Как обозначается переменный и постоянный ток

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

Потребители электроэнергии

DC и AC: что это

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

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

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

Графики постоянного и переменного электротока

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

Сферы применения DC тока

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

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

Постоянный ток используют в:

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

Отличия между постоянным и переменным электротоком

Особенности переменного электротока

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

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

Трехфазный электроток

Особенности AC:

  • среднее значение силы за период равно нулю. Это значит, что при изменении полярности ток с условной силой +1 в расчёте перекрывает силу –1;
  • переменный электроток меняет не только направление, но и величину. Так как он движется одновременно туда-обратно, в одном месте может находиться меньше или больше электронов, отчего меняется напряжение и сила;
  • действующее значение силы АС в среднем равняется силе DC. Условно говоря, точно измерить силу переменного электротока в определенный момент невозможно, поскольку она постоянно скачет. Но можно вычислить среднюю силу и назвать её действующей. Таким образом, реальное напряжение в электрической сети указывают не 198–242 В, а только ~220В.

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

Типичный трансформатор

Обозначение электротока на схемах и приборах

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

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

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

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

Обозначения, используемые для разных видов электротока

Иногда изображается не одна волна, а две. Если нужно указать частоту электротока, его величину и количество фаз, то рядом с символами наносятся цифры и буквы. Например, надпись 3 ~ 50Гц 220В расшифровывается следующим образом: для работы необходимо трехфазное переменное электронапряжение 220 Вольт с частотой 50 Герц.

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

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

Электросхемы с источником постоянного и переменного электротока

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

На электроизмеряющих приборах также присутствуют символы, обозначающие вид электротока и прочие его характеристики. Например, пометки на панели мультиметра «V (~)» и «V (–)» означают, что им можно измерять переменное и постоянное электронапряжение.

Символы переменных и постоянных электропараметров на панели мультиметра

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

Видео по теме

Adblock
detector