Шта је наизменична струја?

Сада је немогуће замислити људску цивилизацију без струје. Телевизори, компјутери, фрижидери, фенови за косу, машине за прање веша - сви апарати раде на њему. Да не спомињем индустрију и велике корпорације. Главни извор енергије за потрошаче енергије је наизменична струја. Шта је то? Који су његови параметри и карактеристике? Која је разлика између директне и наизменичне струје? Мало људи зна одговоре на ова питања.

Вариабле версус цонстант

Крајем деветнаестог века, захваљујући открићима у области електромагнетизма, настао је спор око тога која је струја најбоље искористити да задовољи људске потребе. Како је све почело? Тхомас Едисон је 1878. године основао своју компанију, која је у будућности постала позната као Генерал Елецтриц. Компанија је брзо постала богата и стекла повјерење инвеститора и обичних грађана Сједињених Америчких Држава, будући да је у цијелој земљи изграђено неколико стотина ДЦ електрана. Заслуга Едисона је у проналаску трожилног система. Дирецт цуррент одличан рад са првим електромоторима и сијалице са жарном нити. То су заправо били једини примаоци енергије у то време. Бројач, који је такође изумио Едисон, радио је искључиво на једносмерној струји. Међутим, за разлику од Едисонове развојне компаније, појавиле су се конкурентне корпорације и проналазачи који су се жељели супротставити измјеничној струји за истосмјерну струју.

Недостаци Едисоновог проналаска

Георге Вестингхоусе, инжењер и бизнисмен, приметио је у Едисоновом патенту слабу везу - огромне губитке у проводницима. Међутим, он није успио развити дизајн који би се могао натјецати с овим изумом. Који је недостатак Едисона ДЦ? Главни проблем је пренос електричне енергије на даљину. А како се повећава отпорност водича, то значи да ће и губици енергије расти. Да би се тај ниво смањио, потребно је или повећати напон, а то ће довести до смањења јачине саме струје, или до згушњавања жице (тј. Да се ​​смањи отпор проводника). У то време није било начина да се ефективно повећа напон једносмерне струје, па су Едисонове електране задржале напон близу две стотине волти. Нажалост, токови енергије који се преносе на овај начин не могу задовољити потребе индустријских предузећа. Директна струја не може гарантовати производњу електричне енергије моћним потрошачима, који су били лоцирани на значајној удаљености од електране. А да би се повећала дебљина жице или изградила више станица, то је било прескупо.

АЦ в ДЦ

Захваљујући дизајну трансформатора, који је 1876. године развио инжењер Павел Иаблоцхков, било је врло лако промијенити напон наизмјеничне струје, што је пружило невјеројатну прилику да се пренесе на стотине и тисуће километара. Међутим, у то време није било мотора који су радили на наизменичну струју. У складу с тим, није било производних станица или мрежа за пренос.

Изуми Николе Тесле

Несумњива предност сталне не траје дуго. Никола Тесла, радећи као инжењер у фирми Едисон, схватио је да струја не може обезбиједити човјечанству струју. Већ 1887. године Тесла је добио неколико патената за уређаје наизменичне струје. Почела је читава борба за ефикасније системе. Главни конкуренти су били Тесла Тхомсон и Станлеи. А 1888. године, српски инжењер је добио недвосмислену победу, која је обезбедила систем који је могао да транспортује електричну енергију стотинама миља далеко. Млади изумитељ је брзо одведен у Вестингхоусе. Међутим, конфронтација између компанија Едисон и Вестингхоусе почела је одмах. Већ 1891. године Тесла је развио трофазни систем наизменичне струје, који је омогућио да се добије тендер за изградњу велике електране. Од тада, јединствена позиција вође преузела је наизменичну струју. Цонстант је дао позиције на свим фронтовима. Нарочито када су се појавили исправљачи способни за претварање наизменичне струје у истосмјерну струју, која је постала погодна за све пријемнике.

Детекција АЦ струје

За разлику од једносмерне струје, наизменична струја се непрестано мења у правцу и величини, а ове флуктуације се дешавају у складу са периодичним законима, тј. Понављају се у апсолутно једнаким временским интервалима. Да бисте створили такву струју у кругу, користите изворе наизменичне струје, што ствара емф. Ова врста извора се зове алтернатор.

Пример најједноставнијег генератора

Најједноставнији извор је правоугаони оквир од бакра, који је фиксиран на оси и ротира у магнетном пољу са ременски погон. Крајеви овог оквира су лемљени на бакрене прстене са клизним прстеновима који клизе дуж четки. Магнет ствара равномерно распоређено магнетно поље. Густина линија магнетног поља је иста у било ком делу. Окретни оквир прелази ове линије, а на његовим странама се индукује варијабла електромоторна сила (ЕМФ). Са сваким окретањем, смер укупне емф се обрће, јер радне стране оквира по окретању пролазе кроз различите полове магнета. Пошто се брзина пресека линија силе мења, величина електромоторне силе постаје другачија. Стога, ако се оквир равномерно ротира, индукована електромоторна сила ће се периодично мијењати и по смјеру и по величини, може се мјерити вањским уређајима и, као резултат, користити за стварање измјеничне струје у вањским круговима.

Синусоидал

Шта је то? Наизменичну струју графички карактерише валовита кривуља - синусоида. Према томе, ЕМФ, струја и напон, који варирају у складу са овим законом, називају се синусоидни параметри. Крива је тако названа зато што је слика тригонометријске варијабле величине - синус. То је синусоидна природа наизменичне струје - најчешћа у свим електротехничким системима.

Параметри и карактеристике

Наизменична струја је феномен који карактеришу одређени параметри. То укључује амплитуду, учесталост и период. Ово последње (означено словом Т) је временски период у коме напон, струја или емф извршава комплетан циклус промене. Што је ротација генератора бржа, период ће бити мањи. Фреквенција (ф) се односи на број пуних периода струје, напона или емф. Мјери се у Хз (херц) и означава број периода у секунди. Према томе, што је дужи период, то је нижа фреквенција. Амплитуда такве појаве као наизменична струја назива се њена највећа вриједност. Амплитуда напона, струје или електромоторне силе уписује се словима са индексом "т" - У _т И _т , Е _т, респективно. Често се стварна вриједност додјељује параметрима и карактеристикама измјеничне струје. Напон, струја или емф, који делује у кругу у сваком тренутку времена - тренутна вредност (означена малим словима - и, у, е). Међутим, тешко је процијенити измјеничну струју, рад који он обавља, топлину коју ствара тренутна вриједност, јер се она стално мијења. Због тога се примењује струја, која карактерише јачину једносмерне струје, која емитује толико топлоте као што је наизменична струја пролази кроз проводник.