Перайсці да зместу

Пастаянны ток: Розніца паміж версіямі

З Вікіпедыі, свабоднай энцыклапедыі
[недагледжаная версія][недагледжаная версія]
Змесціва выдалена Змесціва дададзена
Створана перакладам старонкі "Постоянный ток"
 
др вікіфікацыя, вычытка
Радок 1: Радок 1:
[[Файл:Types_of_current_ru.svg|міні|300x300пкс|     [[Пульсирующий ток]], форма импульсов близка к пилообразной
[[Файл:Types_of_current_ru.svg|міні|300x300пкс|     [[Пульсіруючы ток]], форма імпульсаў блізка да пілападобнай
     Постоянный ток
     Пастаянны ток
     Произвольно изменяющийся ток
     Адвольна змяняючыйся ток
     [[Переменный ток|Переменный синусоидальный ток]]]]
     [[Переменный ток|Пераменны сінусаідальны ток]]]]
'''Пастаянны ток''' — [[электрычны ток]], які з цягам [[Час|часу]] не змяняецца па велічыні і кірунку.
'''Пастаянны ток''' — [[электрычны ток]], які з цягам [[Час|часу]] не змяняецца па велічыні і кірунку.


Радок 23: Радок 23:
* у [[Вакуум|вакууме]] — [[Электрон|электроны]], якія ўтварыліся пры электроннай эмісіі;
* у [[Вакуум|вакууме]] — [[Электрон|электроны]], якія ўтварыліся пры электроннай эмісіі;
* у [[Паўправаднік|паўправадніках]] — [[Электрон|электроны]] і [[Электронная дзірка|дзіркі]].
* у [[Паўправаднік|паўправадніках]] — [[Электрон|электроны]] і [[Электронная дзірка|дзіркі]].
Пастаяннае рух электрычных зарадаў ствараецца і падтрымліваецца '''іншымі сіламі''', якія могуць мець хімічную (у гальванічных элементах), электрамагнітную (дынама-машына пастаяннага току), механічную (электрофорная машына) ці іншую (напрыклад, радыеактыўныя у стронцыевых крыніцах току) прыроду. Ва ўсіх выпадках крыніца току з'яўляецца пераўтваральнікам энергіі іншых сіл у электрычную.
Пастаянны рух электрычных зарадаў ствараецца і падтрымліваецца '''іншымі сіламі''', якія могуць мець [[Хімічная энергія|хімічную]][[Гальванічны элемента|гальванічных элементах]]), электрамагнітную (дынама-машына пастаяннага току), механічную ([[электрафорная машына]]) ці іншую (напрыклад, радыеактыўныя у стронцыевых крыніцах току) прыроду. Ва ўсіх выпадках крыніца току з'яўляецца пераўтваральнікам энергіі іншых сіл у [[Электрычная энергія|электрычную]].


'''Электрычнае поле, спадарожнае пастаяннага току ў правадніку і ў адпаведнасці з гэтым стацыянарнае размеркаванне ў ім электрычных зарадаў, называецца стацыянарным (нязменным у часе) электрычным полем.'''
'''Электрычнае поле, спадарожнае пастаяннага току ў правадніку і ў адпаведнасці з гэтым стацыянарнае размеркаванне ў ім электрычных зарадаў, называецца стацыянарным (нязменным у часе) электрычным полем.'''
Радок 29: Радок 29:
Электрычныя зарады ў стацыянарным электрычным полі нідзе не назапашваюцца і нідзе не знікаюць, так як пры ўсякім прасторавым пераразмеркаванні зарадаў непазбежна павінна было б змяніцца стацыянарнае электрычнае поле і адпаведна ток перастаў бы быць сталым па часе.
Электрычныя зарады ў стацыянарным электрычным полі нідзе не назапашваюцца і нідзе не знікаюць, так як пры ўсякім прасторавым пераразмеркаванні зарадаў непазбежна павінна было б змяніцца стацыянарнае электрычнае поле і адпаведна ток перастаў бы быць сталым па часе.


Для стацыянарнага поля і току патрабуецца, каб электрычныя зарады нідзе не назапашваліся і нідзе не губляліся, а перамяшчаліся бесперапынным і раўнамерным патокам уздоўж правадыроў. Для гэтага неабходна, каб праваднікі сумесна ўтваралі замкнёны на сябе контур. У гэтым выпадку будзе дасягнута бесперапыннае раўнамернае кругавы рух электрычных зарадаў ўздоўж усяго контуру.
Для стацыянарнага поля і току патрабуецца, каб электрычныя зарады нідзе не назапашваліся і нідзе не губляліся, а перамяшчаліся бесперапынным і раўнамерным патокам уздоўж праваднікоў. Для гэтага неабходна, каб праваднікі сумесна ўтваралі замкнёны на сябе контур. У гэтым выпадку будзе дасягнута бесперапынны раўнамерны кругавы рух электрычных зарадаў ўздоўж усяго контуру.


'''Пастаянны электрычны ток можа існаваць толькі ў замкнёным на сябе контуры, які складаецца з сукупнасці праваднікоў электрычнасці, у якім дзейнічае стацыянарнае электрычнае поле.'''
'''Пастаянны электрычны ток можа існаваць толькі ў замкнёным на сябе контуры, які складаецца з сукупнасці праваднікоў электрычнасці, у якім дзейнічае стацыянарнае электрычнае поле.'''
Радок 35: Радок 35:
== Крыніцы пастаяннага току ==
== Крыніцы пастаяннага току ==
[[Файл:Circuit1new.jpg|злева|167x167пкс]]
[[Файл:Circuit1new.jpg|злева|167x167пкс]]
Самымі першымі крыніцамі пастаяннага току з'яўляліся хімічныя крыніцы току: '''гальванічныя элементы''', затым былі вынайдзены '''[[Электрычны акумулятар|акумулятары]]'''. Палярнасць хімічных крыніц току самаадвольна змяніцца не можа.
Самымі першымі крыніцамі пастаяннага току з'яўляліся хімічныя крыніцы току: '''[[Гальванічны элемент|гальванічныя элементы]]''', затым былі вынайдзены '''[[Электрычны акумулятар|акумулятары]]'''. Палярнасць хімічных крыніц току самаадвольна змяніцца не можа.


Для атрымання пастаяннага току ў прамысловых маштабах выкарыстоўваюць [[Электрычная машына|электрычныя машыны]] — '''генератары пастаяннага току''', а таксама [[Сонечная батарэя|сонечныя батарэі]].
Для атрымання пастаяннага току ў прамысловых маштабах выкарыстоўваюць [[Электрычная машына|электрычныя машыны]] — '''[[Генератар пастаяннага току|генератары пастаяннага току]]''', а таксама [[Сонечная батарэя|сонечныя батарэі]].


У электроннай апаратуры, якая сілкуецца ад сеткі пераменнага току, для атрымання пастаяннага току выкарыстоўваюць '''блокі сілкавання'''. Як правіла, [[пераменны ток]] паніжаецца [[Трансфарматар|трансфарматарам]] да патрэбнага значэння, затым выпростваецца. Далей для памяншэння пульсацый выкарыстоўваецца сгладжваючы фільтр і, пры неабходнасці, стабілізатар току або стабілізатар напругі або рэгулятар напружання.
У электроннай апаратуры, якая сілкуецца ад сеткі пераменнага току, для атрымання пастаяннага току выкарыстоўваюць '''блокі сілкавання'''. Як правіла, [[пераменны ток]] паніжаецца [[Трансфарматар|трансфарматарам]] да патрэбнага значэння, затым выпростваецца. Далей для памяншэння пульсацый выкарыстоўваецца сгладжваючы фільтр і, пры неабходнасці, стабілізатар току або стабілізатар напругі або рэгулятар напружання.


У сучаснай радыёэлектроннай апаратуры атрымалі распаўсюджванне '''імпульсныя блокі сілкавання'''. Згладжванне пульсацый выхаднога напружання адбываецца дзякуючы наяўнасці інтегрыруючага элемента, здольнага назапашваць электрычную энергію і аддаваць яе ў нагрузку. У выніку на выхадзе можна атрымаць практычна пастаянны ток.
У сучаснай радыёэлектроннай апаратуры атрымалі распаўсюджванне '''[[імпульсныя блокі сілкавання]]'''. Згладжванне пульсацый выхаднога напружання адбываецца дзякуючы наяўнасці інтегрыруючага элемента, здольнага назапашваць электрычную энергію і аддаваць яе ў нагрузку. У выніку на выхадзе можна атрымаць практычна пастаянны ток.


Электрычную энергію могуць назапашваць '''[[Кандэнсатар|электрычныя кандэнсатары]]'''. У агульным выпадку, пры разрадзе кандэнсатара ў знешняй ланцугу працякае [[пераменны ток]]. Калі кандэнсатар разряжается праз рэзістар, то з'яўляецца аднанакіраваныя пераменны ток (паступова змяншаецца). Аднак, калі кандэнсатар разряжается праз [[Шпуля індуктыўнасці|катушку індуктыўнасці]], то ў ланцугу з'яўляецца двунаправленный [[пераменны ток]], гэта прылада называецца вагальны контур. Электралітычныя кандэнсатары могуць мець вельмі вялікую электрычную ёмістасць (сотні і тысячы [[Фарад|мікрафарад]] і больш). Пры разрадзе такіх кандэнсатараў праз вялікі супраціў ток памяншаецца павольней, і для кароткага часу можна лічыць, што ў знешнім ланцугу працякае пастаянны ток.
Электрычную энергію могуць назапашваць '''[[Кандэнсатар|электрычныя кандэнсатары]]'''. У агульным выпадку, пры разрадзе кандэнсатара ў знешняй ланцугу працякае [[пераменны ток]]. Калі кандэнсатар разряжается праз рэзістар, то з'яўляецца аднанакіраваныя пераменны ток (паступова змяншаецца). Аднак, калі кандэнсатар разряжается праз [[Шпуля індуктыўнасці|катушку індуктыўнасці]], то ў ланцугу з'яўляецца двунаправленный [[пераменны ток]], гэта прылада называецца вагальны контур. Электралітычныя кандэнсатары могуць мець вельмі вялікую электрычную ёмістасць (сотні і тысячы [[Фарад|мікрафарад]] і больш). Пры разрадзе такіх кандэнсатараў праз вялікі супраціў ток памяншаецца павольней, і для кароткага часу можна лічыць, што ў знешнім ланцугу працякае пастаянны ток.


'''Іяністары''' — гібрыд кандэнсатара і хімічнага крыніцы току, здольныя назапашваць і аддаваць даволі вялікую колькасць электрычнай энергіі, напрыклад, каб электрамабіль з іяністарамі праехаў некаторую адлегласць.
'''[[Іяністар|Іяністары]]''' — гібрыд кандэнсатара і хімічнай крыніцы току, здольныя назапашваць і аддаваць даволі вялікую колькасць электрычнай энергіі, напрыклад, каб электрамабіль з іяністарамі праехаў некаторую адлегласць.


== Кірунак пастаяннага току і абазначэння на электрапрыборах і схемах ==
== Кірунак пастаяннага току і абазначэння на электрапрыборах і схемах ==
Радок 53: Радок 53:
Кропкі з вялікімі патэнцыяламі (напрыклад, на зацісках батарэек і [[Электрычны акумулятар|акумулятараў]]) носяць назву «'''станоўчы полюс'''» і абазначаюцца знакам <math /> («плюс»), а кропкі з меншымі патэнцыяламі называюцца «'''адмоўны полюс'''» і абазначаюцца знакам <math /> («мінус»).
Кропкі з вялікімі патэнцыяламі (напрыклад, на зацісках батарэек і [[Электрычны акумулятар|акумулятараў]]) носяць назву «'''станоўчы полюс'''» і абазначаюцца знакам <math /> («плюс»), а кропкі з меншымі патэнцыяламі называюцца «'''адмоўны полюс'''» і абазначаюцца знакам <math /> («мінус»).


Гістарычна склалася, што электрычная ізаляцыя станоўчага драты афарбаваная ў чырвоны колер, а адмоўнага драты — у сіні або чорны.
Гістарычна склалася, што [[электрычная ізаляцыя]] станоўчага драты афарбаваная ў чырвоны колер, а адмоўнага драты — у сіні або чорны.


Умоўнае абазначэнне на электрапрыборах: <math /> ці <math />. Аднанакіраваны ток (у тым ліку пастаянны) пазначаецца лацінскімі літарамі <math />. Для аднанакіраванага току можа быць таксама выкарыстаны сімвал [[Унікод|Unicode]] ⎓ (U+2393).
Умоўнае абазначэнне на электрапрыборах: <math /> ці <math />. Аднанакіраваны ток (у тым ліку пастаянны) пазначаецца лацінскімі літарамі <math />. Для аднанакіраванага току можа быць таксама выкарыстаны сімвал [[Унікод|Unicode]] ⎓ (U+2393).
Радок 149: Радок 149:
* У бартавых сетках аўтамабіляў традыцыйна ужываецца пастаянны ток, таму што пры непрацуючым рухавіку ўсе асноўныя спажыўцы атрымліваюць сілкаванне ад аўтамабільнага акумулятара. На старых [[Аўтамабіль|аўтамабілях]] (ГАЗ-51, ГАЗ-69, ГАЗ-М-20 «Перамога» і многіх іншых), іншы [[Матацыкл|мота-]] і сельскагаспадарчай тэхніцы ўсталёўваліся аўтамабільныя генератары пастаяннага току. Развіццё паўправадніковай тэхнікі прывяло да таго, што з [[1970-я|1970-х гадоў]] іх выціснулі [[Машына пераменнага току|трохфазныя генератары пераменнага току,]] як больш лёгкія, кампактныя і надзейныя.
* У бартавых сетках аўтамабіляў традыцыйна ужываецца пастаянны ток, таму што пры непрацуючым рухавіку ўсе асноўныя спажыўцы атрымліваюць сілкаванне ад аўтамабільнага акумулятара. На старых [[Аўтамабіль|аўтамабілях]] (ГАЗ-51, ГАЗ-69, ГАЗ-М-20 «Перамога» і многіх іншых), іншы [[Матацыкл|мота-]] і сельскагаспадарчай тэхніцы ўсталёўваліся аўтамабільныя генератары пастаяннага току. Развіццё паўправадніковай тэхнікі прывяло да таго, што з [[1970-я|1970-х гадоў]] іх выціснулі [[Машына пераменнага току|трохфазныя генератары пераменнага току,]] як больш лёгкія, кампактныя і надзейныя.
* На некаторых тыпах [[Судна|судоў]] выкарыстоўваецца электрычная перадача ([[Цеплаход|дызель-электроходы]], [[Ледакол|ледаколы]], [[Падводная лодка|падводныя лодкі]]).
* На некаторых тыпах [[Судна|судоў]] выкарыстоўваецца электрычная перадача ([[Цеплаход|дызель-электроходы]], [[Ледакол|ледаколы]], [[Падводная лодка|падводныя лодкі]]).
* Электрафарэз — ўвядзенне лекавых рэчываў у арганізм з дапамогай пастаяннага току або падзел сумесі рэчываў у навуковых або прамысловых мэтах, напрыклад, электрафарэз бялкоў.
* [[Электрафарэз]] — ўвядзенне [[Лекавыя рэчывы|лекавых рэчываў]] у арганізм з дапамогай пастаяннага току або падзел сумесі рэчываў у навуковых або прамысловых мэтах, напрыклад, электрафарэз бялкоў.


=== Пастаянны ток на транспарце ===
=== Пастаянны ток на транспарце ===
Радок 157: Радок 157:
Гістарычна склалася, што лініі [[Трамвай|трамвая]], [[Тралейбус|тралейбуса]] і [[Метрапалітэн|метрапалітэна]] электрыфікаваны на пастаянным токе, [[электрычнае напружанне]] складае 550-600 вольт (трамвай і тралейбус), метрапалітэн 750-900 вольт.
Гістарычна склалася, што лініі [[Трамвай|трамвая]], [[Тралейбус|тралейбуса]] і [[Метрапалітэн|метрапалітэна]] электрыфікаваны на пастаянным токе, [[электрычнае напружанне]] складае 550-600 вольт (трамвай і тралейбус), метрапалітэн 750-900 вольт.
* У чыгуначнай і трамвайнай кантактнай сеткі «плюс» падаецца на [[Кантактная сетка|кантактны провад]], а на метрапалітэне — на кантактную рэйку. Агульным (зваротным) провадам служаць [[Рэйка|рэйкі]] («мінус»).
* У чыгуначнай і трамвайнай кантактнай сеткі «плюс» падаецца на [[Кантактная сетка|кантактны провад]], а на метрапалітэне — на кантактную рэйку. Агульным (зваротным) провадам служаць [[Рэйка|рэйкі]] («мінус»).
На [[Цеплавоз|цеплавозах]] да 1970-х гадоў асноўным тыпам цягавага генератара быў генератар пастаяннага току (цеплавозы ТЭ3, [[Цеплавоз ТЭ10|ТЭ10]], [[Цеплавоз ТЭП60|ТЭП60]], ТЭМ2 і інш.), стаялі коллекторные цягавыя электрарухавікі, аднак развіццё паўправадніковай тэхнікі прывяло да таго, што з 1970-х гадоў на цеплавозах пачалі ўсталёўвацца трохфазныя [[Машына пераменнага току|генератары пераменнага току]] з паўправадніковай выпрямительной устаноўкай (электрычная перадача пераменна-пастаяннага току, цеплавозы ТЭ109, ТЭ114, ТЭ129, ТЭМ7, ТЭМ9 і іншыя), а з 1990-х гг ўжываюцца [[Асінхронныя машыны|асінхронныя цягавыя рухавікі]] (цеплавозы з электраперадачай пераменна-пераменнага току 2ТЭ25А, ТЭМ21).
На [[Цеплавоз|цеплавозах]] да 1970-х гадоў асноўным тыпам цягавага генератара быў генератар пастаяннага току (цеплавозы [[ТЭ3]], [[Цеплавоз ТЭ10|ТЭ10]], [[Цеплавоз ТЭП60|ТЭП60]], ТЭМ2 і інш.), стаялі коллекторные цягавыя электрарухавікі, аднак развіццё паўправадніковай тэхнікі прывяло да таго, што з 1970-х гадоў на цеплавозах пачалі ўсталёўвацца трохфазныя [[Машына пераменнага току|генератары пераменнага току]] з паўправадніковай выпрямительной устаноўкай (электрычная перадача пераменна-пастаяннага току, цеплавозы [[ТЭ109]], ТЭ114, ТЭ129, ТЭМ7, ТЭМ9 і іншыя), а з 1990-х гг ўжываюцца [[Асінхронныя машыны|асінхронныя цягавыя рухавікі]] (цеплавозы з электраперадачай пераменна-пераменнага току 2ТЭ25А, ТЭМ21).


У [[Расія|Расіі]] і ў рэспубліках [[Постсавецкая прастора|былога СССР]] каля паловы электрыфікаваных участкаў чыгунак электрыфікаваны на пастаянным токе 3000 вольт.
У [[Расія|Расіі]] і ў рэспубліках [[Постсавецкая прастора|былога СССР]] каля паловы электрыфікаваных участкаў чыгунак электрыфікаваны на пастаянным токе 3000 вольт.
Радок 167: Радок 167:
У 1970-я гады ў СССР праводзіліся эксперыменты з электрыфікацыяй на напружанне 6 кВ, аднак па шэрагу тэхнічных прычын гэтая сістэма не была прынятая.
У 1970-я гады ў СССР праводзіліся эксперыменты з электрыфікацыяй на напружанне 6 кВ, аднак па шэрагу тэхнічных прычын гэтая сістэма не была прынятая.


Варта адзначыць, што таксама выпускаюцца двухсістэмныя электравозы, здольныя працаваць як на пераменным, так і на пастаянным токе (гл. ВЛ61<sup>Д</sup>, ВЛ82 і ВЛ82<sup>М</sup>, ЭП10, ЭП20).
Варта адзначыць, што таксама выпускаюцца двухсістэмныя электравозы, здольныя працаваць як на пераменным, так і на пастаянным токе (гл. ВЛ61<sup>Д</sup>, ВЛ82 і ВЛ82<sup>М</sup>, [[ЭП10]], ЭП20).


== Лініі электраперадачы пастаяннага току ==
== Лініі электраперадачы пастаяннага току ==
Радок 173: Радок 173:


== Гл. таксама ==
== Гл. таксама ==
* Узмацняльнік пастаяннага току
* [[Узмацняльнік пастаяннага току]]
* [[Пераменны ток]]
* [[Пераменны ток]]
* [[Элементарны электрычны зарад]]
* [[Элементарны электрычны зарад]]
{{Зноскі}}

== Заўвагі ==
{{примечания}}


== Спасылкі ==
== Спасылкі ==

Версія ад 13:03, 22 верасня 2017

     Пульсіруючы ток, форма імпульсаў блізка да пілападобнай      Пастаянны ток      Адвольна змяняючыйся ток      Пераменны сінусаідальны ток

Пастаянны токэлектрычны ток, які з цягам часу не змяняецца па велічыні і кірунку.

Пастаянны ток з'яўляецца разнавіднасцю аднанакіраванага току. Аднанакіраваныя ток (англ.: direct currentdirect current) - электрычны ток, не змяняе свайго кірунку[1].

На малюнку справа чырвоным колерам намаляваны графік пастаяннага току. Па гарызантальнай восі адкладзены маштаб часу , а па вертыкальнай — маштаб току або электрычнага напружання . Як відаць, графік пастаяннага току ўяўляе сабой прамую лінію, паралельную гарызантальнай восі (восі часу).

Велічыня пастаяннага току і электрычнага напружання для любога моманту часу захоўваецца нязменнай.

Пры пастаянным току праз кожнае папярочны перасек правадніка в адзінку часу працякае аднолькавая колькасць электрычнасці (электрычных зарадаў).

Пастаянны ток — гэта пастаянны накіраваны рух зараджаных часціц у электрычным полі.

У кожнай кропцы правадніка, па якім працякае пастаянны ток, адны элементарныя электрычныя зарады бесперапынна змяняюцца іншымі, зусім аднолькавымі па суме электрычнымі зарадамі. Нягледзячы на бесперапыннае перасоўванне электрычных зарадаў ўздоўж правадыра, агульнае прасторавае іх размяшчэнне ўнутры правадыра як бы застаецца нязменным у часе, або стацыянарным.

Пераносчыкамі электрычных зарадаў з'яўляюцца:

Пастаянны рух электрычных зарадаў ствараецца і падтрымліваецца іншымі сіламі, якія могуць мець хімічнуюгальванічных элементах), электрамагнітную (дынама-машына пастаяннага току), механічную (электрафорная машына) ці іншую (напрыклад, радыеактыўныя у стронцыевых крыніцах току) прыроду. Ва ўсіх выпадках крыніца току з'яўляецца пераўтваральнікам энергіі іншых сіл у электрычную.

Электрычнае поле, спадарожнае пастаяннага току ў правадніку і ў адпаведнасці з гэтым стацыянарнае размеркаванне ў ім электрычных зарадаў, называецца стацыянарным (нязменным у часе) электрычным полем.

Электрычныя зарады ў стацыянарным электрычным полі нідзе не назапашваюцца і нідзе не знікаюць, так як пры ўсякім прасторавым пераразмеркаванні зарадаў непазбежна павінна было б змяніцца стацыянарнае электрычнае поле і адпаведна ток перастаў бы быць сталым па часе.

Для стацыянарнага поля і току патрабуецца, каб электрычныя зарады нідзе не назапашваліся і нідзе не губляліся, а перамяшчаліся бесперапынным і раўнамерным патокам уздоўж праваднікоў. Для гэтага неабходна, каб праваднікі сумесна ўтваралі замкнёны на сябе контур. У гэтым выпадку будзе дасягнута бесперапынны раўнамерны кругавы рух электрычных зарадаў ўздоўж усяго контуру.

Пастаянны электрычны ток можа існаваць толькі ў замкнёным на сябе контуры, які складаецца з сукупнасці праваднікоў электрычнасці, у якім дзейнічае стацыянарнае электрычнае поле.

Крыніцы пастаяннага току

Самымі першымі крыніцамі пастаяннага току з'яўляліся хімічныя крыніцы току: гальванічныя элементы, затым былі вынайдзены акумулятары. Палярнасць хімічных крыніц току самаадвольна змяніцца не можа.

Для атрымання пастаяннага току ў прамысловых маштабах выкарыстоўваюць электрычныя машыныгенератары пастаяннага току, а таксама сонечныя батарэі.

У электроннай апаратуры, якая сілкуецца ад сеткі пераменнага току, для атрымання пастаяннага току выкарыстоўваюць блокі сілкавання. Як правіла, пераменны ток паніжаецца трансфарматарам да патрэбнага значэння, затым выпростваецца. Далей для памяншэння пульсацый выкарыстоўваецца сгладжваючы фільтр і, пры неабходнасці, стабілізатар току або стабілізатар напругі або рэгулятар напружання.

У сучаснай радыёэлектроннай апаратуры атрымалі распаўсюджванне імпульсныя блокі сілкавання. Згладжванне пульсацый выхаднога напружання адбываецца дзякуючы наяўнасці інтегрыруючага элемента, здольнага назапашваць электрычную энергію і аддаваць яе ў нагрузку. У выніку на выхадзе можна атрымаць практычна пастаянны ток.

Электрычную энергію могуць назапашваць электрычныя кандэнсатары. У агульным выпадку, пры разрадзе кандэнсатара ў знешняй ланцугу працякае пераменны ток. Калі кандэнсатар разряжается праз рэзістар, то з'яўляецца аднанакіраваныя пераменны ток (паступова змяншаецца). Аднак, калі кандэнсатар разряжается праз катушку індуктыўнасці, то ў ланцугу з'яўляецца двунаправленный пераменны ток, гэта прылада называецца вагальны контур. Электралітычныя кандэнсатары могуць мець вельмі вялікую электрычную ёмістасць (сотні і тысячы мікрафарад і больш). Пры разрадзе такіх кандэнсатараў праз вялікі супраціў ток памяншаецца павольней, і для кароткага часу можна лічыць, што ў знешнім ланцугу працякае пастаянны ток.

Іяністары — гібрыд кандэнсатара і хімічнай крыніцы току, здольныя назапашваць і аддаваць даволі вялікую колькасць электрычнай энергіі, напрыклад, каб электрамабіль з іяністарамі праехаў некаторую адлегласць.

Кірунак пастаяннага току і абазначэння на электрапрыборах і схемах

Ўмоўнае пазначэнне аднанакіраванага току на электрапрыборах

Умоўна прынята лічыць (агульнапрынята), што электрычны ток у электрычным полі мае кірунак ад кропак з вялікімі патэнцыяламі да кропак з меншымі патэнцыяламі. Гэта значыць, што кірунак пастаяннага электрычнага току заўсёды супадае з напрамкам руху дадатных электрычных зарадаў, напрыклад станоўчых іёнаў у электралітах і газах. Там жа, дзе электрычны ток ствараецца толькі рухам патоку адмоўна зараджаных часціц, напрыклад, патоку свабодных электронаў у металах, за кірунак электрычнага току прымаюць кірунак, супрацьлеглае руху электронаў.

Кропкі з вялікімі патэнцыяламі (напрыклад, на зацісках батарэек і акумулятараў) носяць назву «станоўчы полюс» і абазначаюцца знакам («плюс»), а кропкі з меншымі патэнцыяламі называюцца «адмоўны полюс» і абазначаюцца знакам («мінус»).

Гістарычна склалася, што электрычная ізаляцыя станоўчага драты афарбаваная ў чырвоны колер, а адмоўнага драты — у сіні або чорны.

Умоўнае абазначэнне на электрапрыборах: ці . Аднанакіраваны ток (у тым ліку пастаянны) пазначаецца лацінскімі літарамі . Для аднанакіраванага току можа быць таксама выкарыстаны сімвал Unicode ⎓ (U+2393).

У шэрагу выпадкаў можна сустрэць іншыя сімвалы, напрыклад на малагабарытных штекерах, прызначаных для падлучэння да электроннага прылады сеткавага блока харчавання (або на корпусе самага электроннага прылады, каля раздыма для падлучэння штэкера) з указаннем палярнасці.

Электроды якіх-небудзь прылад або радыёдэталяў (дыёдаў, тырыстараў, вакуумных электронных прыбораў), якія падключаюцца да станоўчага провада, носяць назву «анод», а электроды, якія падключаюцца да адмоўнага провада, называюцца «катод»[2].

Параметры пастаяннага току

Электрычнае напружанне
Сіла току
Электрычная магутнасць
Электрычнае супраціў

Велічыня пастаяннага току (сіла току)

Мерай інтэнсіўнасці руху электрычных зарадаў у правадырах з'яўляецца велічыня току або проста ток .

Велічыня току — гэта колькасць электрычных зарадаў (электрычнасці), якія праходзяць праз папярочны перасек правадыра в адзінку часу.

Агульнапрынята, што замест тэрмінаў «ток» і «велічыня току» часта ўжываецца тэрмін «сіла току».

Тэрмін «сіла току» з'яўляецца некарэктным, так як сіла току не ёсць нейкая сіла ў літаральным сэнсе гэтага слова, а толькі інтэнсіўнасць руху электрычных зарадаў у правадыру, колькасць электрычнасці, які праходзіць за адзінку часу праз плошчу папярочнага перасеку правадыра. У правадах няма ніякіх сіл. Мы з вамі не будзем парушаць гэтую традыцыю.

Калі пры раўнамерным руху электрычных зарадаў на правадніку за час працякла колькасць электрычнасці , то ток у правадыру можна выказаць формулай .

У правадніку ток роўны аднаму амперу , калі праз плошчу папярочнага перасеку яго за адну секунду працякае адзін кулон электрычнасці.

Ампер — адзінка вымярэння сілы току, названая ў гонар Андрэ-Мары Ампера.

Кулон — адзінка вымярэння электрычнага зараду (колькасці электрычнасці), названая ў гонар Шарля Кулона. У тых выпадках, калі прыходзіцца мець справу з вялікімі токамі, колькасць электрычнасці вымяраецца больш буйной адзінкай, званай ампер-гадзіны, 1 ампер-гадзіна роўны 3 600 кулонам.

Сіла току вымяраецца амперметрам, ён ўключаецца ў ланцуг так, каб праз яго праходзіў увесь вымяраны ток, то ёсць паслядоўна.

Шчыльнасць току

У электратэхніцы часта бывае важна ведаць не толькі сілу току ў правадыру, але і шчыльнасць току, так як шчыльнасць току з'яўляецца мерай дапушчальнай нагрузкі правадоў.

Шчыльнасцю току называюць ток ці , што прыпадае на адзінку плошчы правадыра: , дзе

— сіла току ў Амперах;
плошча папярочнага перасеку правадніка, у квадратных метрах,
— шчыльнасць току, выяўляецца ў амперах на квадратны метр: .

Так як драты з папярочным перасекам, якія вылічваюцца квадратнымі метрамі, сустракаюцца вельмі рэдка, то шчыльнасць току звычайна выяўляецца ў амперах на квадратны міліметр .

Электрарухаючая сіла і электрычнае напружанне

Рознасць патэнцыялаў паміж кропкамі, паміж якімі працякае пастаянны ток, могуць ахарактарызаваць электрарухаючая сіла і электрычнае напружанне.

Электрарухаючая сіла

Кожная першасная крыніца электрычнай энергіі стварае іншае электрычнае поле. У электрычных машынах (генератарах пастаяннага току) іншае электрычнае поле ствараецца ў металічных правадырах якара, які верціцца ў магнітным полі, а ў гальванічных элементах і акумулятарах — у месцы судотыку электродаў з электралітам (растворамі соляў або кіслот) пры іх хімічным узаемадзеянні.

Іншае электрычнае поле, наяўнае ў крыніцы электрычнай энергіі пастаяннага току, бесперапынна ўзаемадзейнічае на электрычныя зарады праваднікоў, якія ўтвараюць разам з ім замкнёны ланцуг, і стварае ў ім пастаянны электрычны ток.

Перамяшчаючы электрычныя зарады па замкненым ланцугу, сілы іншага электрычнага поля пераадольваюць супраціўленне супрацідзейных сіл, напрыклад рэчыўных часціц праваднікоў. Гэта прыводзіць да таго, што сілы іншага электрычнага поля здзяйсняюць працу за кошт энергіі гэтага поля. Па меры расходу энергіі іншае электрычнае поле папаўняе яе за кошт механічнай ці хімічнай энергіі.

У выніку працы сіл іншага электрычнага поля энергія гэтага поля пераходзіць у электрычным ланцугу ў якія-небудзь іншыя віды энергіі, напрыклад, у цеплавую энергію ў металічных правадырах, цеплавую і хімічную у электралітах, цеплавую і светлавую энергію ў электрычных лямпах і гэтак далей.

Выраз «праца сіл іншага электрычнага поля» крыніцы электрычнай энергіі дзеля сцісласці звычайна замяняюць выразам «праца крыніцы электрычнай энергіі».

Калі вядомая праца, здзяйсняная крыніцай электрычнай энергіі пры перамяшчэнні адзінкавага электрычнага зарада па ўсёй замкнёнай электрычнай ланцугу, то лёгка вызначыць працу, якая здзяйсняецца ім пры пераносе нейкага электрычнага зарада па гэтай ланцугу, так як велічыня працы прапарцыйная велічыні зарада.

Велічыня, лікава роўная працы, якая здзяйсняецца крыніцай электрычнай энергіі пры пераносе адзінкі станоўчага зарада па ўсім замкнёным ланцугу, называецца электрарухаючыяй сілай .

Такім чынам, калі крыніца электрычнай энергіі пры пераносе зарада па ўсім замкнёным ланцугу здзейсніла працу , то яе электрарухаючая сіла роўная .

У Міжнароднай сістэме адзінак (СІ) за адзінку вымярэння электрарухаючай сілы прымаецца адзін вольт . Адзінка названая ў гонар італьянскага фізіка і фізіёлага Алесандра Вольта.

Электрарухаючая сіла крыніцы электрычнай энергіі роўная аднаму вольту, калі пры перамяшчэнні аднаго кулона электрычнасці па ўсім замкнёным ланцугу ім была здзейсненая праца, роўная аднаму джоулю : .

Напрыклад, калі электрарухаючая сіла якога-небудзь крыніцы электрычнай энергіі , то гэта трэба разумець так, што крыніца электрычнай энергіі, перамяшчаючы адзін кулон электрычнасці па ўсёй замкнёнай ланцугу, зробіць працу , так як .

З формулы вынікае, што , то ёсць праца крыніцы электрычнай энергіі пры пераносе яго электрычнага зарада па ўсім замкнёным ланцугу роўная твору велічыні электрарухаючая сілы яго на велічыню пераноснага электрычнага зарада .

Электрычнае напружанне

Калі крыніца электрычнай энергіі пераносіць электрычны зарад па ўсім замкнёным ланцугу, то яна здзяйсняе некаторую працу . Частка гэтай працы ён здзяйсняе пры пераносе зарада па ўнутраным участку ланцуга (участак ўнутры самой крыніцы электрычнай энергіі), а іншую частку — пры пераносе зарада па знешнім участку ланцуга (па-за крыніцы).

Такім чынам, , то ёсць праца , здзяйсняная крыніцай электрычнай энергіі пры пераносе электрычнага зарада па ўсім замкнёным ланцугу, роўная суме работ, якія ўчыняюцца ім пры пераносе гэтага зарада па ўнутраным і вонкавым участках гэтай ланцуга.

Калі падзяліць левую і правую частку роўнасці на велічыню адзінкавага зарада , атрымаем працу, отнесенную да адзінкавыму зараду: .

Праца крыніцы электрычнай энергіі, здзяйсняная ёй пры пераносе адзінкавага зарада па ўсім замкнёным ланцугу, лікава роўная яе электрарухаючай сіле, то ёсць , дзе электрарухаючая сіла крыніцы электрычнай энергіі.

Велічыня , лікава роўная працы, якая здзяйсняецца крыніцай электрычнай энергіі пры пераносе адзінкавага зарада па ўнутраным участку ланцуга, называецца падзеннем напружання (напругай) на ўнутраным участку ланцуга, то ёсць , дзе — падзенне напружання на ўнутраным участку ланцуга.

Велічыня , лікава роўная працы, якая здзяйсняецца крыніцай электрычнай энергіі пры пераносе адзінкавага зарада па знешнім участку ланцуга, называецца падзеннем напружання (напругай) на знешнім участку ланцуга, то ёсць , дзе — падзенне напружання на знешнім участку ланцуга.

Такім чынам, роўнасці можна надаць такі выгляд: , то ёсць

Электрарухаючая сіла крыніцы электрычнай энергіі, які стварае ток у электрычным ланцугу, раўняецца суме падзенняў напружання на ўнутраным і знешнім участку ланцуга.

З роўнасці вынікае, што , то ёсць падзенне напругі на знешнім участку ланцуга менш электрарухаючай сілы крыніцы электрычнай энергіі на велічыню падзення напружання на ўнутраным участку ланцуга.

Такім чынам, чым больш падзенне напружання ўнутры крыніцы электрычнай энергіі, тым менш пры ўсіх іншых роўных умовах падзенне напругі на зацісках крыніцы электрычнай энергіі.

Так як падзенне напружання мае аднолькавую памернасць з электрарухаючая сілай, то есць выяўляецца ў джоўль на кулон, ці, інакш, у вольтах, то за адзінку вымярэння падзення напружання (электрычнага напружання) прыняты адзін вольт.

Электрычнае напружанне на зацісках крыніцы электрычнай энергіі (падзенне напружання на знешнім участку ланцуга) роўна аднаму вольту, калі крыніца электрычнай энергіі здзяйсняе працу, роўную аднаму джоулю, пры пераносе электрычнага зарада ў адзін кулон па знешнім участку ланцуга.

Напружанне на участках ланцуга вымяраецца вальтметрам, ён заўсёды далучаецца да тых кропак ланцуга, паміж якімі ён павінен вымераць падзенне напругі, гэта значыць паралельна.

Прымяненне пастаяннага току

  • Пастаянны ток шырока выкарыстоўваецца ў тэхніцы: пераважная большасць электронных схем у якасці сілкавання выкарыстоўваюць пастаянны ток.
  • Пастаянны ток, выпрацоўваемы хімічнымі крыніцамі току (гальваническими элементамі, акумулятарамі), ўжываецца для аўтаномнага электрасілкавання шматлікіх электрычных і электронных прылад: электраліхтароў, цацак, акумулятарнага электраінструмента, сродкаў сувязі, і т. п.
  • Пастаянны ток ўжываецца ў электролізе: на устаноўках прамысловага электролізу з раствораў ці расплаваў соляў атрымліваюць алюміній, магній, натрый, калій, нікель, медзь, хлор і іншыя рэчывы.
  • Пастаянны ток ўжываецца ў гальванізацыі і гальванапластыке — на электраправодзячай паверхні якога-небудзь прадмета электрахімічным шляхам абложваецца ахоўнае або дэкаратыўнае металічнае пакрыццё, напрыклад, бронзавы корпус наручных гадзіннікаў пакрываецца тонкім пластом золата.
  • Пастаянны ток у шэрагу выпадкаў выкарыстоўваецца пры зварачных работах (электрычная дугавая або электрагазавая зваркі), напрыклад, зварыць дэталь з нержавеючай сталі спецыяльным зварачным электродам можна толькі пастаянным токам.
  • У некаторых прыладах пастаянны ток пераўтворыцца ў пераменны ток пераўтваральнікамі (інвертары), напрыклад, у кампутарных бесперабойных блоках сілкавання пры працы ў аўтаномным рэжыме.
  • У бартавых сетках аўтамабіляў традыцыйна ужываецца пастаянны ток, таму што пры непрацуючым рухавіку ўсе асноўныя спажыўцы атрымліваюць сілкаванне ад аўтамабільнага акумулятара. На старых аўтамабілях (ГАЗ-51, ГАЗ-69, ГАЗ-М-20 «Перамога» і многіх іншых), іншы мота- і сельскагаспадарчай тэхніцы ўсталёўваліся аўтамабільныя генератары пастаяннага току. Развіццё паўправадніковай тэхнікі прывяло да таго, што з 1970-х гадоў іх выціснулі трохфазныя генератары пераменнага току, як больш лёгкія, кампактныя і надзейныя.
  • На некаторых тыпах судоў выкарыстоўваецца электрычная перадача (дызель-электроходы, ледаколы, падводныя лодкі).
  • Электрафарэз — ўвядзенне лекавых рэчываў у арганізм з дапамогай пастаяннага току або падзел сумесі рэчываў у навуковых або прамысловых мэтах, напрыклад, электрафарэз бялкоў.

Пастаянны ток на транспарце

Расейскі пасажырскі электравоз пастаяннага току ЭП2К, выпускаецца на Каломенскім заводзе.

Шырокае прымяненне пастаяннага току на транспарце абумоўлена тым, што электрарухавікі пастаяннага току з паслядоўным узбуджэннем маюць аптымальную для транспартных сродкаў цягавую характарыстыку — вялікі крутоўны момант пры малым ліку абарачэнняў у хвіліну, і наадварот, адносна малы крутоўны момант пры намінальнай хуткасці кручэння якара. Колькасць абаротаў лёгка рэгулюецца паслядоўным уключэннем рэастата або зменай напругі на зацісках рухавіка (шляхам пераключэння некалькіх рухавікоў з паслядоўнага на паралельнае злучэнне). Кірунак кручэння лёгка змяняецца (як правіла, перамыкаецца палярнасць абмоткі ўзбуджэння). У сілу гэтага электрарухавікі пастаяннага току з паслядоўным узбуджэннем знайшлі шырокае прымяненне на электравозах, электрацягніках, цеплавозах, трамваях, тралейбусах, пад'ёмных кранах, пад'ёмніках і гэтак далей.

Гістарычна склалася, што лініі трамвая, тралейбуса і метрапалітэна электрыфікаваны на пастаянным токе, электрычнае напружанне складае 550-600 вольт (трамвай і тралейбус), метрапалітэн 750-900 вольт.

  • У чыгуначнай і трамвайнай кантактнай сеткі «плюс» падаецца на кантактны провад, а на метрапалітэне — на кантактную рэйку. Агульным (зваротным) провадам служаць рэйкі («мінус»).

На цеплавозах да 1970-х гадоў асноўным тыпам цягавага генератара быў генератар пастаяннага току (цеплавозы ТЭ3, ТЭ10, ТЭП60, ТЭМ2 і інш.), стаялі коллекторные цягавыя электрарухавікі, аднак развіццё паўправадніковай тэхнікі прывяло да таго, што з 1970-х гадоў на цеплавозах пачалі ўсталёўвацца трохфазныя генератары пераменнага току з паўправадніковай выпрямительной устаноўкай (электрычная перадача пераменна-пастаяннага току, цеплавозы ТЭ109, ТЭ114, ТЭ129, ТЭМ7, ТЭМ9 і іншыя), а з 1990-х гг ўжываюцца асінхронныя цягавыя рухавікі (цеплавозы з электраперадачай пераменна-пераменнага току 2ТЭ25А, ТЭМ21).

У Расіі і ў рэспубліках былога СССР каля паловы электрыфікаваных участкаў чыгунак электрыфікаваны на пастаянным токе 3000 вольт.

  • Электрыфікацыя чыгунак Савецкага Саюза пачалася на пастаянным токе (Баку—Сабунчы і Сурамскі перавал). У даваенныя гады шэраг участкаў быў электрыфікаваны напругай 1,5 кВ, затым яны былі пераведзены на 3 кВ.
  • Армянская чыгунка практычна цалкам электрыфікавана на пастаянным токе.
  • Грузінская чыгунка практычна цалкам электрыфікавана на пастаянным токе.

Электрыфікацыя на пастаянным токе 3 кВ не з'яўляецца аптымальнай па параўнанні з электрыфікацыяй на пераменным току 25 кВ прамысловай частаты (50 Гц), параўнальна нізкае напружанне ў кантактнай сеткі і вялікая сіла току, аднак тэхнічныя магчымасці электрыфікацыі на пераменным току з'явіліся толькі ў другой палове XX стагоддзя. Напрыклад, два электравоза маюць роўную магутнасць 5000 кілават. У электравоза пастаяннага току (3 кВ) максімальны ток, які праходзіць праз бягучы калектар складзе 1667 ампер, у электравозы пераменнага току (25 кВ) — 200 ампер. У 1990-я — 2000-я гады шэраг участкаў пераведзены з пастаяннага на пераменны ток: Слюдянка—Іркуцк—Зіма, Лоухи—Мурманск, Саратаўскі і Валгаградскі чыгуначныя вузлы, Мінеральныя Вады—Кіславодск і Бештау—Жалезнаводск.

У 1970-я гады ў СССР праводзіліся эксперыменты з электрыфікацыяй на напружанне 6 кВ, аднак па шэрагу тэхнічных прычын гэтая сістэма не была прынятая.

Варта адзначыць, што таксама выпускаюцца двухсістэмныя электравозы, здольныя працаваць як на пераменным, так і на пастаянным токе (гл. ВЛ61Д, ВЛ82 і ВЛ82М, ЭП10, ЭП20).

Лініі электраперадачы пастаяннага току

У пераважнай большасці выпадкаў па лініях электраперадачы перадаецца трохфазны ток, аднак існуюць лініі электраперадачы пастаяннага току, напрыклад высакавольтная лінія пастаяннага току Валгаград-Данбас, высакавольтная лінія пастаяннага току Экибастуз-Цэнтр, мацерыковая Паўднёвая Карэя — востраў Чеджудо і іншыя. Выкарыстанне пастаяннага току дазваляе павялічыць якая перадаецца электрычную магутнасць, перадаваць электраэнергію паміж энергасістэмамі, якія выкарыстоўваюць пераменны ток рознай частоты, напрыклад, 50 і 60 герц, а таксама не сінхранізаваць суседнія энергасістэмы, як гэта зроблена на мяжы Ленінградскай вобласці з Фінляндыяй (гл устаўка пастаяннага току Выбарг — Фінляндыя).

Гл. таксама

Зноскі

  1. ГОСТ Р 52002-2003. Электротехника. Термины и определения основных понятий
  2. Вышесказанное относится к наиболее распространённому режиму прямого включения, когда прибор открыт (или же может быть открыт при подаче соответствующего напряжения на управляющий электрод), т.е. имеет малое сопротивление и пропускает электрический ток. Однако существует ряд приборов, требующих обратного включения (стабилитроны, варикапы, защитные диоды, подавляющие выбросы обратного напряжения), при котором анод подключается к отрицательному, а катод к положительному полюсу источника напряжения.

Спасылкі