Джерела живлення змінного струму. Постійний і змінний струм
Будь-яка людина, що вибрала роботу з електротехнікою своєю професією, повинен дуже добре розбиратися в тому, які бувають джерела електроживлення, які їхні особливості і відмінності. Насправді нічого складного немає, що ми і покажемо в цій статті.
Важко уявити, як би виглядав сучасний світ, зникни з нього електрична енергія і супутні електроприлади. Ймовірно, людство все так же використовувало б парові машини і мускульну силу тварин і своїх же побратимів. Не можна однозначно сказати, хто саме вперше відкрив електричну енергію: так, прядильниці в стародавній Сирії використовували властивість бурштину намагнічуватися (електризуватися), Аристотель намагався вивчати можливості електричного ската, ну а про небезпеку блискавки відомо з початку світу (недарма деякі народності її обожнювали).
Електричний струм буває двох різновидів - змінний і постійний. Дане відміну обумовлено способом його отримання. Відповідно, джерела живлення змінного струму видають струм першого типу, а постійного - другого. До речі, тут поділ на «перший - другий» умовно. В електротехніці застосовують як джерела живлення змінного струму, так і постійного. Давайте згадаємо трохи теорії.
Будь-який електричний струм являє собою рух заряджених частинок, що направляється по проводящему матеріалу електрорушійної силою ЕРС. Зовнішній вплив повідомляє деяким електронам, що знаходяться на зовнішніх орбітах атомів, додаткову енергію, достатню для подолання тяжіння ядра. В результаті з'являються вільні носії зарядів - іони і електрони. Відповідно до закону збереження енергії виникає процес природної рекомбінації часток у прилеглих атомів у вузлах решітки. Без зовнішнього впливу структура матеріалу відновиться. Однак якщо до провідника підключено джерело ЕРС, то генерується їм поле направляє рекомбінацію в потрібному напрямку - виникає електричний струм. Джерело змінного струму фактично являє собою генератор ЕРС, вектор спрямованості якої періодично змінюється на протилежний. Звідси і назва «змінний». Джерела живлення змінного струму в більшості випадків представлені генеруючими потужностями - генератори на сучасних електростанціях створюють саме змінний струм. Вони більш надійні в експлуатації і прості в обслуговуванні, ніж колекторні моделі для постійного струму. На схемах джерела живлення змінного струму часто позначаються кружком з хвилею всередині. Ця хвиля - символічне зображення синусоїди.
Джерело змінного струму створює рух частинок не тільки із змінним напрямком, а й «плаваючим» діючим значенням. Сама синусоїда вказує, що періодично значення проходить через нуль.
Зовсім на іншому принципі засновані джерела постійного струму. Вони створюють у провіднику незмінне у напрямку електричне поле, яке формує спрямований рух володіють зарядом частинок. Прийнято вважати, що струм протікає від плюсового контакту до мінусової (від позитивного до негативного). Насправді ж рух електронів відбувається у зворотному напрямку - від мінуса до плюса. Так як заряд одиничного електрона негативний, то полюс зі знаком «мінус» вказує на надлишок цих частинок (звідси загальний заряд). Виходячи з того, що разноименно заряджені частинки взаємно притягуються, неважко здогадатися, що електрони по провіднику рухаються від «мінуса» до «плюса». Допускається штучна зміна діючого значення - від цього ток не перестає бути постійним. Існує велика кількість різних рішень, що дозволяють перетворювати постійний струм в змінний (генератори синусоїди) і навпаки (випрямлячі, мости).