В электричестве существует 2 вида токов – постоянный и переменный. Эти понятия имеют целый ряд отличий и используются в разных устройствах. От этого зависит их функционирование. Важно учитывать, что при подключении к неправильному питанию аппарат может выйти из строя. Потому так важно разобраться в механизмах работы этих явлений и их ключевых особенностях.
История открытия электричества
Чтобы разобраться с разницей между существующими видами тока, стоит изучить краткую историю исследования электричества. Она стартовала в седьмом веке до нашей эры. Именно тогда греческий ученый Фалес обратил внимание, что при трении янтаря о шерсть он начинает притягивать легкие предметы.
Затем эти знания на долгое время были забыты. Лишь в 1600 году британский естествоиспытатель Уильям Гилберт написал работу «О магните, магнитных телах и о большом магните – Земле». В ней впервые было использовано понятие «электричество».
Спустя 150 лет Бенджамин Франклин первым разработал теорию электричества. Это случилось в 1747 году. Ученый рассматривал такое явление в качестве нематериальной жидкости или флюида. Именно этот исследователь ввел такие термины, как положительный и отрицательный заряды, придумал молниеотвод и установил, что молния отличается электрической природой.
Затем было сделано еще много важнейших открытий в этой сфере:
- В 1785 году Кулон установил силу, с которой притягиваются разные заряды и отталкиваются одинаковые.
- В 1791 году итальянский ученый Луиджи Гальвани обратил внимание, что конечности мертвой лягушки способны сокращаться под влиянием электричества.
- В 1800 году еще один итальянец Алессандро Вольта придумал столб Вольта, который стал прообразом современных батареек. В своей работе ученый ориентировался на открытие Гальвани.
Уже в девятнадцатом веке ряд исследователей совершили революционные открытия в сфере электричества. Это сделали Эрстед, Максвелл, Ом, Ампер, Томсон. В тот период удалось открыть электромагнетизм и электродвижущую силу индукции. Также исследователям удалось объединить электрические и магнитные явления в одну систему и сделать их описание при помощи фундаментальных уравнений.
Конфликт Эдисона и Теслы
Постоянный ток стали активно применять в конце девятнадцатого столетия. В 1890 году Эдисону удалось добиться создания функционирующей электрической лампочки. Также ученый открыл первые электростанции в Нью-Йорке, которые вырабатывали постоянный ток. Его напряжение составляло 110 Вольт.
Применение постоянного тока отличается значительными потерями при его передаче на большие расстояния. При этом применять переменный ток было нельзя. Это было связано с отсутствием соответствующих двигателей и счетчиков. Также присутствовали трудности с трансформацией постоянного тока в переменный. При этом стоит отметить, что переменный ток удавалось передавать на значительные расстояния без потерь.
В то время в США из Сербии прибыл Никола Тесла. Он поступил на работу в фирму Эдисона. Ученый придумал электрический двигатель переменного тока. Оценив все преимущества своего изобретения, Тесла выдвинул Эдисону предложение его применять.
Однако тот не послушал коллегу. Более того, Эдисон даже не выплатил своему сотруднику всю причитающуюся ему зарплату. Таким образом и началось известное противостояние ученых, которое получило название «война токов». Она продолжалась больше сотни лет и завершилась в 2007 году. На тот момент Нью-Йорк весь перешел на снабжение переменным током.
Постоянный ток и его особенности
Этим термином называют упорядоченное перемещение заряженных частиц, которое всегда обладает одним направлением. Такие заряды появляются в сети постоянного напряжения, когда их полярность с одной и второй стороны отличается стабильностью во времени. Явление часто применяют в разных электронных устройствах. Также оно используется в тех видах технических изделий, в которых не требуется передавать энергию на значительное расстояние.
В качестве типичного источника постоянного тока выступает гальванический элемент. Он представляет собой батарейку или аккумулятор. Одной из наиболее старых находок, связанных с электричеством, считается багдадская батарейка. Она была создана 2000 лет назад. Предполагается, что это изделие давало заряд, напряжение которого составляло 2-4 Вольта.
Применение
Чтобы простыми словами объяснить особенности явления, стоит ознакомиться со сферами его применения. К ним относят следующее:
- питание многих бытовых устройств;
- питание электронных устройств авто;
- батарейки и аккумуляторы, которые применяются для независимого питания устройств;
- корабли и подводные лодки;
- общественный транспорт.
Бытовые устройства работают на постоянном токе. Но в розетки попадает переменный. Почти везде постоянный ток получают посредством выпрямления переменного.
Переменный ток
Чтобы разобраться в отличиях между разными видами явлений, следует изучить особенности каждого. Переменным называют ток, поступающий в розетки. Такое название связано с тем, что направление перемещения электронов все время меняется. Переменный ток в розетках может отличаться по частоте и электрическому напряжению.
В России в розетках частота составляет 50 Герц, а напряжение – 220 Вольт. Это означает, что за секунду поток перемещения электронов 50 раз меняет направление электронов. Также изменяется заряд – с положительного на отрицательный. Изменение направлений удается увидеть при включении флуоресцентной лампы. На этапе разгона электронов она мигает несколько раз. В этом и заключается смена направлений. При этом 220 Вольт представляет собой максимальный напор перемещения электронов в сети.
Переменный ток подразумевает постоянное изменение заряда. Это означает, что напряжение может колебаться от 0 до 100 %. Если бы оно постоянно составляло 100 %, потребовался бы провод очень большого диаметра. При изменении заряда провода можно делать более тонкими, что облегчает их использование. По нему электростанция способна передавать миллионы Вольт. После чего трансформатор забирает определенное количество – к примеру, 10 тысяч Вольт. Однако в каждую розетку поступает только 220.
Применение
Это явление применяется в самых разных сферах промышленности и в электроснабжении. Его получают на станциях и направляют к конечным потребителям. Уже на месте переменный ток трансформируется в постоянный. Этот процесс осуществляется посредством применения инверторов.
При этом основной причиной использования такого явления считается возможность его передачи на значительные расстояния с минимальными потерями. Чем больше дистанция между источником и итоговым потребителем, тем выше сопротивление проводов и затраты тепла на их нагревание.
Постоянный и переменный ток – какой опаснее
Во время противостояния с Теслой Эдисон показывал, как переменный вид убивает животных. Это делалось с целью избежать финансовых убытков и банкротства от применения идей конкурента. Случай гибели гражданина США от удара переменным током был весьма детально описан в СМИ.
Для людей такой ток действительно опаснее, чем постоянный. Однако при этом важно учитывать его величину, частоту, напряжение. Большое значение имеет и сопротивление человека. При этом стоит принимать во внимание следующие особенности:
- Переменный ток частотой 50 Герц в 3-4 раза опаснее, чем постоянный. Если частота превышает 1000 Герц, это явление считается не таким угрожающим.
- При напряжении примерно 400-600 Вольт обе разновидности отличаются одинаковой опасностью. Если напряжение превышает 600 Вольт, постоянный представляет большую угрозу.
- В силу характера и частоты переменный вид более выраженно возбуждает нервную систему, а также стимулирует сердце и мышечные ткани. Потому он составляет большую угрозу для жизни.
Постоянный и переменный ток – распространенные явления, которые используются в разных отраслях промышленности. При этом они характеризуются рядом отличий. В любом случае при использовании каждого из видов важно соблюдать предельную осторожность, поскольку они представляют угрозу для жизни человека.
Рекомендуем также почитать
В чем отличия между силой тока и напряжением, есть ли разница и сравнение
В чем различие между линейным и фазным напряжением, как измеряются
В чем разница между вольтом и ваттом и что общего у величин, отличие
В чем отличия между синхронным и асинхронным двигателем, разница между ними
В чем разница между кВА и кВт и есть ли отличие, соотношение мощностей
Чем в химии отличаются металлы и неметаллы, есть ли разница – сравнение
В чем разница между подключением треугольником и звездой, какое соединение лучше
Что означают надписи АА и ААА, как отличить пальчиковые батарейки от мизинчиковых
