Электричество незаменимо в нашей повседневной жизни. От него зависит работа бытовых приборов, освещение и многое другое. Но мало кто знает, что существует два основных вида электрического тока – постоянный и переменный. Давайте разберемся, как их обозначают и в чем различия. Эта информация пригодится каждому, кто интересуется электротехникой.
Основные понятия
Электрический ток бывает двух основных видов: постоянный (direct current, DC) и переменный (alternating current, AC). Давайте разберемся в определениях.
Постоянный ток (DC) — это ток, который течет только в одном направлении по проводнику от плюса к минусу. Его величина со временем не меняется.
Переменный ток (AC) — это ток, который периодически меняет свое направление. При этом также меняется и его величина от максимального значения в одну сторону до максимального значения в другую сторону.
Постоянный ток был открыт еще в начале 19 века итальянским ученым Алессандро Вольта. Он изобрел первый химический источник тока - вольтаический столб . А переменный ток появился позже благодаря изобретениям Фарадея, Тесла и других ученых.
Ключевые различия между видами тока:
- Постоянство направления и величины (есть у DC, нет у AC)
- Возможность трансформации напряжения (есть у AC, нет у DC)
- Способ получения (генераторы, батарейки и т.д.)
Постоянный ток чаще используется в электронике, бытовых приборах, на транспорте. А переменный - для передачи электроэнергии на расстояние и в промышленных масштабах.
Условные графические обозначения
Для удобства на электрических схемах и приборах используется специальная символика. Вот основные обозначения разных видов тока:
- Постоянный ток (DC) — две параллельные линии разной длины (короткая линия может быть пунктирной):
——или—--- - Переменный ток (AC) — знак "волна":
~
Также широко используются буквенные обозначения AC и DC. Например, на корпусе зарядного устройства для телефона можно увидеть надпись "Input: 100-240V ~ 50/60Hz" (переменный входной ток) и "Output: 5V —— 2A" (выходной постоянный ток).
Существуют международные стандарты IEC, регламентирующие графические обозначения в электротехнике. Например, стандарт IEC 60617 устанавливает следующие базовые обозначения:
| Постоянный ток | —— |
| Переменный ток (однофазный) | ~ |
Эти обозначения используются повсеместно и позволяют «говорить на одном языке» инженерам и техникам разных стран.
Обозначение переменного тока
Рассмотрим более подробно варианты обозначения переменного тока.
Однофазный и многофазный ток
В зависимости от количества фаз (каналов) передачи энергии, переменный ток бывает:
- Однофазный (один провод)
- Двухфазный (два провода)
- Трехфазный (три провода)
Обозначение фазности тока на схеме:
- Одна волна
~- однофазный ток - Две волны
~~- двухфазный ток - Цифра 3 рядом с волной
3~- трехфазный ток
Для бытовых целей чаще используется однофазный переменный ток, а в промышленности - трехфазный.
Частота и период переменного тока
Частота показывает, сколько раз в секунду меняется направление тока в электросети. В России и Европе стандартная частота переменного тока составляет 50 Гц.
Период - это время одного полного цикла смены направления. Для 50 Гц период равен 1/50 = 0,02 секунды.
На схемах и устройствах частоту и напряжение тока обычно указывают вместе. Например, ~220В 50Гц на задней панели телевизора.
Формы кривой переменного тока
Графически переменный ток изображают в виде синусоиды - плавной волнообразной кривой. Но бывают и другие формы:
- Синусоида - самая распространенная форма, идеальная кривая
- Меандр - прямоугольные импульсы
- Треугольная - пилообразная форма
Форма кривой зависит от источника переменного тока и назначения. Например, для передачи энергии используется синусоида, а в электронных устройствах можно увидеть разные варианты.
Обозначение постоянного тока
Постоянный ток на схемах обозначается двумя параллельными линиями —— как мы уже говорили ранее. Давайте теперь более подробно разберем обозначение его полярности.
Полярность постоянного тока
У постоянного тока есть важная характеристика - полярность, которая определяет направление движения заряда. Положительный полюс (+) имеет избыток положительных зарядов, а отрицательный (-) - избыток электронов.
На схемах и устройствах полярность постоянного тока обозначается так:
- Положительный полюс -
+ - Отрицательный полюс -
-
Например, на клеммах аккумулятора для автомобиля указывается "+" и "-". Это важно для правильного подключения.
Источники постоянного тока
Основные источники (генераторы) постоянного электрического тока:
- Гальванические элементы (батарейки)
- Аккумуляторы
- Выпрямители переменного тока
- Генераторы постоянного тока
- Солнечные батареи
В промышленных масштабах чаще применяют выпрямители и генераторы постоянного тока, которые преобразуют энергию из переменного тока.
Применение постоянного тока
Постоянный электрический ток используется:
- В электронных устройствах (гаджеты, бытовая техника)
- Для зарядки аккумуляторов
- В автомобилях
- В системах бесперебойного питания
- В промышленных установках большой мощности
Преимущества постоянного тока в его относительной простоте генерирования и стабильности параметров. А к недостаткам можно отнести сложность передачи электроэнергии на большие расстояния.
Измерение параметров постоянного тока
Для измерений используются мультиметры и другие приборы. При этом нужно учитывать полярность подключения к источнику постоянного напряжения или тока.
На мультиметре предусмотрен специальный режим для работы с постоянным током, обозначаемый как "DCV" или "DC".
Правила измерения постоянного тока
При работе с источниками постоянного напряжения нужно соблюдать определенные правила техники безопасности:
- Перед началом измерений убедитесь, что прибор переведен в режим "DCV" или "DC"
- Сопоставьте полярность концов измерительных проводов с полярностью источника
- Соблюдайте допустимые пределы измерения тока и напряжения
- Будьте внимательны при работе с источниками высокого напряжения
При неправильном подключении возможен выход из строя измерительного прибора.
Подключение бытовых приборов постоянного тока
Многие современные гаджеты и бытовые приборы работают от источников постоянного тока низкого напряжения:
- Смартфоны и планшеты
- Портативные колонки
- Электронные книги
Для их питания используются адаптеры и зарядные устройства. При выборе адаптера важно следить за соответствием выходных параметров постоянного тока (напряжение, сила тока) паспортным данным устройства.
Определение наличия постоянного тока
Как определить, идет ли из розетки или источника постоянный ток, не имея специальных приборов? Существует несколько признаков:
- Подключите лампочку накаливания - если она не мигает, значит ток постоянный
- Используйте жидкокристаллический индикатор (жидкокристалл меняет цвет при наличии переменного тока)
Но лучше всего воспользоваться мультиметром в режиме измерения постоянного тока для точного определения его наличия и параметров.
