Le courant est le mouvement des électrons dans une certaine direction. Il est également nécessaire que les électrons se déplacent dans nos appareils. D'où vient le courant dans la prise ?

Une centrale électrique convertit l’énergie cinétique des électrons en énergie électrique. Autrement dit, une centrale hydroélectrique utilise de l’eau courante pour faire tourner une turbine. L'hélice de la turbine fait tourner une boule de cuivre entre deux aimants. Les aimants forcent les électrons du cuivre à se déplacer, ce qui entraîne le déplacement des électrons des fils connectés à la boule de cuivre, ce qui génère un courant.

Le générateur est comme une pompe à eau et le fil est comme un tuyau. Le générateur-pompe pompe des électrons-eau à travers des fils-tuyaux.

Le courant alternatif est le courant que nous avons dans la prise. On l’appelle variable car la direction du mouvement des électrons change constamment. L'alimentation secteur provenant des prises a des fréquences différentes et tension électrique. Qu'est-ce que ça veut dire? DANS Prises russes fréquence 50 hertz et tension 220 volts. Il s'avère qu'en une seconde, le flux d'électrons change 50 fois la direction du mouvement des électrons et la charge de positive à négative. Vous pouvez remarquer un changement de direction dans les lampes fluorescentes lorsque vous les allumez. Pendant que les électrons accélèrent, ils clignotent plusieurs fois - il s'agit d'un changement de direction du mouvement. Et 220 volts est la « pression » maximale possible avec laquelle les électrons se déplacent dans ce réseau.

En courant alternatif, la charge change constamment. Cela signifie que la tension est soit de 100 %, puis de 0 %, puis à nouveau de 100 %. Si la tension était constante à 100 %, un fil de très grand diamètre serait nécessaire, mais avec une charge variable, les fils pourraient être plus fins. C'est confortable. Une centrale électrique peut envoyer des millions de volts à travers un petit fil, puis un transformateur pour une maison individuelle prend, par exemple, 10 000 volts, et en délivre 220 à chaque prise.

Le courant continu est le courant que vous avez dans la ou les batteries de votre téléphone. On l’appelle constante car la direction dans laquelle les électrons se déplacent ne change pas. Dispositif de chargement Ils transforment le courant alternatif du réseau en courant continu, et sous cette forme il aboutit dans les batteries.

Contenu:

Le débat dure depuis des décennies sur le type de courant le plus dangereux : alternatif ou direct. Certains soutiennent que c'est la tension corrigée qui constitue la plus grande menace, d'autres sont sincèrement convaincus que la sinusoïde du courant alternatif, coïncidant en amplitude avec les battements du cœur humain, l'arrête. Mais comme cela arrive toujours dans la vie, il y a tellement d’opinions. Il convient donc d’examiner cette question uniquement sous l’angle point scientifique vision. Mais cela vaut la peine de le faire dans un langage compréhensible même pour les nuls, car... Tout le monde n’a pas une formation en génie électrique. En même temps, tout le monde souhaite probablement connaître l’origine du courant continu et alternatif.

Par où commencer ? Oui, probablement, d'après les définitions - qu'est-ce que l'électricité, pourquoi est-elle appelée variable ou constante, lequel de ces types est le plus dangereux et pourquoi.

La plupart des gens savent que le courant continu peut être obtenu à partir de diverses unités ou batteries, et que le courant alternatif est fourni aux appartements et aux locaux via le réseau électrique et grâce à lui, ils fonctionnent appareils électroménagers et l'éclairage. Mais peu de gens se demandent pourquoi une tension vous permet d'en obtenir une autre et pourquoi elle est nécessaire.

Il est logique de répondre à toutes les questions qui se posent.

Qu’est-ce que le courant électrique ?

Le courant électrique est une quantité constante ou variable qui résulte du mouvement dirigé ou ordonné créé par des particules chargées - dans les métaux, ce sont des électrons, dans les électrolytes - les ions et dans les gaz - les deux. En d’autres termes, on dit que le courant électrique « circule » à travers les fils.

Certaines personnes croient à tort que chaque électron chargé se déplace le long d'un conducteur depuis la source jusqu'au consommateur. C'est faux. Il transfère uniquement la charge aux électrons voisins, restant en place. Ceux. son mouvement est chaotique, mais microscopique. Eh bien, la charge elle-même, se déplaçant le long du conducteur, atteint le consommateur.

Électricité a des paramètres de mesure tels que : la tension, c'est-à-dire sa valeur, mesurée en volts (V) et en courant, qui se mesure en ampères (A). Ce qui est très important lors de la transformation, c'est à dire en diminuant ou en augmentant à l'aide de dispositifs spéciaux, une valeur affecte l'autre en proportion inverse. Cela signifie qu'en réduisant la tension à l'aide d'un transformateur conventionnel, ils obtiennent une augmentation du courant et vice versa.

Courant continu et alternatif

La première chose à comprendre est la différence entre permanent et courant alternatif. Le fait est que le courant alternatif est non seulement plus facile à obtenir, même si cela est également important. Ses caractéristiques permettent une transmission sur n'importe quelle distance sur des conducteurs avec des pertes minimales, en particulier à des tensions plus élevées et à des puissances plus faibles. C'est pourquoi les lignes électriques entre les villes sont à haute tension. Et déjà dans les zones peuplées, le courant est transformé en une tension plus faible.

Mais le courant continu est très facile à obtenir à partir du courant alternatif, pour lequel des diodes multidirectionnelles sont utilisées (ce qu'on appelle le pont de diodes). Le fait est que le courant alternatif (AC), ou plutôt la fréquence de ses oscillations, est une sinusoïde qui, en passant par un redresseur, perd une partie des oscillations. Ainsi, la sortie produit une tension constante (AC) sans fréquence.

Il est logique de préciser en quoi, après tout, ils diffèrent.

Différences actuelles

Bien entendu, la principale différence entre le courant alternatif et le courant continu réside dans la possibilité de transférer le courant continu vers longue distance. En même temps, si le courant continu est transporté de la même manière, il n’en restera tout simplement plus. En raison de la différence de potentiel, il est consommé. Il convient également de noter que la conversion en variable est très difficile, alors que dans l'ordre inverse, une telle action est assez facile à réaliser.

Il est beaucoup plus économique de convertir l'électricité en énergie mécanique à l'aide de moteurs à courant alternatif, même s'il existe des domaines dans lesquels seuls des mécanismes à courant continu peuvent être utilisés.

Enfin et surtout, après tout, le courant alternatif est plus sûr pour les gens. C’est pour cette raison que tous les appareils utilisés au quotidien et alimentés en courant continu sont à faible courant. Mais il ne sera pas possible d’abandonner complètement l’utilisation d’un produit plus dangereux au profit d’un autre, précisément pour les raisons évoquées ci-dessus.

Tout ce qui précède conduit à une réponse généralisée à la question de savoir en quoi le courant alternatif diffère du courant continu - ce sont les caractéristiques qui influencent le choix d'une source d'alimentation particulière dans une certaine zone.

Transmission de courant sur de longues distances

Certaines personnes se posent une question à laquelle une réponse superficielle a été donnée ci-dessus : pourquoi de la très haute tension traverse-t-elle les lignes électriques ? Si vous ne connaissez pas toutes les subtilités de l’électrotechnique, vous pouvez être d’accord avec cette question. En effet, si une tension de 380 V traversait les lignes électriques, il ne serait alors pas nécessaire d'installer des sous-stations de transformation coûteuses. Et vous n’auriez pas à dépenser d’argent pour leur entretien, n’est-ce pas ? Il s'avère que non.

Le fait est que la section du conducteur à travers lequel circule l'électricité ne dépend que de l'intensité du courant et de sa consommation électrique, la tension restant complètement à l'écart. Cela signifie qu'avec un courant de 2 A et une tension de 25 000 V, vous pouvez utiliser le même fil que pour du 220 V avec le même 2 A. Alors qu'en découle-t-il ?

Ici, il faut revenir à la loi de proportionnalité inverse - lors de la transformation du courant, c'est-à-dire À mesure que la tension augmente, le courant diminue et vice versa. Ainsi, le courant haute tension est envoyé au poste de transformation via des fils plus fins, ce qui garantit des pertes de transmission plus faibles.

Fonctionnalités de transfert

C'est précisément dans les pertes que réside la réponse à la question de savoir pourquoi il est impossible de transmettre du courant continu sur de longues distances. Si nous regardons le courant continu sous cet angle, c'est pour cette raison qu'après une courte distance, il n'y aura plus d'électricité dans le conducteur. Mais l’essentiel ici n’est pas les pertes d’énergie, mais leur cause immédiate, qui réside, encore une fois, dans l’une des caractéristiques du courant alternatif et continu.

Le fait est que la fréquence du courant alternatif dans les réseaux électriques publics en Russie est de 50 Hz (hertz). Cela signifie que l’amplitude de la fluctuation de charge entre le positif et le négatif est égale à 50 changements par seconde. Parlant dans un langage simple, tous les 1/50 s. la charge change de polarité, c'est la différence entre le courant continu - il y a pratiquement ou pas d'oscillations. C’est pour cette raison que le courant continu est consommé tout seul lorsqu’il circule dans un long conducteur. À propos, la fréquence d'oscillation, par exemple, aux États-Unis diffère de celle en Russie et est de 60 Hz.

Générateur

Une question très intéressante est de savoir comment le courant continu et alternatif est généré. Bien sûr, vous pouvez produire à la fois l'un et l'autre, mais ici se pose le problème de la taille et du coût. Le fait est que si nous prenons comme exemple une voiture ordinaire, il serait beaucoup plus facile d'y installer un générateur à courant continu, en excluant le pont de diodes du circuit. Mais voici le piège.

Si vous retirez le redresseur d'un générateur de voiture, il semble que le volume devrait également diminuer, mais cela n'arrivera pas. Et la raison en est les dimensions du générateur DC. De plus, le coût augmentera considérablement, c'est pourquoi des générateurs variables sont utilisés.

Il s’avère donc que la production de courant continu est bien moins rentable que celle de courant alternatif, et il existe des preuves concrètes de cela.

Deux grands inventeurs ont lancé à la fois la soi-disant « guerre des courants », qui n'a pris fin qu'en 2007. Et ses opposants étaient Nikola Tesla, George Westinghouse, fervents partisans de la tension alternative, et Thomas Edison, partisan de l'utilisation du courant continu partout. Ainsi, en 2007, la ville de New York se range complètement du côté de Tesla, marquant ainsi sa victoire. Cela vaut la peine d’entrer un peu plus dans les détails à ce sujet.

Histoire

L'entreprise de Thomas Edison, appelée Edison Electric Light, a été fondée à la fin des années 70 du 19e siècle. Puis, à l’époque des bougies, des lampes à pétrole et de l’éclairage au gaz, les lampes à incandescence produites par Edison pouvaient fonctionner en continu pendant 12 heures. Et même si cela peut paraître ridiculement peu aujourd’hui, il s’agit d’une véritable avancée. Mais déjà dans les années 1880, l'entreprise a pu non seulement breveter la production et la transmission de courant continu via un système à trois fils (c'étaient « zéro », « +110 V » et « -110 V »), mais aussi introduire une lampe à incandescence avec une ressource de 1200 heures .

C’est alors qu’est née la phrase de Thomas Edison, qui deviendra plus tard connue dans le monde entier : « Nous rendrons l’éclairage électrique si bon marché que seuls les riches allumeront des bougies ».

Eh bien, en 1887, aux États-Unis, plus de 100 centrales électriques fonctionnaient avec succès, générant du courant continu et utilisant un système à trois fils pour le transport, ce qui permet de réduire au moins légèrement les pertes d'électricité.

Mais le scientifique dans le domaine de la physique et des mathématiques, George Westinghouse, après avoir lu le brevet d'Edison, a découvert un détail très désagréable: il s'agissait d'une énorme perte d'énergie lors de la transmission. À cette époque, il existait déjà des générateurs de courant alternatif, qui n'étaient pas populaires en raison des équipements fonctionnant avec une telle énergie. À cette époque, le talentueux ingénieur Nikola Tesla travaillait encore pour Edison dans l'entreprise, mais un jour, alors qu'on lui refusait à nouveau une augmentation de salaire, Tesla ne pouvait pas le supporter et alla travailler pour un concurrent, Westinghouse. Dans un nouveau lieu, Nikola (en 1988) crée le premier compteur électrique.

C’est à partir de ce moment que commence la « guerre des courants ».

conclusions

Essayons de résumer les informations présentées. Aujourd'hui, il est impossible d'imaginer l'utilisation (tant dans la vie quotidienne que dans l'industrie) d'un seul type d'électricité - le courant continu et le courant alternatif sont présents presque partout. Après tout, il faut un endroit constant, mais sa transmission sur de longues distances est impossible et quelque part variable.

Bien sûr, il a été prouvé que le courant alternatif est beaucoup plus sûr, mais qu'en est-il des appareils qui permettent d'économiser de l'énergie plusieurs fois, alors qu'ils ne peuvent fonctionner qu'en courant continu ?

C’est pour ces raisons que les courants « coexistent désormais pacifiquement » dans nos vies, après avoir mis fin à la « guerre » qui a duré plus de 100 ans. La seule chose qu'il ne faut pas oublier est à quel point l'un est plus sûr que l'autre (permanent, Tension alternative- peu importe), cela peut causer d'énormes dommages à l'organisme, voire la mort.

Et c'est pourquoi, lorsque vous travaillez sous tension, il est nécessaire de respecter scrupuleusement toutes les normes et règles de sécurité et de ne pas oublier le soin et la précision. Après tout, comme le disait Nikola Tesla, il ne faut pas craindre l’électricité, elle doit être respectée.

Courant alternatif , contrairement à , change continuellement à la fois en ampleur et en direction, et ces changements se produisent périodiquement, c'est-à-dire qu'ils se répètent exactement à des intervalles de temps égaux.

Pour induire un tel courant dans un circuit, ils utilisent sources de courant alternatif qui créent une force électromotrice alternative qui change périodiquement d'ampleur et de direction. De telles sources sont appelées générateurs de courant alternatif.

En figue. La figure 1 montre un schéma de l'appareil (modèle) le plus simple.

Cadre rectangulaire en fil de cuivre, monté sur un essieu et tourne dans le champ grâce à un entraînement par courroie. Les extrémités du cadre sont soudées à des anneaux de contact en cuivre qui, tournant avec le cadre, glissent le long des plaques de contact (brosses).

Figure 1. Schéma d'un alternateur simple

Assurons-nous qu'un tel appareil est réellement source de champs électromagnétiques variables.

Supposons qu'un aimant crée entre ses pôles, c'est-à-dire un aimant dans lequel la densité du champ magnétique les lignes électriques dans n'importe quelle partie du champ, c'est le même. en rotation, le cadre traverse les lignes de force champ magnétique, et dans chacun de ses côtés a et b.

Les côtés c et d du cadre ne fonctionnent pas, car lorsque le cadre tourne, ils ne coupent pas les lignes de champ magnétique et ne participent donc pas à la création de la FEM.

À tout moment, la FEM apparaissant du côté a est dans la direction opposée à la FEM apparaissant du côté b, mais dans le cadre, les deux FEM agissent conformément et constituent au total la FEM totale, c'est-à-dire induite par l'ensemble du cadre.

Ceci est facile à vérifier si nous utilisons ce que nous savons pour déterminer la direction de l'EMF. règle de la main droite.

Pour ce faire, vous devez positionner la paume de votre main droite de manière à ce qu'elle soit face au pôle nord de l'aimant, et le pouce plié coïncide avec la direction de mouvement du côté du cadre dans lequel nous voulons déterminer la direction de le FEM. Ensuite, la direction de l'EMF sera indiquée par les doigts tendus de la main.

Quelle que soit la position du cadre où nous déterminons la direction de la FEM dans les côtés a et b, elles s'additionnent toujours et forment une FEM totale dans le cadre. Dans ce cas, à chaque tour du cadre, la direction de la FEM totale change dans le sens opposé, puisque chacun des côtés actifs du cadre passe sous différents pôles de l'aimant en un tour.

L'ampleur de la FEM induite dans le cadre change également, à mesure que la vitesse à laquelle les côtés du cadre croisent les lignes de champ magnétique change. En effet, au moment où le cadre s'approche de sa position verticale et la dépasse, la vitesse d'intersection des lignes de force par les côtés du cadre est la plus grande, et la plus grande FEM est induite dans le cadre. Aux moments où le cadre dépasse sa position horizontale, ses côtés semblent glisser le long des lignes de force magnétiques sans les traverser, et aucune force électromotrice n'est induite.

Ainsi, avec une rotation uniforme du cadre, une CEM y sera induite, changeant périodiquement à la fois en ampleur et en direction.

La FEM générée dans le cadre peut être mesurée avec un appareil et utilisée pour créer un courant dans un circuit externe.

En utilisant , vous pouvez obtenir une force électromotrice alternative et, par conséquent, un courant alternatif.

Le courant alternatif est destiné à des fins industrielles et est généré générateurs puissants entraînés par des turbines à vapeur ou à eau et des moteurs à combustion interne.

Représentation graphique des courants continus et alternatifs

La méthode graphique permet de représenter visuellement le processus de modification d'une variable particulière en fonction du temps.

La construction de graphiques de variables qui évoluent dans le temps commence par la construction de deux lignes mutuellement perpendiculaires, appelées axes du graphique. Ensuite, des segments de temps sont tracés sur l'axe horizontal à une certaine échelle, et sur l'axe vertical, également à une certaine échelle, les valeurs de la grandeur dont le graphique va être tracé (EMF, tension ou courant).

En figue. 2 sont représentés graphiquement courants continus et alternatifs. Dans ce cas, nous traçons les valeurs actuelles, et verticalement vers le haut à partir du point d'intersection des axes O, nous traçons les valeurs actuelles d'une direction, qui est généralement appelée positive, et vers le bas à partir de ce point - dans la direction opposée, ce qui est généralement appelé négatif.

Figure 2. Représentation graphique du courant continu et alternatif

Le point O lui-même sert simultanément de début du compte à rebours des valeurs actuelles (verticalement vers le bas et vers le haut) et du temps (horizontalement vers la droite). Autrement dit, ce point correspond à valeur nulle le courant et ce moment initial à partir duquel nous avons l'intention de retracer comment le courant changera dans le futur.

Vérifions l'exactitude de ce qui est construit sur la figure. 2, et un graphique d'un courant constant de 50 mA.

Puisque ce courant est constant, c'est-à-dire qu'il ne change pas d'amplitude et de direction au fil du temps, les mêmes valeurs de courant, c'est-à-dire 50 mA, correspondront à différents instants dans le temps. Par conséquent, à un instant égal à zéro, c'est-à-dire au moment initial de notre observation du courant, celui-ci sera égal à 50 mA. En traçant vers le haut sur l'axe vertical un segment égal à la valeur actuelle de 50 mA, nous obtenons le premier point de notre graphique.

Nous devons faire de même pour l'instant suivant temps correspondant au point 1 sur l'axe du temps, c'est-à-dire tracer un segment verticalement vers le haut à partir de ce point, également égal à 50 mA. La fin du segment déterminera le deuxième point du graphique.

Après avoir effectué une construction similaire pendant plusieurs instants ultérieurs, nous obtiendrons une série de points dont la connexion donnera une ligne droite, qui est représentation graphique courant continu valeur 50 mA.

Passons maintenant à l'étude graphique FEM variable. En figue. 3 en haut montre un cadre tournant dans un champ magnétique, et en bas se trouve une représentation graphique de la variable EMF émergente.

Figure 3. Traçage d'un graphique de la variable EMF

Commençons par faire pivoter uniformément le cadre dans le sens des aiguilles d'une montre et suivons la progression du changement de la FEM, en prenant la position horizontale du cadre comme moment initial.

À ce moment initial, la FEM sera nulle, puisque les côtés du cadre ne coupent pas les lignes de force magnétiques. Sur le graphique, cette valeur EMF nulle correspondant à l'instant t = 0 sera représentée par le point 1.

Avec une rotation ultérieure du cadre, une emf commencera à y apparaître et augmentera en valeur jusqu'à ce que le cadre atteigne sa position verticale. Sur le graphique, cette augmentation de la CEM sera représentée comme une courbe ascendante douce qui atteint son apogée (point 2).

À mesure que le cadre approche position horizontale La FEM diminuera et tombera à zéro. Sur le graphique, cela sera représenté par une courbe lisse descendante.

Par conséquent, pendant le temps correspondant à un demi-tour du cadre, la FEM qu'il contient a réussi à augmenter de zéro à sa valeur maximale et à diminuer à nouveau jusqu'à zéro (point 3).

Avec une rotation ultérieure du cadre, une force électromotrice y apparaîtra à nouveau et augmentera progressivement en ampleur, mais sa direction changera déjà dans le sens opposé, ce qui peut être vérifié en appliquant la règle de droite.

Le graphique prend en compte le changement de direction de l'EMF dans la mesure où la courbe représentant l'EMF coupe l'axe du temps et se situe désormais en dessous de cet axe. L'EMF augmente à nouveau jusqu'à ce que le cadre prenne une position verticale.

Ensuite, l'EMF commencera à diminuer et sa valeur deviendra égale à zéro lorsque le cadre reviendra à sa position d'origine, après avoir effectué un tour complet. Sur le graphique cela se traduira par le fait que la courbe EMF, ayant atteint son apogée dans le sens opposé (point 4), rencontre alors l'axe du temps (point 5)

Cela met fin à un cycle de changement de FEM, mais si nous continuons à faire pivoter le cadre, un deuxième cycle commence immédiatement, répétant exactement le premier, qui, à son tour, sera suivi d'un troisième, puis d'un quatrième, et ainsi de suite jusqu'à ce que on arrête le cadre de rotation.

Ainsi, pour chaque révolution du cadre, la FEM qui y apparaît fait cycle complet de votre changement.

Si le cadre est fermé à tout circuit externe, alors un courant alternatif circulera dans le circuit, dont le graphique aura la même apparence que le graphique EMF.

La courbe ondulatoire que nous avons obtenue est appelée onde sinusoïdale, et le courant, la force électromotrice ou la tension qui change selon cette loi est appelé sinusoïdale.

La courbe elle-même est appelée onde sinusoïdale car il s'agit d'une représentation graphique d'une quantité trigonométrique variable appelée sinus.

La nature sinusoïdale du changement de courant est la plus courante en génie électrique. Par conséquent, lorsque nous parlons de courant alternatif, nous entendons dans la plupart des cas un courant sinusoïdal.

Pour comparer différents courants alternatifs (EMF et tensions), il existe des grandeurs qui caractérisent un courant particulier. Ils s'appellent Paramètres CA.

Période, amplitude et fréquence - paramètres du courant alternatif

Le courant alternatif est caractérisé par deux paramètres - la période et l'amplitude, sachant que nous pouvons juger de quel type de courant alternatif il s'agit et construire un graphique de courant.

Figure 4. Courbe de courant sinusoïdale

La période de temps pendant laquelle se produit un cycle complet de changement de courant est appelée une période. La période est désignée par la lettre T et se mesure en secondes.

La période de temps pendant laquelle se produit la moitié du cycle complet de changement de courant est appelée un demi-cycle. Par conséquent, la période de changement de courant (EMF ou tension) se compose de deux demi-cycles. Il est bien évident que toutes les périodes d’un même courant alternatif sont égales entre elles.

Comme le montre le graphique, pendant une période de son changement, le courant atteint le double de sa valeur maximale.

La valeur maximale d'un courant alternatif (fem ou tension) est appelée son amplitude ou valeur de courant d'amplitude.

Im, Em et Um sont des désignations généralement acceptées pour les amplitudes de courant, de FEM et de tension.

Nous avons tout d'abord prêté attention à , cependant, comme le montre le graphique, il existe d'innombrables valeurs intermédiaires qui sont plus petites que l'amplitude.

La valeur du courant alternatif (EMF, tension) correspondant à tout instant sélectionné est appelée sa valeur instantanée.

i, e et u sont des désignations généralement acceptées pour les valeurs instantanées du courant, de la force électromotrice et de la tension.

La valeur instantanée du courant, ainsi que sa valeur d'amplitude, peuvent être facilement déterminées à l'aide d'un graphique. Pour ce faire, à partir de n'importe quel point de l'axe horizontal correspondant à l'instant du temps qui nous intéresse, on trace ligne verticale jusqu'au point d'intersection avec la courbe actuelle ; le segment résultant de la droite verticale déterminera la valeur du courant dans ce moment, c'est-à-dire sa valeur instantanée.

Il est évident que la valeur instantanée du courant après le temps T/2 à partir du point de départ du graphique sera égale à zéro, et après le temps T/4 sa valeur d'amplitude. Le courant atteint également son valeur d'amplitude; mais en sens inverse, après un temps égal à 3/4 T.

Ainsi, le graphique montre comment le courant dans le circuit évolue au fil du temps, et que chaque instant dans le temps correspond à un seul valeur spécifiqueà la fois l'ampleur et la direction du courant. Dans ce cas, la valeur du courant à un instant donné en un point du circuit sera exactement la même en tout autre point de ce circuit.

Le nombre de périodes complètes complétées par un courant en 1 seconde est appelé Fréquence CA et est désigné par la lettre latine f.

Pour déterminer la fréquence du courant alternatif, c'est-à-dire connaître combien de périodes de changement le courant complète-t-il en 1 seconde ?, il faut diviser 1 seconde par le temps d'une période f = 1/T. Connaissant la fréquence du courant alternatif, vous pouvez déterminer la période : T = 1/f

Elle est mesurée dans une unité appelée hertz.

Si nous avons un courant alternatif dont la fréquence est égale à 1 hertz, alors la période d'un tel courant sera égale à 1 seconde. Et inversement, si la période de changement de courant est de 1 seconde, alors la fréquence de ce courant est de 1 hertz.

Nous avons donc défini Paramètres CA - période, amplitude et fréquence, - qui permettent de distinguer les différents courants alternatifs, fem et tensions les uns des autres et de construire leurs graphiques si nécessaire.

Lors de la détermination de la résistance de divers circuits au courant alternatif, utilisez une autre grandeur auxiliaire caractérisant le courant alternatif, appelée fréquence angulaire ou circulaire.

Fréquence circulaire noté lié à la fréquence f par la relation 2пif

Expliquons cette dépendance. Lors de la construction d'un graphique de la variable EMF, nous avons vu que pendant un tour complet du cadre, un cycle complet de changements EMF se produit. En d’autres termes, pour que le cadre fasse un tour, c’est-à-dire tourne à 360°, il faut un temps égal à une période, soit T secondes. Puis en 1 seconde le cadre fait une révolution de 360°/T. Ainsi, 360°/T est l'angle de rotation du cadre en 1 seconde, et exprime la vitesse de rotation du cadre, communément appelée vitesse angulaire ou circulaire.

Mais comme la période T est liée à la fréquence f par le rapport f = 1/T, la vitesse circulaire peut être exprimée en termes de fréquence et sera égale à 360°f.

Nous sommes donc arrivés à la conclusion que 360°f. Cependant, pour faciliter l'utilisation de la fréquence circulaire dans toutes sortes de calculs, l'angle de 360° correspondant à un tour est remplacé par une expression radiale égale à 2pi radians, où pi = 3,14. Ainsi, nous obtenons finalement 2pif. Par conséquent, pour déterminer la fréquence circulaire du courant alternatif (), il est nécessaire de multiplier la fréquence en hertz par une constante Le nombre est 6,28.

Tout d’abord, donnons une brève définition du courant électrique. Le courant électrique est le mouvement ordonné (dirigé) de particules chargées. Actuel est le mouvement des électrons dans un conducteur, tension- c'est ce qui les met (les électrons) en mouvement.

Examinons maintenant des concepts tels que le courant continu et alternatif et identifions leurs différences fondamentales.

La différence entre le courant continu et le courant alternatif

Caractéristique principale Tension continue c'est qu'il est constant à la fois en grandeur et en signe. Le courant continu « circule » tout le temps dans une seule direction. Par exemple, le long des fils métalliques depuis la borne positive de la source de tension jusqu'à la borne négative (dans les électrolytes, elle est créée par des ions positifs et négatifs). Les électrons eux-mêmes se déplacent du moins vers le plus, mais avant même la découverte de l'électron, ils ont convenu de supposer que le courant circule du plus vers le moins et adhèrent toujours à cette règle dans les calculs.

En quoi le courant alternatif (tension) diffère-t-il du courant continu ? Du nom lui-même, il s'ensuit qu'il change. Mais comment exactement ? Le courant alternatif change au cours d’une période à la fois en intensité et en direction du mouvement des électrons. Dans nos prises domestiques, il s'agit d'un courant avec des oscillations sinusoïdales (harmoniques) d'une fréquence de 50 hertz (50 oscillations par seconde).

Si l'on considère un circuit fermé en prenant l'exemple d'une ampoule, on obtient ce qui suit :

• avec un courant constant, les électrons circuleront toujours à travers l'ampoule dans une direction allant de (-) moins à (+) plus
• en alternance, la direction du mouvement des électrons changera en fonction de la fréquence du générateur. c'est-à-dire que si dans notre réseau la fréquence du courant alternatif est de 50 hertz (Hz), alors la direction du mouvement des électrons changera 100 fois en 1 seconde. Ainsi, + et - dans notre socket changent de place une centaine de fois par seconde par rapport à zéro. C'est pourquoi nous pouvons rester prise électrique Branchez-le sur la prise à l'envers et tout fonctionnera.

Tension alternative dans notre prise domestiqueévolue selon une loi sinusoïdale. Qu'est-ce que ça veut dire? La tension de zéro augmente jusqu'à une valeur d'amplitude positive (maximum positif), puis diminue jusqu'à zéro et continue de diminuer - jusqu'à une valeur d'amplitude négative (maximum négatif), puis augmente à nouveau, passant par zéro et revient à une valeur d'amplitude positive.

En d’autres termes, avec le courant alternatif, sa charge change constamment. Cela signifie que la tension est soit de 100 %, puis de 0 %, puis à nouveau de 100 %. Il s'avère qu'en une seconde, les électrons changent 100 fois la direction de leur mouvement et leur polarité, du positif au négatif (rappelez-vous que leur fréquence est de 50 hertz - 50 périodes ou oscillations par seconde ?).

Les premiers réseaux électriques étaient en courant continu. Cela posait plusieurs problèmes, l'un d'eux étant la complexité de la conception du générateur lui-même. Et l'alternateur a une conception plus simple, et est donc simple et peu coûteux à utiliser.

Le fait est que la même puissance peut être transmise haute tension et un petit courant ou vice versa : basse tension et courant élevé. Plus le courant est élevé, plus la section de fil requise est grande, c'est-à-dire le fil devrait être plus épais. Pour la tension, l’épaisseur du fil n’a pas d’importance, du moment que les isolants sont bons. Le courant alternatif (par opposition au courant continu) est tout simplement plus facile à convertir.

Et c'est pratique. Ainsi, à travers un fil de section relativement petite, une centrale électrique peut envoyer cinq cent mille (et parfois jusqu'à un million et demi) de volts d'énergie à un courant de 100 ampères sans pratiquement aucune perte. Ensuite, par exemple, un transformateur dans une sous-station urbaine « prendra » 500 000 volts à un courant de 10 ampères et « donnera » 10 000 volts à 500 ampères au réseau urbain. Et les sous-stations de quartier convertissent déjà cette tension en 220/380 volts avec un courant d'environ 10 000 ampères, pour les besoins des zones résidentielles et industrielles de la ville.

Bien entendu, le schéma est simplifié et fait référence à l’ensemble des sous-stations de quartier de la ville, et non à une en particulier.

Ordinateur personnel(PC) fonctionne sur un principe similaire, mais - en verso. Il convertit le courant alternatif en courant continu puis, à l'aide de , réduit sa tension aux valeurs nécessaires au fonctionnement de tous les composants à l'intérieur.

À la fin du XIXe siècle, l’électrification mondiale aurait pu prendre une autre direction. Thomas Edison (qui aurait inventé l'une des premières ampoules à incandescence à succès commercial) a activement promu son idée du courant continu. Et sans les recherches d'une autre personne exceptionnelle qui a prouvé l'efficacité du courant alternatif, alors tout aurait pu être différent.

L'ingénieux Serbe Nikola Tesla (qui a travaillé pour Edison pendant un certain temps) a été le premier à concevoir et à construire un générateur de courant alternatif polyphasé, prouvant son efficacité et sa supériorité sur des développements similaires fonctionnant avec une source d'énergie constante.

Intéressons-nous maintenant aux « habitats » du courant continu et alternatif. Le permanent, par exemple, se retrouve dans la ou les batteries de notre téléphone. Les chargeurs transforment le courant alternatif du réseau en courant continu, et sous cette forme il aboutit dans les endroits où il est stocké (batteries).

Les sources de tension continue sont :

1. piles ordinaires utilisées dans divers appareils (lampes de poche, lecteurs, montres, testeurs, etc.)
2. diverses piles (alcalines, acides, etc.)
3. Générateurs CC
4. autre appareils spéciaux, par exemple : redresseurs, convertisseurs
5. sources d'énergie de secours (éclairage)

Par exemple, les transports électriques urbains fonctionnent au courant continu avec une tension de 600 Volts (tramways, trolleybus). Pour le métro, c'est plus élevé - 750-825 Volts.

Sources de tension alternative :

1. générateurs
2. divers convertisseurs (transformateurs)
3. réseaux électriques domestiques (prises domestiques)

Nous avons parlé de comment et avec quoi mesurer la tension continue et alternative, et enfin (à tous ceux qui ont lu l'article jusqu'à la fin) je veux vous dire une petite histoire. Mon patron me l'a dit et je vais le raconter à partir de ses paroles. Cela correspond vraiment à notre sujet d’aujourd’hui !

Il est parti un jour en voyage d'affaires avec nos directeurs dans une ville voisine. Établissez des relations amicales avec les informaticiens là-bas :) Et juste à côté de l'autoroute, il y a un endroit tellement merveilleux : une source avec de l'eau propre. Tout le monde s'arrête à proximité et va chercher de l'eau. C'est, d'une certaine manière, déjà une tradition.

Les autorités locales, ayant décidé d'améliorer cet endroit, ils ont tout fait avec les dernières technologies : ils ont creusé un grand trou rectangulaire juste sous la fontanelle, l'ont tapissé de carreaux brillants, ont fait un trop-plein, un éclairage LED, et il s'est avéré que c'était une piscine. En outre! La source elle-même était "emballée" dans des éclats de granit mouchetés, lui donnant une forme noble, une icône au-dessus de l'évent était incrustée sous verre - un lieu saint, semble-t-il !

Et la touche finale : nous avons installé un système d'alimentation en eau basé sur une photocellule. Il s'avère que la piscine est toujours pleine et « gargouille », mais pour puiser de l'eau directement à la source, il faut amener ses mains avec un récipient jusqu'à la photocellule et de là elle « coule » :)

Je dois dire qu'en chemin vers la source, notre patron a dit à l'un des réalisateurs à quel point c'était cool : nouvelles technologies, Wi-Fi, photocellules, scanner rétinien, etc. Le réalisateur était un technophobe classique, il avait donc l'avis contraire. Alors, ils roulent jusqu'à la source, mettent leurs mains là où elles devraient être, mais l'eau ne coule pas !

Ils font ceci et cela, mais le résultat est nul ! Il s'est avéré qu'il n'y avait bêtement aucune tension dans réseau électrique, qui alimentait ce système shaitan :) Le réalisateur était « à cheval » ! J'ai fait plusieurs phrases de « contrôle » sur toutes ces n...x technologies, les mêmes n...x éléments, toutes les machines en général et celle-ci en particulier. J'ai ramassé un bidon directement dans la piscine et je suis allé à la voiture !

Il s'avère donc que nous pouvons tout configurer, « élever » un serveur sophistiqué, fournir le service le meilleur et le plus populaire, mais toujours le plus homme principal- c'est l'oncle Vasya l'électricien en doudoune, qui d'un seul mouvement de la main peut organiser un saut complet de toute cette puissance technique et cette grâce :)

Alors n'oubliez pas : l'essentiel est une alimentation électrique de haute qualité. Bon (source Alimentation sans interruption) et tension stable dans les prises, et tout le reste suivra :)

C’est tout pour aujourd’hui et jusqu’aux prochains articles. Prends soin de toi! Vous trouverez ci-dessous une courte vidéo sur le sujet de l'article.

Électricité- mouvement de particules chargées le long d'un conducteur dans une certaine direction. Plus précisément, il s'agit d'une valeur qui montre combien de particules chargées ont traversé le conducteur par unité de temps. Si en une seconde un nombre de particules chargées égal à un coulomb traversait la section transversale d'un conducteur, alors un courant d'un ampère circule à travers ce conducteur (désignation du courant conformément à système international SI). La quantité de courant électrique (nombre d’ampères) est appelée intensité du courant. En fonction de l'évolution de la valeur au fil du temps, le courant peut être constant ou variable.

DC est un courant électrique qui ne change pas de direction avec le temps. Courant alternatif- au fil du temps, selon un certain schéma, son ampleur et sa direction changent. De plus, ces changements se répètent à certains intervalles, c'est-à-dire qu'ils sont périodiques.

Courant alternatif et continu dans les installations électriques

Un réseau électrique triphasé se caractérise par courant alternatif. Le flux de courant alternatif à travers les conducteurs est déterminé par la présence d'une source de courant alternatif force électromotrice(EMF), modifiant sa valeur, à la fois en ampleur et en direction. Dans ce cas, le changement de l'amplitude et de la direction de la FEM s'effectue selon la loi sinusoïdale, c'est-à-dire que le graphique des modifications du courant alternatif au fil du temps est une sinusoïde. La source de CEM sinusoïdale est un générateur de courant alternatif.

Presque tous les équipements électriques des installations électriques et des entreprises industrielles sont alimentés à partir d'un réseau à courant alternatif, car celui-ci est le plus approprié et présente de nombreux avantages. Mais il existe aussi certains équipements qui fonctionnent à partir d'un réseau à courant continu (ou certaines de ses parties) : moteur synchrone, électromagnétique, moteur à courant continu et autres. Afin de convertir le courant alternatif en courant continu (nécessaire pour alimenter les équipements électriques ci-dessus), des redresseurs sont utilisés.

De plus, le courant continu est utilisé pour transmettre une puissance élevée via des lignes à haute tension. énergie électrique. Dans ce cas, lors du transport d'énergie électrique sur de longues distances, les pertes électriques sont nettement inférieures à celles du même transport utilisant le courant alternatif.