Постоянный ток - Direct current

"LVDC" перенаправляется сюда. Для компьютера см. Цифровой компьютер ракеты-носителя "Сатурн".
Постоянный ток (DC) (красная линия). Вертикальная ось показывает ток или напряжение, а горизонтальная ось «t» измеряет время и показывает нулевое значение.

Постоянный ток (ОКРУГ КОЛУМБИЯ) - это однонаправленный или однонаправленный поток электрический заряд. An электрохимическая ячейка является ярким примером мощности постоянного тока. Постоянный ток может протекать через дирижер например, проволока, но также может протекать через полупроводники, изоляторы, или даже через вакуум как в электронные или ионные пучки. Электрический ток течет в постоянном направлении, отличая его от переменный ток (AC). А термин, ранее использовавшийся для этого типа тока был гальванический ток.[1]

Сокращения AC и ОКРУГ КОЛУМБИЯ часто используются для обозначения просто чередование и непосредственный, как когда они изменяют Текущий или же Напряжение.[2][3]

Постоянный ток может быть преобразован из источника переменного тока с помощью выпрямитель, который содержит электронный элементы (обычно) или электромеханические элементы (исторически), которые позволяют току течь только в одном направлении. Постоянный ток можно преобразовать в переменный ток через инвертор.

Постоянный ток имеет множество применений, от зарядки аккумуляторов до больших источников питания для электронных систем, двигателей и многого другого. Очень большое количество электроэнергии, поступающей от постоянного тока, используется при плавке алюминий и другие электрохимический процессы. Он также используется для некоторых железнодорожные пути, особенно в городские районы. Постоянный ток высокого напряжения используется для передачи большого количества энергии от удаленных генерирующих объектов или для соединения электрических сетей переменного тока.

Статьи о
Электромагнетизм
Соленоид
Электрическая сеть

История

Дальнейшая информация: История передачи электроэнергии
Центральная электростанция Brush Electric Company с динамомашинами, вырабатывающими постоянный ток для питания дуговых ламп для общественного освещения в Нью-Йорке. Он начал работу в декабре 1880 года по адресу 133 West Twenty-Fifth Street. Высокое напряжение, при котором он работал, позволял ему питать цепь длиной 2 мили (3,2 км).[4]

Постоянный ток был произведен в 1800 году итальянским физиком. Алессандро Вольта батарея, его Гальваническая свая.[5] Природа того, как течет ток, еще не была понята. Французский физик Андре-Мари Ампер предположил, что ток движется в одном направлении от положительного к отрицательному.[6] Когда французский производитель инструментов Ипполит Пиксий построил первый динамо-электрический генератор в 1832 году он обнаружил, что, когда используемый магнит каждые пол-оборота проходил через петли из проволоки, он заставлял электрический ток реверсировать, создавая переменный ток.[7] По предложению Ампера Pixii позже добавила коммутатор, тип «переключателя», в котором контакты на валу работают вместе с «щеточными» контактами, создавая постоянный ток.

В конце 1870-х - начале 1880-х годов электричество начали вырабатывать в энергостанции. Первоначально они были настроены на власть дуговое освещение (популярный тип уличного освещения), работающие от постоянного или переменного тока очень высокого напряжения (обычно выше 3000 вольт).[8] За этим последовало широкое распространение низковольтного постоянного тока для внутреннего электрического освещения в офисах и жилых домах. Томас Эдисон выпустил свою электрическую лампу накаливания »полезность »в 1882 году. Из-за значительных преимуществ переменного тока перед постоянным при использовании трансформаторы Чтобы повышать и понижать напряжения, чтобы обеспечить гораздо большие расстояния передачи, постоянный ток в течение следующих нескольких десятилетий был заменен переменным током в системе подачи энергии. В середине 1950-х гг. постоянный ток высокого напряжения была разработана трансмиссия, которая теперь является вариантом вместо систем переменного тока высокого напряжения на большие расстояния. Для подводных кабелей на большие расстояния (например, между странами, такими как NorNed ), этот вариант постоянного тока - единственный технически осуществимый вариант. Для приложений, требующих постоянного тока, таких как третий рельс в энергосистемах переменный ток распределяется по подстанции, которая использует выпрямитель для преобразования мощности в постоянный ток.

Различные определения

Виды постоянного тока

Период, термин ОКРУГ КОЛУМБИЯ используется для обозначения энергосистем, в которых используется только одна полярность напряжения или тока, и для обозначения постоянного, нулевого или медленно меняющегося местного среднего значения напряжения или тока.[9] Например, напряжение на постоянном токе источник напряжения постоянна, как и ток через постоянный ток Источник тока. Решение постоянного тока электрическая цепь это решение, в котором все напряжения и токи постоянны. Можно показать, что любой стационарный форма волны напряжения или тока может быть разложена на сумму составляющей постоянного тока и изменяющейся во времени составляющей с нулевым средним значением; составляющая постоянного тока определяется как ожидаемое значение или среднее значение напряжения или тока за все время.

Хотя DC означает «постоянный ток», DC часто означает «постоянная полярность». Согласно этому определению, напряжения постоянного тока могут меняться во времени, что видно по необработанному выходному сигналу выпрямителя или колебаниям голосового сигнала в телефонной линии.

Некоторые формы постоянного тока (например, производимые регулятор напряжения ) практически не имеют вариаций Напряжение, но все еще могут быть варианты вывода мощность и ток.

Схемы

Цепь постоянного тока - это электрическая цепь который состоит из любой комбинации постоянных Напряжение источники, постоянные Текущий источники и резисторы. В этом случае напряжения и токи в цепи не зависят от времени. Конкретное напряжение или ток цепи не зависит от прошлых значений напряжения или тока в цепи. Это означает, что система уравнений, представляющая цепь постоянного тока, не включает интегралы или производные по времени.

Если конденсатор или же индуктор добавляется к цепи постоянного тока, результирующая цепь, строго говоря, не является цепью постоянного тока. Однако большинство таких схем имеют решение постоянного тока. Это решение дает напряжения и токи в цепи, когда цепь находится в Установившееся состояние постоянного тока. Такая схема представлена ​​системой дифференциальные уравнения. Решение этих уравнений обычно содержит переменную во времени или преходящий часть, а также часть постоянного или устойчивого состояния. Именно эта часть установившегося состояния и является решением постоянного тока. Есть некоторые схемы, которые не имеют решения постоянного тока. Двумя простыми примерами являются источник постоянного тока, подключенный к конденсатору, и источник постоянного напряжения, подключенный к катушке индуктивности.

В электронике цепь, которая питается от источника постоянного напряжения, такого как аккумулятор, или выход источника постоянного тока, обычно называют цепью постоянного тока, даже если имеется в виду, что эта схема питается постоянным током.

Приложения

Бытовые и коммерческие здания

Этот символ может быть представлен Unicode персонаж U + 2393 (⎓) встречается на многих электронных устройствах, которые требуют или вырабатывают постоянный ток.

DC обычно встречается во многих сверхнизкое напряжение приложения и некоторые низкое напряжение приложений, особенно если они работают на батареи или же солнечная энергия системы (так как оба могут производить только DC).

Наиболее электронный цепи требуют постоянного тока источник питания.

Бытовые установки постоянного тока обычно имеют разные типы Розетки, разъемы, переключатели, и приспособления от тех, которые подходят для переменного тока. В основном это связано с более низкими напряжениями, что приводит к более высоким токам для получения того же количества энергии. мощность.

Обычно при работе с электроприборами постоянного тока важно соблюдать полярность, если только устройство не имеет диодный мост исправить это.

EMerge Alliance - открытая отраслевая ассоциация, разрабатывающая стандарты распределения электроэнергии постоянного тока в гибридные дома и коммерческие здания.

Автомобильная промышленность

В большинстве автомобильных приложений используется постоянный ток. An автомобильный аккумулятор обеспечивает питание для запуска двигателя, освещения и системы зажигания. В генератор это устройство переменного тока, которое использует выпрямитель производить постоянный ток для зарядки аккумуляторов. Большинство легковых автомобилей на шоссе номинально используют 12V системы. Многие тяжелые грузовики, сельскохозяйственная техника или землеройная техника с Дизельные двигатели используйте системы на 24 В. В некоторых старых автомобилях использовалось 6 В, например, в оригинальном классический Volkswagen Beetle. В какой-то момент Электрическая система 42 В рассматривался для автомобилей, но нашел мало применения. Для экономии веса и экономии провода металлический каркас автомобиля часто подключается к одному полюсу батареи и используется в качестве обратного проводника в цепи. Часто отрицательный полюс является заземлением шасси, но положительный полюс может использоваться в некоторых колесных или морских транспортных средствах.

Телекоммуникации

Обмен телефонами для коммуникационного оборудования используется стандартный источник питания –48 В. Отрицательная полярность достигается заземление положительный вывод системы питания и аккумулятор банк. Это сделано для предотвращения электролиз отложения. В телефонных установках используется система батарей, обеспечивающая поддержание питания абонентских линий во время перебоев в подаче электроэнергии.

Другие устройства могут получать питание от телекоммуникационной системы постоянного тока с использованием Преобразователь постоянного тока в постоянный обеспечить любое удобное напряжение.

Много телефоны подключиться к витая пара проводов и используйте косой тройник чтобы внутренне отделить переменную составляющую напряжения между двумя проводами (звуковой сигнал) от постоянной составляющей напряжения между двумя проводами (используемой для питания телефона).

Передача электроэнергии высокого напряжения

Основная статья: Постоянный ток высокого напряжения

В системах передачи электроэнергии постоянного тока высокого напряжения (HVDC) постоянный ток используется для основной передачи электроэнергии, в отличие от более распространенных систем переменного тока. Для передачи на большие расстояния системы HVDC могут быть менее дорогими и иметь более низкие электрические потери.

Другой

Приложения, использующие топливные элементы (смешивание водорода и кислорода вместе с катализатором для производства электроэнергии и воды в качестве побочных продуктов) также производят только постоянный ток.

Электрические системы легких самолетов обычно имеют напряжение 12 В или 24 В постоянного тока, аналогичные автомобильным.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Эндрю Дж. Робинсон, Линн Снайдер-Маклер (2007). Клиническая электрофизиология: электротерапия и электрофизиологические исследования (3-е изд.). Липпинкотт Уильямс и Уилкинс. п. 10. ISBN  978-0-7817-4484-3.
  2. ^ Н. Н. Бхаргава и Д. К. Кульшриштха (1984). Базовая электроника и линейные схемы. Тата МакГроу-Хилл Образование. п. 90. ISBN  978-0-07-451965-3.
  3. ^ Национальная ассоциация электрического освещения (1915 г.). Справочник электросчетчика. Trow Press. п. 81.
  4. ^ Мел Горман. «Чарльз Ф. Браш и первая электрическая система уличного освещения в Америке». История Огайо. Kent State University Press. Историческое общество Огайо. 70: 142.[постоянная мертвая ссылка ]
  5. ^ "Алессандро Джузеппе Антонио Анастасио Вольта - grants.hhp.coe.uh.edu". Архивировано из оригинал на 2017-08-28. Получено 2017-05-29.
  6. ^ Джим Брайтхаупт, Физика, Palgrave Macmillan - 2010, стр. 175
  7. ^ «Машина Pixii, изобретенная Ипполитом Пикси, Национальная лаборатория сильных магнитных полей». Архивировано из оригинал на 2008-09-07. Получено 2008-06-12.
  8. ^ Первая форма электрического света История угольной дуговой лампы (1800–1980-е годы)
  9. ^ Роджер С. Амос, Джеффри Уильям Арнольд Даммер (1999). Электронный словарь Newnes (4-е изд.). Newnes. п. 83. ISBN  0-7506-4331-5.

внешняя ссылка