Меню
Категории
 
Введение в электричество

Чтобы получить из обычного воздуха сжатый воздух, нужна энергия. Эта энергия поступает в виде электричества: переменного или постоянного тока. Представим в данной статье краткое введение в электричество.

Что такое электричество? Некоторые основные принципы

Электричество является результатом временного отделения электронов от протонов, которое приводит к созданию разницы электрических потенциалов (или напряжения) между зонами с избытком и с недостатком электронов. Когда электроны находят электропроводящий путь для своего движения, возникает электрический ток.

Первые электрические системы использовали энергию постоянного тока (DC), где электрический заряд потока электронов является однонаправленным. Для получения постоянного тока используются аккумуляторные батареи, фотоэлектрические (PV) солнечные батареи и генераторы.

Переменный ток (AC), используемый, например, для электропитания офисов и производственных цехов, а также для вращения стандартных двигателей с постоянной частотой вращения, производится генератором переменного тока. Он периодически изменяет свою амплитуду и направление по плавной синусоиде. Величина напряжения и тока возрастает от нуля до максимального значения, затем падает до нуля, изменяет направление, увеличивается до максимального значения в противоположном направлении и затем снова становится равной нулю. Таким образом, ток завершает период T, измеряемый в секундах, в течение которого он проходит через все свои значения. Частота является величиной, обратной периоду, она показывает количество полных циклов в секунду и измеряется в герцах. f = 1/T, где f = частота (Гц), T = время одного цикла (с). Амплитуды тока или напряжения обычно выражаются среднеквадратичным значением (RMS) за один цикл. Учитывая изменение по синусоиде, соотношение среднеквадратичных значений тока и напряжения равно: среднеквадратичное значение = (пиковое значение) / V2.

К периодическим, но несинусоидальным импульсам тока и напряжения относятся любые волны, не являющиеся чистыми синусоидами. В качестве простых примеров можно назвать квадратные, треугольные или прямоугольные формы сигнала. Часто они выводятся из математических функций и могут быть представлены комбинацией чистых синусоидальных волн разных частот, иногда кратных самой низкой (называемой несущей) частоте.

  • ток: i(t) = I0 + i1(t) + i2(t) + … + in(t) + …
  • напряжение: v(t) = V0 + v1(t) + v2(t) + … + vn(t) + …
*