Celulele galvanice dau un curent constant.
În vremurile noastre nu există o ramură a economiei naționale în care electricitatea nu ar fi folosită. Și fiecare dintre ele prezintă mașinilor și aparatelor electrice anumite cerințe, pe care nu depinde doar designul acestor mașini, dar și tipul de curent utilizat. Deși atât AC cât și DC sunt utilizate pe scară largă în inginerie și industrie, domeniile de aplicare sunt foarte clar delimitate.
Pentru prima dată, oamenii au primit un curent electric din celule galvanice. Aceste elemente au creat în circuitul electric un flux de electroni care se mișcă tot timpul într-o direcție determinată. Acest curent a fost numit "permanent".
Primele generatoare rotative, motoare electrice și instrumente au lucrat și la curent continuu. Și când, la sfârșitul secolului trecut, inginerul electric rus MO Dolly-Dobrovolsky a propus utilizarea unui curent alternativ trifazat, mulți oameni de știință au reacționat cu neîncredere la acest lucru. Chiar și faimosul inginer electric american Edison a considerat că curentul alternativ este o invenție, nu demnă de atenție. Cu toate acestea, foarte curând curentul alternativ a început să fie utilizat în multe domenii de inginerie electrică. Generatoarele electrice de curent alternativ creează în circuitul electric un flux de electroni, schimbând continuu direcția mișcării sale. Deci, în lanțul becului electric care luminează camera ta, electronii au timp într-o secundă
Generatoarele de centrale electrice generează curent alternativ cu o frecvență de 50 pe secundă.
De 100 de ori pentru a schimba direcția mișcării: 50 de ori se mișcă într-o direcție și 50 - în direcția opusă. Despre un astfel de curent spun că are o frecvență de 50 de perioade pe secundă.
Această caracteristică a mișcării electronilor dă un curent alternativ un număr de proprietăți care și-au determinat poziția dominantă în ingineria electrică modernă.
Una dintre cele mai importante proprietăți ale curentului alternativ este capacitatea sa de transformare. După cum știm, transmiterea energiei electrice pe distanțe lungi este posibilă numai la tensiuni foarte mari, ajungând la 110, 220 și chiar 500-800 mii. O astfel de tensiune înaltă nu poate fi obținută direct de la generatoare. În același timp, pentru diferite mașini și aparate electrice, este necesar un curent electric de câteva zeci sau sute de volți. Aici a fost utilă capacitatea sa de transformare - a permis utilizarea transformatoarelor pentru a schimba tensiunea de curent alternativ în orice limită.
Cu ajutorul transformatoarelor este posibilă schimbarea tensiunii AC în orice limită.
Nu numai asta. Conectarea înfășurărilor generatorului la un sistem trifazat a făcut posibilă obținerea unui curent alternativ trifazat. Este un sistem de trei curenți alternativi, care au aceeași frecvență, dar diferă în fază cu o treime a perioadei. Curentul trifazat are avantaje importante. În primul rând, liniile de alimentare trifazate sunt mai avantajoase decât cele monofazate: pentru ele, cu aceeași consumare de fire și izolație, se poate transmite mai multă energie electrică decât cu curent alternativ monofazat. Și în al doilea rând, datorită proprietății curentului alternativ trifazat pentru a crea un câmp magnetic rotativ, a fost posibil să se construiască motoare electrice asincrone foarte simple și fiabile fără colector și perii.
Aceste calități de curent alternativ au cauzat, de asemenea, că în zilele noastre toate centralele electrice industriale produc numai curent alternativ trifazat.
Mai mult de jumătate din energia electrică produsă de aceste centrale electrice este consumată de motoarele electrice. Pentru ca ei să poată efectua o varietate de activități, ele sunt diferite atât în ceea ce privește dispozitivul, cât și dimensiunea.
Motoarele electrice au permis să creeze linii automate de mașini.
În plus față de motoarele asincrone simple, care sunt utilizate pe scară largă pentru a conduce mașinile, există motoare cu înfășurări și inele de contact pe rotor. Ei fac eforturi mari atunci când pornesc și, prin urmare, sunt utilizați cu succes pe macarale. Există, de asemenea, motoare sincrone cu o viteză constantă de rotație. În dimensiuni, motoarele electrice sunt mici - cu o bobină de fir - și uriașe, ca un carusel.
Utilizarea mai multor motoare electrice pentru acționarea mașinilor-unelte a făcut posibilă simplificarea mecanismelor mașinilor, facilitarea controlului acestora și crearea liniilor automate ale mașinilor.
Dimensiunile mici ale motoarelor electrice au permis utilizarea energiei electrice în cazul în care a fost folosită anterior o muncă manuală. Exercițiile electrice, ferăstraiele, avioanele și alte unelte electrificate au facilitat mult munca muncitorilor, făcându-l mai productiv.
Masini electrice de gheata, aspiratoare, masini de spalat si frigidere au venit in ajutorul gospodinelor.
Cuptoarele electrice cu arc și cu inducție sunt utilizate pe scară largă în inginerie și industrie. Cuptoare cu rezistență mică pot fi găsite în trenuri, în troleibuze și chiar acasă.
Curentul alternativ este o sursă bună de căldură. În cuptoarele cu arc electric puternic, metalul este topit și preparat. Cuptoarele de rezistență electrică sunt utilizate pe scară largă pentru aer condiționat, încălzirea dulapurilor de uscare și a diferitelor încăperi.
Becurile electrice dau lumină indiferent de curentul care trece prin firele lor. Dar, deoarece transmisia AC este mai economică, iar transformatoarele permit menținerea ușoară a tensiunii necesare, întreaga rețea de iluminare a orașelor și satelor este alimentată de curent alternativ.
Schimbarea continuă a direcției de mișcare a electronilor într-un curent alternativ și capacitatea sa de ao transforma, a deschis o cale largă spre el în multe domenii ale tehnologiei. Dar curentul nu este intotdeauna bun, schimbandu-si directia tot timpul. Așa că ai intrat într-un cărucior, într-un tren de metrou sau într-un tren electric pe calea ferată. Aici sunteți în posesia curentului direct.
Adevărul este că motoarele de curent alternativ simple și convenabile nu permit o variație mare a vitezei de rotație a acestora. Și rețineți de câte ori șoferul trebuie să schimbe viteza troleibuzului; cu astfel de lucruri supărătoare numai motorul DC se poate descurca bine. Puterea acestor motoare se efectuează de la stațiile de redresoare de tracțiune. Curentul alternativ care vine de la centralele electrice cu ajutorul redresoarelor de mercur este transformat într-unul permanent și apoi introdus într-o rețea de contact - în fire și șine.
Utilizarea motoarelor de tracțiune DC pe vehiculele de transport sa dovedit a fi atât de benefică încât acestea pot fi găsite pe locomotive și nave cu motor.
Principalele lor motoare sunt motoare diesel, care conduc generatoare care produc curent continuu. Și, la rândul său, forțează motoarele electrice, roțile rotative sau elicile să funcționeze.
Cu toate acestea, costurile ridicate și complexitatea stațiilor de convertizoare efectuate de cercetători și ingineri se referă la utilizarea curentului alternativ în transport. Acum există secțiuni de căi ferate care utilizează curent alternativ monofazat. Cu succes, este utilizat pe multe nave diesel-electrice.
Pentru alimentarea motoarelor locomotivelor electrice de-a lungul căii ferate electrificate, sunt instalate substațiile de redresoare de tracțiune pe care curentul alternativ este transformat într-un curent constant prin intermediul unor redresoare de mercur.
Continuarea electrificării căilor ferate în țara noastră se va realiza în principal prin utilizarea unui curent alternativ de 25 mii volți. Acest curent va fi transformat într-o constantă direct pe locomotivele electrice prin intermediul dispozitivelor de rectificare.
O bună capacitate de ajustare a motoarelor de curent continuu le permite să le aplice cu succes și pe mecanismele de ridicare și transport. Pe macaralele convenționale, pe care le vedeți la construcție, funcționează motoarele de curent alternativ. Dar pe macaralele puternice ale unor mari fabrici metalurgice sunt instalate motoare de curent continuu. La urma urmei, trebuie să ridicați cu ușurință și să transportați găleți uriașe cu metal topit, să-l turnați în forme sau să serviți peleți fierbinți la laminoare.
Aceste motoare au pus în mișcare mecanismele excavatoarelor de mers pe jos.
În băile galvanice, cu ajutorul unui curent continuu, se acoperă obiecte diferite cu un strat subțire de nichel sau crom.
Motoarele cu curent continuu pot dezvolta viteze de rotație foarte mari - până la 25 mii de rpm. Acest lucru vă permite să obțineți mai multă putere cu o dimensiune foarte mică a motorului. Prin urmare, ele sunt indispensabile ca motoarele de control utilizate la bordul aeronavelor pentru a roti cârlige, eileroni și clapete, pentru ridicarea și coborârea șasiului și a altor mecanisme.
Direcția invariabilă a mișcării electronilor în circuitul DC a determinat o zonă mare și importantă a aplicării sale, în care un curent alternativ cu acesta nu poate concura. Vorbim despre electroliză - un proces asociat cu trecerea curentului prin soluții lichide - electroliți. Sub influența unui curent direct care trece prin electrolit, se descompune în elemente separate, care sunt depuse pe anumite electrozi - pe anod sau catod. Această proprietate este larg utilizată în metalurgia neferoasă - pentru producerea de aluminiu, magneziu, zinc, cupru, mangan. În industria chimică, electroliza produce fluor, clor, hidrogen și alte substanțe.
În galvanizare, electroliza este utilizată pentru depozitarea metalelor pe suprafața diferitelor produse. Astfel, stratul protector aplicat produselor din metal (nichel, crom) sunt realizate din metal, monumente și altele asemănătoare. D. galvanizarea utilizate în medicină pentru tratamentul anumitor boli.
Direcția constantă a mișcării electronilor ajută DC să concureze cu variabila în procesul de sudare și unele tipuri de iluminare. La sudarea cu curent continuu, particulele metalice sunt transferate din electrod în produs mai corect, iar sudura este obținută mai calitativ decât în cazul sudării cu curent alternativ.
Du-te la studioul de film. Proiectoarele cu arc puternic inundă lumina cu un pavilion de fotografiere. În cazul curentului alternativ, arcul arde mai puțin în mod constant, oferă mai puțină lumină și produce un zgomot care interferează cu înregistrarea sunetului în timpul filmării. Prin urmare, proiectorii de film furnizează un curent constant, care dă un arc stabil silențios. Proiectoarele puternice militare și dispozitivele cu arc-proiecție utilizează de asemenea curent continuu.
În studiourile cu un curent constant, funcționează proiectori puternici de film cu arc.
Pentru a obține un curent alternativ, este necesar să rotiți continuu alternatorul, iar un curent constant poate produce baterii staționare sau celule galvanice. Aceste proprietăți ale sursei de curent electric determină, de asemenea, într-o serie de cazuri, domeniul de aplicare a curentului direct.
Mașina se oprește. Cum să porniți motorul? Aveți o baterie reîncărcabilă. Apăsați butonul de pornire, iar motorul DC, alimentat de la baterie, pornește motorul. Iar când motorul funcționează, acesta rotește generatorul, care încarcă bateria, restabilește energia consumată. Un astfel de proces reversibil nu este disponibil pentru curent alternativ.
Ce s-ar fi întâmplat dacă iluminarea ar fi alimentată de curent alternativ în trenuri? Trenul sa oprit - roțile autoturismelor s-au oprit, iar generatoarele electrice s-ar opri, iar lumina mașinilor ar ieși. Dar acest lucru nu se întâmplă, deoarece sub mașini există generatoare de curent continuu care funcționează în paralel cu bateriile. Există un tren - generatoarele se rotesc, dau energie pentru iluminare și încărcăm simultan bateria. Compoziția sa oprit - bateria trimite un curent la rețeaua de iluminare.
Imaginați-vă că a avut loc un accident la centrala electrică: toate generatoarele turbo sau hidroelectrice s-au oprit, iar liniile de alimentare care le-au conectat la alte centrale electrice au fost oprite. În astfel de cazuri, curentul direct produs de bateriile mari va ajuta. Cu ajutorul acestuia, mecanismele auxiliare sunt activate, întrerupătoarele sunt oprite și principalele turbo sau hidrogeneratoare sunt re-comandate. Alimentarea cu baterii este foarte fiabilă, prin urmare toate circuitele de comandă, automatizare și control al alarmelor din centralele electrice mari funcționează la DC.
Bateriile reîncărcabile sunt utilizate în diverse domenii ale tehnologiei.
Poate pluti un submarin fără curent continuu? Pe suprafața recipientului de apă. În acest caz, elicele se rotesc cu diesele. Dar sub apă, motoarele diesel se opresc - nu este suficient aer. Există un motor DC care primește energie de la baterii. Când barca revine la suprafață și motoarele diesel sunt pornite, motorul electric se transformă într-un generator și reîncarcă bateriile.
În mine, nu este întotdeauna posibilă atârnarea unui cablu de contact pentru locomotivele electrice. Cum se pot deplasa? Apoi, bateria se reîncarcă din nou. La multe mine, locomotivele electrice de la bateria mea furnizează cărbune din cele mai îndepărtate fețe. Cărucioare electrice cu baterii - mașini electrice - vă vedeți adesea la gări. Ele se află, de asemenea, în magazinele unor fabrici și fabrici mari.
Observați cum cameramanul elimină un eveniment important. În mâinile sale are o cameră de film cu lumină, iar pe centură - o baterie. Am apăsat butonul și dispozitivul a început să funcționeze. Astfel de baterii ușoare sunt utilizate pe scară largă pentru radiouri portabile, dispozitive de semnalizare, instrumente electrice de măsură.
Articole similare
-
Curent continuu și alternativ - istoria marilor lupte, materialelor de construcție și de finisare
-
Realizăm toate tipurile de reparații ale motoarelor electrice AC și DC în Harkov, cu o garanție
Trimiteți-le prietenilor: