Що називають змінним струмом Змінний та постійний струм. Загальні поняття

Електричний струм- рух заряджених частинок по провіднику у певному напрямку. Точніше, це величина, яка показує, скільки заряджених частинок пройшло через провідник за одиницю часу. Якщо за одну секунду через поперечний переріз провідника пройшло кількість заряджених частинок завбільшки в один кулон, то по даному провідникутече струм величиною в один ампер (позначення сили струму відповідно до міжнародної системи СІ). Величину електричного струму (кількість ампер) називають силою струму. Залежно від зміни величини у часі струм буває постійним та змінним.

Постійний струм- це електричний струм, який не змінює свого напряму з часом. Змінний струм- з часом у певної закономірності змінює як свою величину, і напрям. Причому ці зміни повторюються через певні проміжки часу - тобто вони періодичні.

Змінний та постійний струм в електроустановках

Для трифазної електричної мережіхарактерний змінний струм. Протікання змінного струмуза провідниками обумовлюється наявністю джерела змінної електрорушійної сили(ЕРС), що змінює свою величину, як за величиною, так і за напрямом. В даному випадку зміна величини та напрямки ЕРС здійснюється за законом синуса, тобто графік зміни змінного струму в часі – це синусоїда. Джерелом синусоїдальної ЕРС є генератор змінного струму.

Практично все електрообладнання електроустановок та промислових підприємствживиться від мережі змінного струму, так як це найбільш доцільно і має безліч переваг. Але є й деяке обладнання, яке працює від мережі постійного струму (або деякі його частини): синхронний двигун, електромагнітний, двигун постійного струму та інші. Для того щоб перетворити змінний струм на постійний струм(необхідний для живлення вищевказаного електроустаткування) використовують випрямлячі.

Крім того, постійний струм використовується для передачі високовольтних ліній великих потужностей електричної енергії. У цьому випадку при передачі електричної енергії на великі відстані електричні втрати значно менші, ніж при тій же передачі змінного струму.

Поняття змінного електричного струму дається у підручнику фізики загальноосвітнього навчального закладу- Школи. Змінний електричний струм має форму гармонійного синусоїдального сигналу, основними характеристиками якого є напруга і частота, що діє.
Частота – кількість повних змін полярності змінного електричного струму за одну секунду. Це означає, що струм у звичайній побутовій розетці частотою 50 Герц за одну секунду змінює свій напрямок з позитивного значення на негативне і назад рівно п'ятдесят разів. Одну повну зміну напрямку (полярності) електричного струму з позитивного значення на негативне і знову на позитивне називають періодом коливання електричного струму. Протягом періоду Тзмінний електричний струм змінює свій напрямок двічі.
Для візуального спостереження синусоїдальної форми змінного струму зазвичай використовують осцилограф. Для виключення ураження електричним струмом та захисту осцилографа від мережевої напругина вході, використовують розділові трансформатори. Для вимірювання періоду немає різниці, за якими рівнозначними (рівноамплітудними) точками його вимірювати. Можна за максимальними позитивними, або негативними вершинами, а можна і за нульовим значенням. Це пояснюється малюнку.

З підручника фізики ми знаємо, що змінний електричний струм виробляється за допомогою електричної машини- генератора. Найпростіша модель генератора - це магнітна рамка, що обертається в магнітному полі постійного магніту.
Уявімо собі прямокутну дротяну рамку з декількома витками, що рівномірно обертається в однорідному магнітному полі. Виникає у цій рамці е.р.с. індукції змінюється за синусоїдальним законом. Період коливання Тзмінного електричного струму – це повний оборот магнітної рамки навколо осі.

Одними з найважливіших параметрів електричного струму є дві величини змінного електричного струму – максимальне значення та середнє значення.
Максимальне значення напруги електричного струму Umax – це величина напруги, що відповідає максимальному значенню синусоїди. Середнє значення напруги електричного струму Uср- це величина напруги, що дорівнює значенню 0,636 від максимального. Математично це виглядає так:

U ср = 2 * U max / π = 0,636 U max

Синусоїду максимальної напруги можна проконтролювати на екрані осцилографа. Зрозуміти, що таке середнє значення змінного електричної напругиможна провівши експеримент з малюнку та опису нижче.

Використовуючи осцилограф, підключіть до входу синусоїдальну напругу. Ручкою вертикального зміщення розгортки перемістіть "нуль" розгортки на нижню лінію шкали екрана осцилографа. Розтягніть і посуньте горизонтальну розгортку так, щоб одна напівхвиля синусоїдальної напругипомістилася у десять (п'ять) клітин екрана осцилографа. Ручкою вертикальної розгортки (підсиленням) розтягніть розгортку так, щоб максимальна амплітуда напівхвилі помістилася рівно в десять (п'ять) клітин екрана осцилографа. Визначте амплітуду синусоїдів на десяти ділянках. Підсумуйте всі десять значень та поділіть на десять – знайдіть його "середній бал". В результаті Ви отримаєте значення напруги приблизно 6,36 від його максимального значення - 10.
Вимірювальні прилади – вольтметри, цешки, мультиметри для вимірювання змінної напругимають у своїй схемі випрямляч і конденсатор, що згладжує. Цей ланцюжок "округлює" множник різниці максимальної та вимірюваної напруги до числа 0,7. Тому, якщо Ви спостерігатимете на екрані осцилографа синусоїду напруги амплітудою 10 вольт, то вольтметр (цешка, мультиметр) покаже не 10, а близько 7 вольт. Ви думаєте, що у Вашій домашній розетці – 220 вольт? Так і є, та не зовсім так! 220 вольт – це середнє значення напруги побутової розетки, усереднене вимірювальним приладом – вольтметром. Максимальна напруга випливає з формули:

U max = U змін / 0,7 = 220 / 0,7 = 314,3 вольт

Саме тому, коли Вас "б'є" струмом від електричної розетки 220 вольт, знайте, що це Ваша ілюзія. Насправді Вас трясе напруга близько 315 вольт.

Трифазний струм

Поряд із простим синусоїдальним змінним струмом у техніці широко використовується так званий трифазний струм. Мало того, трифазний електричний струм - це основний вид енергії, що використовується у всьому світі. Трифазний струм набув популярності через менш витратну передачу енергії на великі відстані. Якщо для звичайного (однофазного) електричного струму потрібно два дроти, то для трифазного струму, у якого енергія втричі більша, потрібно лише три дроти. Фізичний сенс Ви дізнаєтесь у цій статті пізніше.
Уявіть, якщо навколо загальної осі обертається не одна, а три однакові рамки, площини яких повернені одна щодо одної на 120 градусів. Тоді синусоїдальні е.д.с. також буде зсунуто по фазі на 120 градусів (див. на рис).

Такі три узгоджених змінних струму називають трифазним струмом. Спрощене розташування дротяних обмоток у генераторі трифазного струму ілюструється малюнку.

Підключення обмоток генератора за трьома незалежними лініями показано на малюнку нижче.

Таке підключення шістьома проводами досить громіздко. Так як для явищ в електричних ланцюгах важливі тільки різниці потенціалів, то один провідник може використовуватися відразу для двох фаз, без зниження здатності навантаження по кожній з фаз. Іншими словами, у разі підключення обмоток генератора за схемою "зірка" з використанням "нуля", передача енергії від трьох джерел проводиться за чотирма дроти (див. рис.), в яких один є загальним - нульовим дротом.

За трьома проводами може передаватися енергія відразу від трьох (фактично незалежних) джерел електричного струму з'єднаних "трикутником".

У промислових генераторах і трансформаторах, що перетворюють, "трикутником" зазвичай підключається міжфазна напруга 220 вольт. При цьому "нульовий" дріт відсутній. "Зірка" використовується для передачі напруги мережі з використанням "нуля". При цьому на фазі щодо "нуля" діє напруга 220 вольт. Міжфазна напруга при цьому дорівнює 380 вольт.

Частим явищем у часи "злочинної демократії" було згоряння побутової апаратури в квартирах доброчесних громадян, коли через слабку проводку згоряв загальний "нуль", тоді залежно від того, яка кількість побутових приладіввключено у квартири, горіли телевізори та холодильники у того, хто їх найменше включав. Викликано це явищем "перекосу фаз", що виникало при урвищі нуля. У розетку доброчесних громадян замість 220 вольт спрямовувалася міжфазна напруга 380 вольт. Дотепер у багатьох комуналках та спорудах нагадують житло наших російських міст і ваг цього явища до кінця не викорінилося.

ОТРИМАННЯ ЗМІННОГО СТРУМУ

У промисловості в основному застосовують синусоїдальний змінний струм, який, на відміну від постійного, кожну мить змінює своє значення і періодично напрямок. Для отримання такого струму використовують джерела електричної енергії, що створюють змінну е. д. с, періодично змінюється за величиною та напрямком; такі джерела називаються генераторами змінного струму. Принцип отримання змінного струму.Найпростішим генератором змінного струму може бути виток, що обертається в рівномірному магнітному полі (рис. 168, а). Користуючись правилом правої руки, легко визначити, що у процесі обертання витка напрямок е. д.с. е, індукованої в робочих ділянках 1 і 2 витка, безперервно змінюється (показано стрілками), отже, змінюється і напрямок струму, що проходить по замкненому ланцюгу. За законом електромагнітної індукції е. д. с, що індукується у витку при обертанні його з окружною швидкістю? в магнітному полі з індукцією,

2l - довжина двох робочих частин витка, що у магнітному полі;

Кут між напрямком силових магнітних ліній і напрямком руху витка в момент часу (напрямком вектора швидкості?).

При обертанні витка з кутовою швидкістю? кут? = ?t, отже,

e = 2lBv sin?t.

Змінний кут? t називається фазоюе. д. с. Величина 2lB? є максимальним значенням е. д. с. е, яке вона приймає при t = 90° (коли площина витка перпендикулярна силовим магнітним лініям). Позначивши його Отримаємо:

е = Е т sin ?t.

Отримана залежність зміни е. д. с. е від кута?t або від часу t графічно зображується синусоїдою (рис. 168, б). Е. д. с, струми і напруги, що змінюють свої значення та напрямки за законом синусоїди, називаються синусоїдальними. Ось, якою відкладають кути? t, можна як вісь часу t. Розглянемо кілька окремих положень витка. У момент часу, що відповідає куту?t 1 (див. рис. 168, а), коли виток знаходиться в горизонтальному положенні, його робочі ділянки ніби ковзають уздовж силових магнітних ліній, не перетинаючи їх; тому в цей момент е. д. с. у них індукується (точка 1 на рис. 168,б). При подальшому повороті витка сторони почнуть перетинати магнітні силові лінії. У міру збільшення кута повороту збільшується і число силових ліній, що перетинаються сторонами витка в одиницю часу, відповідно зростає індукована у витку е. д. с е. У момент часу, відповідний куту?t 2 , виток перетинає найбільше силових магнітних ліній, так як його робочі ділянки 1 і 2 рухаються перпендикулярно силовим лініям магнітного поля; у цей момент е. д. с. е досягає свого максимального значення Е т (точка 2 на графіці). При подальшому обертанні витка число силових ліній, що перетинаються, зменшується і відповідно зменшується індукована у витку е. д. с. У момент часу, що відповідає куту робочі ділянки витка знову ніби ковзають уздовж магнітних силових ліній, внаслідок чого е. д. с. е дорівнюватиме нулю (точка 3). Потім робочі ділянки 1 і 2 витка знову починають перетинати магнітні силові лінії, але вже в іншому напрямку, тому у витку утворюється е. д. с. протилежного спрямування. У момент часу, який відповідає куту?t 4 . при вертикальному розташуванні витка е. д. с. досягає максимального значення - Е т (точка 4), потім вона зменшується, і в момент часу, що відповідає?t5, знову стає рівною нулю (точка 5). При подальшому русі витка з кожним

Рис. 168. Індукування синусоїдальної е. д. с. (а) та крива її зміни (б)

новим оборотом описаний вище процес індукування е. д. с. повторюватиметься.

У сучасних генераторах змінного струму магніти або електромагніти, що створюють магнітне поле, зазвичай розташовуються на частині машини, що обертається - роторе, А витки, в яких індукується змінна е. д. с, - на нерухомій частині генератора - Статор. Однак з точки зору принципу дії генератора змінного струму байдуже, на якій частині машини - ротор або статир - розташовані витки, в яких індукується змінна е. д. с.

Робота приймачів електричної енергії за змінного струму.Якщо підключити до генератора змінного струму електричну лампу (див. мал. 168, а), то нитка її періодично розжарюватиметься і остигатиме. Однак якщо частота змін змінного струму досить велика, то нитка лампи не встигатиме охолоджуватися і око людини не вловлюватиме змін її напруження. Такі ж умови мають місце при роботі електродвигунів змінного струму; такий двигун при роботі отримує від джерела імпульси змінного струму, що йдуть один за одним з великою частотою, і його ротор обертатиметься з постійною частотою.

Змінним називається струм, сила та напрямок якого змінюються періодично в часі. У техніці застосовується змінний струм, що змінюється синусоїдою. Отримання змінного струму ґрунтується на явищі електромагнітної індукції.

На рис. 161 схематично зображено отримання синусоїдального змінного струму. Зліва на схемі апоказані: полюси магніту (північний N і південний S), кружальцями різні положення провідника в магнітному полі; при цьому знаком плюс (+) позначають, що в даному положенні струм йде від нас за площину креслення, а точкою (.), Що струм йде від площини креслення на нас.

На схемі рис. 161, бпредставлено зміну сили та напрями струму по зовнішньому ланцюгу замкнутого провідника за його повний поворот між полюсами магнітів. По горизонтальній осі графіка відкладено час, а вертикальної осі - значення струму. Як випливає з кривої графіка, що є синусоїдом, за один повний поворот залежно від кута, під яким провідник перетинає магнітні силові лінії, значення струму змінюється від нуля до максимального, а по знаку - від плюса до мінуса.

Машина, що служить отримання змінного струму, називається генератором змінного струму, принцип дії якого можна усвідомити з наступного.

Якщо виконати провідник у вигляді витка, помістити його між полюсами (рис. 161, в)і обертати у напрямку руху годинникової стрілки, то в ньому індуктуватиметься е. е., спрямована при обертанні його під північним полюсом від нас і при обертанні його під південним полюсом - на нас. Так як сторони витка поперемінно переміщуються під північним полюсом, то під південним і перетинають при цьому магнітні силові лінії під різними кутами, то е. д. е., що індуктується у витку, буде змінюватися за значенням та напрямком. Приєднавши кінці витка до двох контактних кільців, ізольованим між собою і від валу, і наклавши на кільця нерухомі щітки, з'єднані із зовнішнім ланцюгом, будемо отримувати змінну е. д. с, і в зовнішньому ланцюзі потече змінний струм.

Змінний струм характеризується такими величинами: періодом, частотою, амплітудою.

Під періодом розуміють проміжок часу, протягом якого відбувається повний цикл змін струму за значенням та напрямком. Кожен наступний період струму є повторенням попереднього. Період позначається буквою Т(див. рис. 161, б)і іноді виражається не в часі, а в градусах.

Частотою називається число циклів змін струму в часі (періодів 1 с). Частота - величина, зворотна періоду, позначається "літерою f, тобто f = 1/Т. За одиницю вимірювання частоти прийнятий герц (Гц). У СРСР прийнята частота змінного струму 50 Гц.

Амплітудою називається найбільше з миттєвих значень струму, якого досягає протягом періоду. Як випливає з рис. 161, б,за один період змінний струм досягає амплітудного значення двічі.

Закони постійного струму застосовні до ланцюгів змінного струму лише у випадках, коли ці ланцюги складаються з активних опорів у зв'язку із застосуванням ламп розжарювання, реостатів. Однак у багатьох випадках цеп.переменного струму, крім активного опору, містить котушки самоіндукції, обмотки електродвигунів, конденсатори та інші прилади, які вносять у ланцюг так зване " реактивний опір, що впливає струм у ланцюга " змінного струму, унаслідок чого закон Ома у вигляді, як він застосовується для ланцюга постійного струму, недійсний для ланцюга змінного струму.

Для того щоб знайти діючий струм у нерозгалуженому ланцюгу змінного струму, потрібно підрахувати повний опір ланцюга з урахуванням всіх резисторів, що входять до нього. Загалом при наявності в ланцюгу активного R,індуктивного Xlта ємнісного опорів Х зповний опір ланцюга змінного струму визначається за формулою

Тоді значення струму, що діє, в ціні змінного струму з послідовно включеними резисторами R ,X Lі Х зпри відомій напрузі Uвизначиться за формулою

I = U/Z.

Ця формула має таке саме значення, яке закон Ома для ланцюга постійного струму. Якщо включити в ланцюг змінного струму амперметр, він покаже значення; в 1,4 рази менше амплітудного струму. Це значення струму називають діючим або ефективним значенням змінного струму. Для синусоїдального змінного струму діючі значеннянапруги Uта електрорушійної сили Ебудуть також менше амплітудних їх значень у 1,4 рази. Вимірювальні прилади, включені в ланцюг змінного струму, показують діючі значення вимірюваної величі.

У деяких випадках потрібно знати не діюче, а середнє значення змінного струму, яке, як показують досліди та розрахунки, дорівнює його амплітудному значенню, помноженому на 0,637.

Якщо між полюсами обертати циліндр, на якому розташовані не одна, а три обмотки, зміщені кожна по відношенню до інших на кут 120 е то наводиться в кожній обмотці е. д. с. досягає амплітудного значення не один час, а відрізняється за фазами па 1/3 періоду (120°), як це показано на рис. 162.

На рис. 162 зліва схематично зображено магніт з полюсами і циліндр, що обертається між ними, з обмотками 1, 2 і 3, зміщеними щодо один одного на 120°, а праворуч представлений графік синусоїд зміни е. д. с. струму у цих обмотках. Як випливає з графіка, синусоїди зміщені один на одного на певний кут φ (рис. 162), званий фазним. При обертанні кожна обмотка є самостійним джерелом однофазного змінного струму.

Трьох фазним струмом називається сукупність трьох змінних струмів однакової частоти, зрушених на 1/3 періоду (120"). Трифазний струм виробляють трифазні генераторизмінного струму, з'єднання обмоток у яких роблять зіркою чи трикутником (рис. 163).

При з'єднанні зіркою (рис. 163, а)початкові кінці всіх фазних обмоток йдуть у зовнішній ланцюг, другі кінці обмоток з'єднані між собою. Споживач можна увімкнути між будь-якою парою лінійних проводів або між будь-яким лінійним проводом та нульовим. При з'єднанні трикутником (рис. 163 б)кінець першої обмотки фази приєднується до початку другої, кінець другої - на початок третьої, кінець третьої - на початок першої.

Напруга між початком і кінцем фази називається фазною напругою і позначається UфНапруга між кінцями фаз або проводами називається лінійною напругою і позначається Uл- Відповідно і сила струму називається фазною Iфабо лінійної I л -

При з'єднанні фаз генератора або приймача зіркою лінійний струмдорівнює фазному, а лінійна напругав 1,73 рази більше за фазну напругу. При з'єднанні трикутником лінійна напруга дорівнює фазному, а лінійний струм у 1,73 рази більший за фазний.

Контрольні питання:

1. Які тіла називаються магнітами та в чому виявляються їх магнітні властивості?

2. Яким чином можна визначити напрямок магнітного поля та його силових ліній, що виникають навколо провідника зі струмом?

3. Що називається магнітною індукцією, магнітним потоком та магнітним ланцюгом?

4. У чому сутність пристрою та дії електромагніту?

5. Як проявляється взаємодія між магнітним полем та провідником зі струмом?

6. Що Ви розумієте під електромагнітною індукцією, самоіндукцією та взаємоіндукцією?

7. Що Ви розумієте під змінним струмом та який принцип його отримання?

8. Якими величинами характеризується змінний синусоїдальний струм?

9. Який струм називають трифазним і як принцип його отримання?

Рух електронів у провіднику

Щоб розуміти, що таке струм і звідки він береться, потрібно мати трохи знань про будову атомів та закони їхньої поведінки. Атоми складаються з нейтронів (з нейтральним зарядом), протонів (позитивний заряд) та електронів (негативний заряд).

Електричний струм виникає в результаті спрямованого переміщення протонів та електронів, а також іонів. Як можна спрямувати рух цих частинок? Під час будь-якої хімічної операції електрони відриваються і переходять від одного атома до іншого.

Ті атоми, яких «відірвався» електрон стають позитивно зарядженим (аніони), ті до яких приєднався – негативно зарядженими і називаються катіонами. Внаслідок цих «перебігань» електронів виникає електричний струм.

Природно, цей процес не може продовжуватися вічно, електричний струм зникне, коли всі атоми системи стабілізуються і матимуть нейтральний заряд (відмінний побутовий приклад – звичайна батарейка, яка «сідає» в результаті закінчення хімічної реакції).

Історія вивчення

Стародавні греки першими помітили цікаве явище: якщо потерти камінь бурштину об вовняну тканину, він починає притягувати дрібні предмети. Наступні кроки почали робити вчені та винахідники епохи ренесансу, які збудували кілька цікавих пристроїв, що демонстрували це явище.

Новим етапом вивчення електрики стали роботи американця Бенджаміна Франкліна, зокрема його досліди з Лейденівською банкою – першим у світі електроконденсатором.

Саме Франклін ввів поняття позитивних та негативних зарядів, а також він вигадав громовідвід. І нарешті вивчення електроструму стало точною наукою після опису закону Кулона.

Основні закономірності та сили в електричному струмі

Закон Ома – його формула визначає взаємозв'язок сили, напруги та опору. Відкритий у 19-му столітті німецьким ученим Георгом Сімоном Омом. Одиниця виміру електроопору названа на його честь. Його відкриття були дуже корисні для практичного використання.

Закон Джоуля – Ленца каже, що на будь-якій ділянці електричного ланцюгавідбувається робота. Внаслідок цієї роботи нагрівається провідник. Такий тепловий ефект часто використовується на практиці в інженерії та техніці (відмінний приклад – лампа розжарювання).

Рух зарядів при цьому відбувається робота

Ця закономірність отримала таку назву тому що одразу 2 вчених приблизно одночасно і незалежно, вивели її за допомогою дослідів
.

На початку 19 століття британський учений Фарадей здогадався, що змінюючи кількість ліній індукції, які пронизують поверхню обмежену замкнутим контуром, можна зробити індукційний струм. Сторонні сили, що діють на вільні частки, називають електрорушійною силою(ЕРС індукції).

Різновиди, характеристики та одиниці виміру

Електричний струм може бути або змінним, або постійним.

Постійний електрострум - це струм, який не змінює свій напрямок і знак у часі, однак він може змінювати свою величину. Постійний електрострум як джерело найчастіше використовує гальванічні елементи.

Змінним називається той, який змінює напрямок та знак за законом косинуса. Його характеристикою є частота. Одиниці виміру у системі СІ – Герці (Гц).

В останні десятиліття дуже велике поширення набув. Це вид змінного струму, який включає 3 ланцюги. У цих ланцюгах діє змінні ЕРС однакової частоти, але розгорнуті по фазі одна щодо іншої на третину періоду. Фазою називають кожен окремий електроланцюг.

Майже всі сучасні генератори виробляють трифазний електрострум.

• Сила та кількість струму

Сила струму залежить від величини заряду, що протікає в електроланцюзі за одиницю часу. Сила струму це відношення електрозаряду, що проходить крізь переріз провідника, на час його проходження.

У системі СІ одиниця виміру сили заряду – кулон (Кл), часу – секунда (с). У результаті отримуємо Кл/с, цю одиницю називають Ампер (A). Вимірюється сила електроструму за допомогою приладу – амперметра.

• Напруга

Напруга - це співвідношення роботи до величини заряду. Робота вимірюється у джоулях (Дж), заряд у кулонах. Ця одиниця називається Вольт (В).

• Електричний опір

Показання амперметра на різних провідниках дають різні значення. А для того, щоб заміряти потужність електроланцюжка довелося б використовувати 3 прилади. Явище пояснюється лише тим, що з кожного провідника різна провідність. Одиниця виміру називається Ом і позначається латинською літерою R. Опір також залежить і від довжини провідника.

• Електрична ємність

Два провідники, які ізольовані один від другого, можуть накопичувати електричні заряди. Це явище характеризується фіз. величиною, яку називають електричною ємністю. Її одиницею виміру – фарад (Ф).

• Потужність та робота електричного струму

Робота електроструму на конкретній ділянці ланцюга дорівнює перемноженню напруги струму на силу та час. Напруга міряють вольтами, силу амперами, час секундами. Одиницею виміру роботи прийняли Джоуль (Дж).

Потужність електроструму - це відношення роботи до часу її скоєння. Потужність позначають буквою P та вимірюють ватами (Вт). Формула потужності дуже проста: Сила струму помножена на напругу струму.

Існує також одиниця звана ват-годину. Її не слід плутати з ватами, це 2 різні фізичні величини. У ВАТ вимірюють потужність (швидкість споживання або передачі енергії), а у ВАТ-годинах виражається енергія вироблена за конкретний час. Цей вимір часто застосовують щодо побутових електроприладів.

Наприклад, лампа потужність якої дорівнює 100 Вт працювала протягом однієї години, вона споживала 100 Вт * год, а лампочка потужність якої 40 ват потребує стільки ж електроенергії за 2.5 години.

Для того, щоб заміряти потужність електроланцюжка використовують ватметр

Який вид струму ефективніший і яка між ними різниця?

Постійний електрострум легко використовувати у випадку паралельного підключеннягенераторів, для змінного потрібна синхронізація генератора та енергосистеми.

В історії сталася подія під назвою "Війна струмів". Ця «війна» відбулася між двома геніальними винахідниками – Томасом Едісоном та Миколою Теслою. Перший підтримував і активно просував постійний електрострум, а другий змінний. «Війна» закінчилася перемогою Тесли у 2007 році, коли Нью-Йорк остаточно перейшов на змінний.

Різниця в ефективності передачі енергії на відстані виявилося величезним на користь змінного струму. Постійний електрострум неможливо використовувати, якщо станція знаходяться далеко від споживача.

Але постійний все одно знайшов сферу застосування: він широко використовується в електротехніці, гальванізації, деяких видах зварювання. Також постійний електрострум набув дуже великого поширення у сфері міського транспорту (тролейбуси, трамваї, метро).

Звичайно, не буває поганих або хороших струмів, кожен вид має свої переваги і недоліки, найголовніше - правильно їх використовувати.

Крім постійного (незмінного в часі) струму є змінний струм, який згодом змінює свою величину та напрямок.

Генератори електрики, у тому числі й автомобільні, виробляють змінний струм, який потім перетворюється на постійний.

Як правило, змінний струм змінюється у часі за синусоїдальним законом. Для його опису існують додаткові параметри - частота та амплітуда.

Рисунок 10. Сила струму

Частота - величина, яка показує, скільки повних коливань здійснює струм (або напруга) за секунду. Вимірюється частота в Герцах (один Герц дорівнює одному коливанню за секунду).

Для її визначення можна використовувати спеціальний прилад – частотомір, але на практиці зазвичай користуються осцилографом, який може показати не лише частоту, а й форму сигналу.

З частотою пов'язаний інший параметр, який називається періодом. Період – це час скоєння одного повного коливання. Вимірюється період за секунди.

Амплітуда – це висота синусоїди, тобто максимальне значення струму, виміряне від нульового рівня. Вимірюється амплітуда у тих самих одиницях, як і основна величина, тобто амплітуда змінного струму вимірюється в амперах, амплітуда змінної напруги - у вольтах.

В побутової електромережізазвичай використовують частоту 50Гц. Величину напруги мережі оцінюють не за амплітудою, а за його ефективним значенням, яке дозволяє просто розраховувати потужність змінного струму. Ефективне значення можна розрахувати за амплітудою напруги та струму, використовуючи співвідношення 11е = 0,707 Urn.

Яка амплітуда напруги у побутовій електромережі? 220 вольт? Ні! Виявляється 311 Вольт, а ефективне значення напруги дорівнює 220 Вольт.

Термін "ефективне" часто опускають. Усі прилади при вимірі ланцюгах змінного струму показують ефективні значення.

Залежно від значення частоти коливання набули різні назви, наведені нижче.

Зверніть увагу, що тільки починаючи з частоти 100 кГц, коливання можуть вільно випромінюватись у повітряному середовищі. Однак ці ж коливання чудово передаються і по проводах, що забезпечує їх широке використання в автомобільних іммобілайзерах.

Якщо коротко, сигнал від ключа-транспондера, вставленого в замок запалювання, передається в повітряному середовищі на антену приймача, встановлену на цьому замку. З іншого боку, при використанні модуля обходу штатного іммобілайзера сигнал від ключа-транспондера, захованого в підкапотному просторі, йде по проводах до тієї ж антени.

Таблиця 8. Діапазон частот різних коливань

Назва коливань Діапазон частот, Гц Звукові Ультразвукові 20 000- 1 00 000 Радіохвилі Інфрачервоні промені Світло світло 4х10" 4 -7,5х10" 4 Ультрафіолетові промені Рентгенівські промені Гамма промені

Ознайомитись із областю застосування радіочастот Вам допоможе ще одна таблиця.

Середні хвилі (СВ)		300 – 3000 кГц	радіомовлення
Короткі хвилі (KB)			Радіомовлення; Аматорський радіозв'язок (27 МГц).
Ультракороткі хвилі (УКХ)
А) метрові			Радіомовлення; Телебачення
Б) дециметрові		300 – 3000 МГц	Радіомовлення; Стільниковий зв'язок (900 МГц; 1800 МГц); GPS-навігація; Частота брелків автосигналізацій 433, 92 МГц та 867,8 МГц
В) сантиметрові			Радіолокація; Bluetooth (2,4 – 2,48 ГТц); Датчики обсягу; Іммобілайзери.
Г) міліметрові			радіолокація

Рисунок 11. Схема-пам'ятка "Закон Ома"

Основні елементи електричного кола

З теорією електрики майже закінчено, залишилося розглянути основні елементи електричного кола, які можуть знадобитися під час монтажу охоронного обладнання.