Работа с электричеством любого рода опасна и должна выполняться только при соблюдении вышеуказанных протоколов безопасности.