Сетевое напряжение: Стандарты напряжений и частот в разных странах — Википедия – Сетевое напряжение — это… Что такое Сетевое напряжение?

Содержание

Сетевое напряжение — это… Что такое Сетевое напряжение?

Сетевое напряжение — среднеквадратичное значение напряжения в сети переменного тока, доступной конечным потребителям.

Сетевое напряжение на территории стран бывшего СССР составляет 220 В при частоте 50 Гц. В большинстве европейских стран сетевое напряжение составляет 230 В при частоте 50 Гц. В Северной, Центральной и частично Южной Америке сетевое напряжение составляет 110 В при частоте 60 Гц.

Более высокое сетевое напряжение уменьшает потери при передаче электроэнергии и позволяет использовать электроприборы с большей мощностью, однако, в то же время, увеличивает тяжесть последствий от поражения током неподготовленных пользователей от незащищенных сетей.

Для использования электроприборов, предназначенных для одного сетевого напряжения, в районах, где используется другое, нужны соответствующие преобразователи (например, трансформаторы). К тому же, нужно учитывать, что в разных регионах используются розетки и штекеры (штепсели) разных типов. Для некоторых электроприборов (главным образом, специализированных, не относящихся к бытовой технике) кроме напряжения играет роль и частота питающей сети. Современное высокотехнологичное электрооборудование, как правило, содержащее в своём составе импульсные преобразователи напряжения, может иметь переключатели на различные значения сетевого напряжения либо не имеет переключателей, но допускает широкий диапазон входных напряжений: от 100 до 240 В при номинальной частоте от 50 до 60 Гц, что позволяет использовать данные электроприборы без преобразователей практически в любой стране мира.

В приведённой ниже таблице перечислено, какие стандарты напряжений, частот и типов штепсельных разъёмов приняты в тех или иных странах.

Регион Типы вилки/розетки Напряжение Частота Комментарии
Австралия I 230 В 50 Гц На 2000 год в AS 60038 указано напряжение 230 В с допуском +10 % −6 %[1]. Это было сделано для совместимости с другими странами, но 240 В остаётся в пределах допустимого отклонения, и часто встречается. Сетевое напряжение в народе по-прежнему называют «двести сорок вольт». В ванных комнатах гостиниц часто можно видеть розетки типов I, C и A, с обозначением «только для бритв».
Австрия C, F 230 В 50 Гц
Азербайджан C, F 220 В 50 Гц
Азорские острова C, F 220 В 50 Гц
Албания C, F 220 В 50 Гц
Алжир C, F 230 В 50 Гц
Американское Самоа A, B, F, I 120 В 60 Гц
Ангилья A, B 110 В 60 Гц
Ангола C
220 В
50 Гц
Андорра C, F 230 В 50 Гц
Антигуа A, B 230 В 60 Гц В аэропорту 110 В.
Аргентина C, I 220 В 50 Гц В отличие от большинства других стран, использующих разъёмы типа I, нейтральный контакт в розетке располагается слева (если заземляющий контакт направлен вниз).
Армения C, F 230 В 50 Гц
Аруба A, B, F 127 В 60 Гц В колонии Лаго 115 В.
Афганистан C, D, F 240 В 50 Гц Напряжение может колебаться от 160 до 280 В.
Багамские острова A, B 120 В 60 Гц
вместе с 50 Гц в некоторых удалённых областях
Балеарские острова C, F 220 В 50 Гц
Бангладеш A, C, D, G, K 220 В 50 Гц
Барбадос A, B 115 В 50 Гц
Бахрейн G 230 В 50 Гц В Авали 110 В, 60 Гц.
Беларусь C, F 230 В 50 Гц
Белиз A, B, G 110 В
и
220 В
60 Гц
Бельгия C, E 230 В 50 Гц
Бенин C, E 220 В 50 Гц
Бермудские острова A, B 120 В 60 Гц
Болгария C, F 230 В 50 Гц
Боливия A, C 220 В 50 Гц В Ла Пас и Виача — 115 В.
Бонайре 127 В 50 Гц Розетка совместима с вилками типа B и C
Босния C, F 220 В 50 Гц
Ботсвана D, G, M 230 В 50 Гц
Бразилия A, B, C, I — Старый C, NBR14136:2002 / IEC 60906-1 — Новые устройства 127 В
и
220 В
60 Гц В разных областях напряжение в сети может быть 115, 127 или 220 В. Чаще всего используются розетки типов A, B и C (иногда розетка совместима сразу со всеми тремя стандартами), к розеткам типа I подаётся напряжение 220 В в местах преимущественного распространения напряжения 127 В. Два напряжения обычно используются для питания мощных электроприборов, таких как сушилки и водонагреватели, работающих от
220 В
. С 1 января 2010 года Бразилия переходит на розетки IEC 60906-1 и все производимые электроприборы должны соответствовать новым стандартам.
Бруней G 240 В 50 Гц
Буркина-Фасо C, E 220 В 50 Гц
Бурунди C, E 220 В 50 Гц
Бутан D, F, G, M 230 В 50 Гц
Вануату I 230 В 50 Гц
Великобритания G (Изредка D и M) 230 В (ранее 240 В) 50 Гц Напряжение в сети, в соответствии со стандартом — 230 В +10 %/−6 % (от 216,2 до 253 В), однако в 2008 году границы допустимого напряжения были расширены до 207 В снизу
[2]
. Кроме перечисленных типов, в ванных комнатах встречается розетка BS 4573 для электробритв. Розетки типов D и M встречаются в старых домах, а также через них часто подключают осветительное оборудование в театрах и на съёмочных площадках.
Венгрия C, F 230 В (ранее 220 В) 50 Гц
Венесуэла A, B 120 В 60 Гц Электроприборы, питающиеся от 220 В подключаются через разъёмы типа G.
Виргинские острова A, B 110 В 60 Гц
Восточный Тимор C, E, F, I 220 В 50 Гц
Вьетнам A, C 220 В 50 Гц Разъёмы типа A распространены в Южном Вьетнаме, а в северном — типа C. В дорогих гостиницах, построенных предприятиями Сингапура и Гонг Конга встречаются розетки типа G.
Габон C 220 В 50 Гц
Гаити A, B 110 В 60 Гц
Гайана A, B, D, G 240 В 60 Гц Встречаются сети как с частотой 50, так и 60 Гц[3], но наблюдается постепенный переход к 60 Гц[4].
Гамбия G 230 В 50 Гц
Гана D, G 230 В 50 Гц
Гваделупа C, D, E 230 В 50 Гц
Гватемала A, B 120 В 60 Гц
Гвинея C, F, K 220 В 50 Гц
Гвинея-Бисау C 220 В 50 Гц
Германия C, F 230 В (ранее 220 В) 50 Гц Незаземлённые розетки устарели и встречаются редко.
Гибралтар G, K 240 В 50 Гц Розетки типа K встречаются в зданиях, построенных датской компанией Europort.
Гондурас A, B 110 В 60 Гц
Гонконг D,G,M 220 В 50 Гц В целом аналогично Великобритании, но иногда встречаются разъёмы типа M — в основном на 13-15 А, или D.
Гренада G 230 В 50 Гц
Гренландия C, K 220 В 50 Гц
Греция
C, F, «Триполики»
230 В (ранее 220 В) 50 Гц В новостройках устанавливаются розетки «Schuko».
Грузия C 220 В 50 Гц
Гуам A, B 110 В 60 Гц
Дания C, E, K 230 В 50 Гц Розетки типа E введены в июле 2008 и достаточно редки[5].
Джибути C, E 220 В 50 Гц
Доминика D, G 230 В 50 Гц
Доминиканская Республика A, B 110 В 60 Гц
Египет C 220 В 50 Гц
Замбия C, D, G 230 В 50 Гц
Западное Самоа I 230 В 50 Гц
Зимбабве D, G 220 В 50 Гц
Израиль C, H, M 230 В 50 Гц Розетки и вилки стандарта Н в настоящее время модифицированы для использования круглых контактов, поэтому современные розетки поддерживают стандарты С и Н. Розетки стандарта М используются в кондиционерах. Аналогичные розетки и вилки применяются в Палестинской автономии.
Индия C, D, M 230 В 50 Гц По стандарту напряжение должно быть 220 В, а частота 50Гц, но может изменяться в пределах от 216 до 253 В. В некоторых гостиницах есть также розетки на 120 В.
Индонезия C, F, G 220 В 50 Гц Розетка типа G встречется редко.
Иордания B, C, D, F, G, J
230 В
50 Гц
Ирак C, D, G 230 В 50 Гц
Иран C, F 220 В 50 Гц Незаземлённые розетки устарели и встречаются редко.
Ирландия G (Изредка D, M и F) 230 В (ранее 220 В) 50 Гц Стандартом NSAI предписывается использование розеток (I.S. 411) и вилок (I.S. 401) типа G, и BS 4573 для электробритв, аналогично Великобритании. В старых домах, электрифицированных компанией Siemens иногда встречаются розетки типа F.
Исландия C, F 230 В 50 Гц
Испания C, F 230 В (ранее 220 В) 50 Гц
Италия C, F, L 230 В (ранее 220 В)[6] 50 Гц
Йемен A, D, G 230 В 50 Гц
Кабо-Верде C, F 220 В 50 Гц
Казахстан C, E, F 220 В 50 Гц Официальный стандарт отсутствует, обычно 220 В с допуском ±10 %. В реальности напряжение может сильно отличаться (обычно 150—200 В) из-за нестабильности энергосистемы.
Каймановы острова A, B 120 В 60 Гц
Камбоджа A, C, G 230 В 50 Гц
Камерун C, E 220 В 50 Гц
Канада A, B 120 В 60 Гц Чаще всего в домах разведены две цепи 120В — аналогично США[7].
Канарские острова C, E, F, L 220 В 50 Гц
Катар D, G 240 В 50 Гц
Кения G 240 В 50 Гц
Киргизия C 220 В 50 Гц
Кирибати I 240 В 50 Гц
Китай (материковый) A, C, I 220 В 50 Гц Большинство розеток совместимы с вилками типа A (неполяризованными) или I (без заземления). Некоторые вдобавок поддерживают вилки типа C. Существуют также заземлённые розетки для вилок типа I, обычно в виде отдельных гнёзд в дополнение к предыдущим типам. Стоит помнить, что на все эти разъёмы подаётся напряжение 220 В.
Колумбия A, B 120 В 60 Гц Аналогично США и Канаде, в домах может быть по две цепи на 120 В, позволяющие подключть приборы на 240 В. Колумбийские правила устройства электроустановок (Codigo Electrico Colombiano) аналогичны американским.
Коморы C, E 220 В 50 Гц
Конго (Браззавиль) C, E 230 В 50 Гц
Конго (Киншаса) C, D 220 В 50 Гц
Корфу C 220 В 50 Гц
Коста Рика A, B 120 В 60 Гц
Кот-д’Ивуар C, E 230 В 50 Гц
Куба A, B 110 В 60 Гц
Кувейт C, G 240 В 50 Гц
Лаос A, B, C, E, F 230 В 50 Гц
Латвия C, F 220 В 50 Гц
Лесото M 220 В 50 Гц
Либерия A, B, C, E, F 120 В
и
240 В
50 Гц Ранее 60 Гц, в настоящее время принят стандарт 50 Гц. Множество частных электростанций до сих пор генерируют 60 Гц. Стандарты розеток A и B используются совместно с напряжением 110 В; C и F используются совместно с напряжением 230/240 В. Значительная часть энергосистемы была разрушена во время гражданских войн с 1990 г., и поставки электроэнергии населению до сих пор ограничены. Местные стандарты напряжения могут варьироваться и могут не совпадать с обычными (рекомендованными) значениями для заданного типа розетки.[8]
Ливан A, B, C, D, G 240 В 50 Гц
Ливия D, L 127 В 50 Гц Триполи, Киренаика, Бенгази, Дерна, Себха и Тобрук 230 В.
Литва C, F 220 В 50 Гц Вилла Монархия 127 В 50 Гц, только Советские вилки и розетки
Лихтенштейн C, J 230 В 50 Гц Разъёмы типа C — только CEE 7/16.
Люксембург C, F 230 В (ранее 220 В) 50 Гц
Маврикий C, G 230 В 50 Гц
Мавритания C 220 В 50 Гц
Мадагаскар C, D, E, J, K 127 В
и
220 В
50 Гц
Мадейра C, F 220 В 50 Гц
Макао (Китай) D, M, G, и небольшой процент розеток F 220 В 50 Гц Официальный стандарт отсутствует. Примечательно, что в паромном терминале Гонконг-Макао, который был построен правительством Португалии, перед передачей суверенитета Китаю был принят стандарт E и F. После передачи суверенитета Макао КНР, Макао перешёл на стандарт G для государственных и частных зданий. До 1980 года в Макао был принят устаревший в настоящее время стандарт 110 В.
Малави G 230 В 50 Гц
Малайзия G (M — для мощных потребителей) 240 В (Хотя по стандарту должно быть 230 В) 50 Гц По нынешнему стандарту напряжение в сети должно быть 230 В +10 %, −6 %[9], однако оно всё ещё поддерживается на уровне 240 В. Кроме вилок типа G и M, часто используются вилки типа C (в основном для подключения аудио-видеотехники), подключаемые либо через переходники, либо без (в последнем случае вилка входит с усилием и может сломаться). Также встречаются розетки, похожие на британские розетки для электробритв.
Мали C, E 220 В 50 Гц
Мальдивские острова A, D, G, J, K, L 230 В 50 Гц
Мальта G 230 В 50 Гц
Марокко C, E 127 В
и
220 В
50 Гц Планируется повсеместный переход на 220 В.
Мартиника C, D, E 220 В 50 Гц
Мексика A, B 127 В 60 Гц Основное напряжение в сети составляет 127 В (от 114 до 140 В), в остальном стандарты близки к североамериканским.
Микронезия A, B 120 В 60 Гц
Мозамбик C, F, M 220 В 50 Гц Розетки типа M встречаются в основном вдоль границы с ЮАР, включая столицу — Мапуту.
Молдова C, F 220—230 В 50 Гц Встречаются розетки советского образца.
Монако C, D, E, F 127 В
и
220 В
50 Гц
Монголия C, E 230 В 50 Гц
Монтсеррат (Подветренные Антильские острова) A, B 230 В 60 Гц
Мьянма/Бирма C, D, F, G 230 В 50 Гц В крупных гостиницах встречаются розетки типа G, кроме того, утверждается, что в них есть розетки типа I и другие.
Намибия D, M 220 В 50 Гц
Науру I 240 В 50 Гц
Непал C, D, M 230 В 50 Гц
Нигер A, B, C, D, E, F 220 В 50 Гц
Нигерия D, G 240 В 50 Гц
Нидерландские Антильские острова A, B, F 127 В
и
220 В
50 Гц На Синт-Мартен 120 В, 60 Гц; Саба и Синт-Эстатиус — 110 В, 60 Гц, розетки A, и, возможно, B
Нидерланды C, F 230 В (ранее 220 В) 50 Гц
Никарагуа A, B 120 В 60 Гц
Новая Зеландия I 230 В 50 Гц С 1997 года по стандарту напряжение должно составлять 230 В ±6 %
Новая Каледония E 220 В 50 Гц
Норвегия C, F 230 В 50 Гц Широко распространено заземление по системе IT, но в новостройках используется TN. В Бергене встречаются электроустановки, заземлённые по системе TT. Розетки без заземления в новостройках устанавливать запрещено.
Нормандские острова C, G 230 В 50 Гц
Объединённые Арабские Эмираты C, D, G 220 В 50 Гц
Окинава A, B 100 В 60 Гц 120 В — для военной аппаратуры.
Оман C, G 240 В 50 Гц Напряжение обычно нестабильно.
Остров Мэн G 240 В 50 Гц
Острова Кука I 240 В 50 Гц
Пакистан C, D, G, M 230 В 50 Гц По стандарту напряжение составляет 230 В ±5 %, частота — 50 Гц ±2 %, но Karachi Electric Supply Corporation (KESC) поставляет потребителям 240 В.
Разъёмы типа C и D используются для маломощных устройств, для мощных — в основном разъёмы типа M. Разъёмы типа G встречаются редко.
Панама A, B 110 В 60 Гц 120 В в Панама-Сити
Папуа Новая Гвинея I 240 В 50 Гц
Парагвай C 220 В 50 Гц
Перу A, B, C 220 В 60 Гц Талара 110/220 В; Арекипа — 50 Гц
Польша C, E 230 В (ранее 220 В) 50 Гц Незаземлённые розетки типа C встречаются редко, в основном в старых домах и в сельской местности.
Португалия C, F 220 В[10] 50 Гц
Пуэрто-Рико A, B 120 В 60 Гц
Кипр G 240 В 50 Гц
Македония C, F 220 В 50 Гц
Реюньон E 220 В 50 Гц
Россия C, F 220 В 50 Гц В СССР большинство розеток были рассчитаны на вилки типа C, со штырями, диаметром 4 мм, а розетки типа F встречались достаточно редко. После распада СССР розетки типа F становятся основным типом, но разъёмы советского типа ещё встречаются, в особенности в старых домах и в сельской местности. В удалённых поселениях, возможно, встречается электрификация напряжением 127 В, от которого отказались ещё в 1970-х годах. Особо мощные бытовые электроприборы (например, системы электроотопления) запитываются от трёхфазной сети 380 В, аналогично промышленным.
Руанда C, J 230 В 50 Гц
Румыния C, F 230 В (ранее 220 В) 50 Гц Считается, что стандарты соответствуют германским. Часто встречаются розетки, аналогичные советским.
Сальвадор A, B 115 В 60 Гц
Сан-Томе и Принсипи C, F 220 В 50 Гц
Саудовская Аравия A, B, F, G 127 В
и
220 В
60 Гц
Свазиленд M 230 В 50 Гц
Северная Корея C 220 В 50 Гц
Сейшельские острова G 240 В 50 Гц
Сектор Газа C, H 230 В 50 Гц Аналогично Израилю
Сенегал C, D, E, K 230 В 50 Гц
Сен-Пьер и Микелон E 230 В 50 Гц
Сент-Винсент (Наветренные острова) A, C, E, G, I, K 230 В 50 Гц
Сент-Китс и Невис A, B, D, G 110 В
и
230 В
60 Гц
Сент-Люсия (Наветренные острова) G 240 В 50 Гц
Сербия C, F 220 В 50 Гц
Сингапур G (M для мощных приборов) 230 В 50 Гц Аналогично Малайзии
Сирия C, E, L 220 В 50 Гц
Словакия C, E 230 В 50 Гц
Словения C, F 230 В 50 Гц
Соединённые Штаты Америки A, B 120 В 60 Гц Основное напряжение сети, в соответствии со стандартом, составляет 120 В (от 114 до 126 В). К большинству домов подводятся две цепи, что позволяет получить напряжение (линейное), равное 240 В, от которых запитываются более мощные потребители, такие как стирально-сушильные машины, кондиционеры, электроплиты, и так далее. В старых домах могут встречаться розетки типа A, но с 1962 года устанавливаются розетки только типа B.
Сомали C 220 В 50 Гц
Судан C, D 230 В 50 Гц
Суринам C, F 127 В 60 Гц
Сьерра-Леоне D, G 230 В 50 Гц
Таджикистан C, I 220 В 50 Гц
Таиланд A, B, C, F, I без заземления 220 В 50 Гц Розетки в отелях и большинстве других зданий обычно представляют собой комбинацию типов B и C и в них можно воткнуть вилки типов A, B, C и I без заземления, в более старых зданиях — только типа А. Наиболее часто встречаются вилки типов A и C, более мощные приборы подключаются через вилку F. Часто используется вилка с круглыми штырями, у которой заземление подключается аналогично вилке B[11].
Таити A, B, E 110 В
и
220 В
60 Гц/50 Гц На Маркизских островах 50 Гц
Тайвань A, B 110 В 60 Гц В основном используются розетки типа A, либо похожие на тип B, но с нефункциональным отверстием на месте заземляющего контакта. Заземлённые розетки стали устанавливать относительно недавно. Нередки случаи, когда у вилок электроприборов отрезается заземляющий контакт. Размеры коробов для электроустановочных изделий аналогичны североамериканским. Для мощных электроприборов (в основном — кондиционеров) часто подводится цепь 220 В.
Танзания D, G 230 В 50 Гц
Тенерифе C 220 В 50 Гц
Того C 220 В 50 Гц В Ломе — 127 В.
Тонга I 240 В 50 Гц
Тринидад и Тобаго A, B 115 В 60 Гц
Тунис C, E 230 В 50 Гц
Туркменистан B, F 220 В 50 Гц
Турция C, F 230 В 50 Гц
Уганда G 240 В 50 Гц
Узбекистан C, I 220 В 50 Гц
Украина C, F 220 В 50 Гц
Уругвай C, F, L и I 230 В (ранее 220 В) 50 Гц Чаще всего встречаются розетки типа L, реже — типа F (в них обычно включают компьютеры). Розетки типа I встречаются в очень старых постройках и разводятся как в Аргентине.
Фарерские острова C, K 220 В 50 Гц
Фиджи I 240 В 50 Гц
Филиппины A, B, C 220 В 60 Гц В основном используются разъёмы типа A, но встречаются и тип C. Разъёмы типа B обычно используются для мощных приборов и компьютеров.
Финляндия C, F 230 В 50 Гц
Фолклендские острова G 240 В 50 Гц
Франция C, E 230 В (ранее 220 В) 50 Гц Розетки без заземления запрещены около 10 лет назад.
Французская Гвиана C, D, E 220 В 50 Гц
Хорватия C, F 230 В 50 Гц
Центральноафриканская республика C, E 220 В 50 Гц
Чад D, E, F 220 В 50 Гц
Черногория C, F 220 В 50 Гц
Чехия C, E 230 В 50 Гц Незаземлённые розетки устарели встречаются редко.
Чили C, L 220 В 50 Гц
Швейцария C, J 230 В 50 Гц Розетки типа C — только под Евровилку.
Швеция C, F 230 В (ранее 220 В) 50 Гц Незаземлённые розетки в новостройках запрещены. Наиболее мощные приборы питаются от трёхфазной сети, аналогично промышленным приборам. В ванных комнатах иногда встречаются розетки на 110-115 В.
Шри Ланка D, M, G 230 В 50 Гц В новых домах и наиболее дорогих гостиницах используются розетки типа G.
Эквадор A, B 120 В 60 Гц
Экваториальная Гвинея C, E 220 В 50 Гц
Эритрея C 230 В 50 Гц
Эстония C, F 230 В 50 Гц
Эфиопия C, E, F, L 220 В 50 Гц
ЮАР C, M, IEC 60906-1 220 В 50 Гц
Южная Корея A, B, C, F 220 В 60 Гц Основной тип розеток — F. Розетки типа C (type CEE 7/17) считаются устаревшими, но всё ещё встречаются. Часто их заменяют на розетки типа F, не подключая при этом заземления. В некоторых старых домах ещё встречается напряжение 110 В, разведённое по североамериканской противофазной схеме, и при переводе на 220 часто используется линейное напряжение. 110 В обычно подаётся на розетки типов A и B. Часто в квартирах можно встретить понижающие трансформаторы, через которые подключают электроприборы, купленные в США или Японии. Также розетки на 110 В изредка встречаются в гостиницах. Коробки под электроустановочные изделия — американских размеров.
Ямайка A, B 110 В и 220 В 50 Гц
Япония A, B 100 В 50 Гц
и
60 Гц
В восточных областях (Токио, Кавасаки, Саппоро Йокогама и Сендай) преобладает электрификация током с частотой 50 Гц, в то время как в западных областях (Окинава, Осака, Киото, Кобе, Нагоя, Хиросима) — 60 Гц. Кроме того, в Японии до сих устанавливаются розетки типа A, причём ещё довольно часто встречаются неполяризованный вариант. В остальном, правила устройства электроустановок близки к североамериканским.

Сетевое напряжение Википедия

У этого термина существуют и другие значения, см. Напряжение.

Сетевое напряжение — среднеквадратичное (действующее) значение напряжения в электрической сети переменного тока, доступной конечным потребителям.

Среднее значение и частота

Основные параметры сети переменного тока — напряжение и частота — различаются в разных регионах мира. В большинстве европейских стран низкое сетевое напряжение в трёхфазных сетях составляет 230/400 В при частоте 50 Гц, а в промышленных сетях — 400/690 В. В Северной, Центральной и частично Южной Америке низкое сетевое напряжение в сетях с раздёлённой фазой составляет 115 В при частоте 60 Гц.

Более высокое сетевое напряжение (от 1000 В до 10 кВ) уменьшает потери при передаче электроэнергии и позволяет использовать электроприборы с большей мощностью, однако, в то же время, увеличивает тяжесть последствий от поражения током неподготовленных пользователей от незащищённых сетей.

Для использования электроприборов, предназначенных для одного сетевого напряжения, в районах, где используется другое, нужны соответствующие преобразователи (например, трансформаторы). Для некоторых электроприборов (главным образом, специализированных, не относящихся к бытовой технике) кроме напряжения играет роль и частота питающей сети.

Современное высокотехнологичное электрооборудование, как правило, содержащее в своём составе импульсные преобразователи напряжения, может иметь переключатели на различные значения сетевого напряжения либо не имеет переключателей, но допускает широкий диапазон входных напряжений: от 100 до 240 В при номинальной частоте от 50 до 60 Гц, что позволяет использовать данные электроприборы без преобразователей практически в любой стране мира.

Параметры сетевого напряжения в России

Производители электроэнергии генерируют переменный ток промышленной частоты (в России — 50 Гц). В подавляющем большинстве случаев по линиям электропередач передаётся трёхфазный ток, повышенный до высокого и сверхвысокого электрического напряжения с помощью трансформаторных подстанций, которые находятся рядом с электростанциями.

Согласно межгосударственному стандарту ГОСТ 29322-2014 (IEC 60038:2009), сетевое напряжение должно составлять 230 В ±10 % при частоте 50 ±0,2 Гц[1] (межфазное напряжение 400 В, напряжением фаза-нейтраль 230 В, четырёхпроводная схема включения «звезда»), примечание «a)» стандарта гласит: «Однако системы 220/380 В и 240/415 В до сих пор продолжают применять».

К жилым домам (на сельские улицы) подводятся четырёхпроводные (три фазовых провода и один нейтральный (нулевой) провод) линии электропередач (воздушные или кабельные ЛЭП) с межфазным напряжением 400 Вольт. Входные автоматы и счётчики потребления электроэнергии, обычно, трёхфазные. К однофазной розетке подводится фазовый провод, нулевой провод и, возможно, провод защитного заземления или зануления, электрическое напряжение между «фазой» и «нулём» составляет 230 Вольт.

В правилах устройства электроустановок (ПУЭ-7) продолжает фигурировать величина 220, но фактически напряжение в сети почти всегда выше этого значения и достигает 230—240 В, варьируясь от 190 до 250 В.[источник не указан 392 дня]

Номинальные напряжения бытовых сетей (низкого напряжения): Россия (СССР, СНГ)

До 1926 года техническим регулированием электрических сетей общего назначения занимался Электротехнический отдел ИРТО, который только выпускал правила по безопасной эксплуатации. При обследовании сетей РСФСР перед созданием плана ГОЭЛРО было установлено, что на тот момент использовались практически все возможные напряжения электрических токов всех видов. Начиная с 1926 года станд

Сетевое напряжение Википедия

У этого термина существуют и другие значения, см. Напряжение.

Сетевое напряжение — среднеквадратичное (действующее) значение напряжения в электрической сети переменного тока, доступной конечным потребителям.

Среднее значение и частота

Основные параметры сети переменного тока — напряжение и частота — различаются в разных регионах мира. В большинстве европейских стран низкое сетевое напряжение в трёхфазных сетях составляет 230/400 В при частоте 50 Гц, а в промышленных сетях — 400/690 В. В Северной, Центральной и частично Южной Америке низкое сетевое напряжение в сетях с раздёлённой фазой составляет 115 В при частоте 60 Гц.

Более высокое сетевое напряжение (от 1000 В до 10 кВ) уменьшает потери при передаче электроэнергии и позволяет использовать электроприборы с большей мощностью, однако, в то же время, увеличивает тяжесть последствий от поражения током неподготовленных пользователей от незащищённых сетей.

Для использования электроприборов, предназначенных для одного сетевого напряжения, в районах, где используется другое, нужны соответствующие преобразователи (например, трансформаторы). Для некоторых электроприборов (главным образом, специализированных, не относящихся к бытовой технике) кроме напряжения играет роль и частота питающей сети.

Современное высокотехнологичное электрооборудование, как правило, содержащее в своём составе импульсные преобразователи напряжения, может иметь переключатели на различные значения сетевого напряжения либо не имеет переключателей, но допускает широкий диапазон входных напряжений: от 100 до 240 В при номинальной частоте от 50 до 60 Гц, что позволяет использовать данные электроприборы без преобразователей практически в любой стране мира.

Параметры сетевого напряжения в России

Производители электроэнергии генерируют переменный ток промышленной частоты (в России — 50 Гц). В подавляющем большинстве случаев по линиям электропередач передаётся трёхфазный ток, повышенный до высокого и сверхвысокого электрического напряжения с помощью трансформаторных подстанций, которые находятся рядом с электростанциями.

Согласно межгосударственному стандарту ГОСТ 29322-2014 (IEC 60038:2009), сетевое напряжение должно составлять 230 В ±10 % при частоте 50 ±0,2 Гц[1] (межфазное напряжение 400 В, напряжением фаза-нейтраль 230 В, четырёхпроводная схема включения «звезда»), примечание «a)» стандарта гласит: «Однако системы 220/380 В и 240/415 В до сих пор продолжают применять».

К жилым домам (на сельские улицы) подводятся четырёхпроводные (три фазовых провода и один нейтральный (нулевой) провод) линии электропередач (воздушные или кабельные ЛЭП) с межфазным напряжением 400 Вольт. Входные автоматы и счётчики потребления электроэнергии, обычно, трёхфазные. К однофазной розетке подводится фазовый провод, нулевой провод и, возможно, провод защитного заземления или зануления, электрическое напряжение между «фазой» и «нулём» составляет 230 Вольт.

В правилах устройства электроустановок (ПУЭ-7) продолжает фигурировать величина 220, но фактически напряжение в сети почти всегда выше этого значения и достигает 230—240 В, варьируясь от 190 до 250 В.[источник не указан 392 дня]

Номинальные напряжения бытовых сетей (низкого напряжения): Россия (СССР, СНГ)

До 1926 года техническим регулированием электрических сетей общего назначения занимался Электротехнический отдел ИРТО, который только выпускал правила по безопасной эксплуатации. При обследовании сетей РСФСР перед созданием плана ГОЭЛРО было установлено, что на тот момент использовались практически все возможные напряжения электрических токов всех видов. Начиная с 1926 года станд

Сетевое напряжение Википедия

У этого термина существуют и другие значения, см. Напряжение.

Сетевое напряжение — среднеквадратичное (действующее) значение напряжения в электрической сети переменного тока, доступной конечным потребителям.

Среднее значение и частота

Основные параметры сети переменного тока — напряжение и частота — различаются в разных регионах мира. В большинстве европейских стран низкое сетевое напряжение в трёхфазных сетях составляет 230/400 В при частоте 50 Гц, а в промышленных сетях — 400/690 В. В Северной, Центральной и частично Южной Америке низкое сетевое напряжение в сетях с раздёлённой фазой составляет 115 В при частоте 60 Гц.

Более высокое сетевое напряжение (от 1000 В до 10 кВ) уменьшает потери при передаче электроэнергии и позволяет использовать электроприборы с большей мощностью, однако, в то же время, увеличивает тяжесть последствий от поражения током неподготовленных пользователей от незащищённых сетей.

Для использования электроприборов, предназначенных для одного сетевого напряжения, в районах, где используется другое, нужны соответствующие преобразователи (например, трансформаторы). Для некоторых электроприборов (главным образом, специализированных, не относящихся к бытовой технике) кроме напряжения играет роль и частота питающей сети.

Современное высокотехнологичное электрооборудование, как правило, содержащее в своём составе импульсные преобразователи напряжения, может иметь переключатели на различные значения сетевого напряжения либо не имеет переключателей, но допускает широкий диапазон входных напряжений: от 100 до 240 В при номинальной частоте от 50 до 60 Гц, что позволяет использовать данные электроприборы без преобразователей практически в любой стране мира.

Параметры сетевого напряжения в России

Производители электроэнергии генерируют переменный ток промышленной частоты (в России — 50 Гц). В подавляющем большинстве случаев по линиям электропередач передаётся трёхфазный ток, повышенный до высокого и сверхвысокого электрического напряжения с помощью трансформаторных подстанций, которые находятся рядом с электростанциями.

Согласно межгосударственному стандарту ГОСТ 29322-2014 (IEC 60038:2009), сетевое напряжение должно составлять 230 В ±10 % при частоте 50 ±0,2 Гц[1] (межфазное напряжение 400 В, напряжением фаза-нейтраль 230 В, четырёхпроводная схема включения «звезда»), примечание «a)» стандарта гласит: «Однако системы 220/380 В и 240/415 В до сих пор продолжают применять».

К жилым домам (на сельские улицы) подводятся четырёхпроводные (три фазовых провода и один нейтральный (нулевой) провод) линии электропередач (воздушные или кабельные ЛЭП) с межфазным напряжением 400 Вольт. Входные автоматы и счётчики потребления электроэнергии, обычно, трёхфазные. К однофазной розетке подводится фазовый провод, нулевой провод и, возможно, провод защитного заземления или зануления, электрическое напряжение между «фазой» и «нулём» составляет 230 Вольт.

В правилах устройства электроустановок (ПУЭ-7) продолжает фигурировать величина 220, но фактически напряжение в сети почти всегда выше этого значения и достигает 230—240 В, варьируясь от 190 до 250 В.[источник не указан 392 дня]

Номинальные напряжения бытовых сетей (низкого напряжения): Россия (СССР, СНГ)

До 1926 года техническим регулированием электрических сетей общего назначения занимался Электротехнический отдел ИРТО, который только выпускал правила по безопасной эксплуатации. При обследовании сетей РСФСР перед созданием плана ГОЭЛРО было установлено, что на тот момент использовались практически все возможные напряжения электрических токов всех видов. Начиная с 1926 года станд

Сетевое напряжение — Вики

Основные параметры сети переменного тока — напряжение и частота — различаются в разных регионах мира. В большинстве европейских стран низкое сетевое напряжение в трёхфазных сетях составляет 230/400 В при частоте 50 Гц, а в промышленных сетях — 400/690 В. В Северной, Центральной и частично Южной Америке низкое сетевое напряжение в сетях с раздёлённой фазой составляет 115 В при частоте 60 Гц.

Более высокое сетевое напряжение (от 1000 В до 10 кВ) уменьшает потери при передаче электроэнергии и позволяет использовать электроприборы с большей мощностью, однако, в то же время, увеличивает тяжесть последствий от поражения током неподготовленных пользователей от незащищённых сетей.

Для использования электроприборов, предназначенных для одного сетевого напряжения, в районах, где используется другое, нужны соответствующие преобразователи (например, трансформаторы). Для некоторых электроприборов (главным образом, специализированных, не относящихся к бытовой технике) кроме напряжения играет роль и частота питающей сети.

Современное высокотехнологичное электрооборудование, как правило, содержащее в своём составе импульсные преобразователи напряжения, может иметь переключатели на различные значения сетевого напряжения либо не имеет переключателей, но допускает широкий диапазон входных напряжений: от 100 до 240 В при номинальной частоте от 50 до 60 Гц, что позволяет использовать данные электроприборы без преобразователей практически в любой стране мира.

Производители электроэнергии генерируют переменный ток промышленной частоты (в России — 50 Гц). В подавляющем большинстве случаев по линиям электропередач передаётся трёхфазный ток, повышенный до высокого и сверхвысокого электрического напряжения с помощью трансформаторных подстанций, которые находятся рядом с электростанциями.

Согласно межгосударственному стандарту ГОСТ 29322-2014 (IEC 60038:2009), сетевое напряжение должно составлять 230 В ±10 % при частоте 50 ±0,2 Гц[1] (межфазное напряжение 400 В, напряжением фаза-нейтраль 230 В, четырёхпроводная схема включения «звезда»), примечание «a)» стандарта гласит: «Однако системы 220/380 В и 240/415 В до сих пор продолжают применять».

К жилым домам (на сельские улицы) подводятся четырёхпроводные (три фазовых провода и один нейтральный (нулевой) провод) линии электропередач (воздушные или кабельные ЛЭП) с межфазным напряжением 400 Вольт. Входные

Сверхнизкое напряжение — Википедия

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Сверхнизкое напряжение в телефонной сети позволяет её обслуживать без дополнительных мер безопасности

Сверхнизкое напряжение (англ. extra-low voltage; ELV) — напряжение, не превышающее 50 В переменного тока и 120 В постоянного тока.[1] Применяется в целях уменьшения опасности поражения электрических током. В особо опасных помещениях его применение не может обеспечить полную защиту от поражения электрическим током. Применение ограничивается невозможностью создания протяженных сетей и использования мощных потребителей.[2]

Сверхнизкое напряжение относится к диапазону I по стандарту МЭК 60449.[3] Данный диапазон охватывает:

  • электроустановки, в которых защиту от поражения электрическим током обеспечивают при заданных условиях посредством значения напряжения;
  • электроустановки, в которых напряжение ограничивают по функциональным соображениям (например, установки связи, сигнализации, управления и т.п.).[4]

Величина поражающего напряжения определяется большим количеством факторов: физических и физиологических. Поэтому в отдельных источниках указывается нецелесообразность нормирования безопасных пороговых напряжений.[5]:103

Электротравма в установках со сверхнизким напряжением возможна из-за поражения более высоким напряжением в результате повреждения изоляции обмотки трансформатора, в результате перенапряжений. По данным 1976 года 30% электротравм в сети сверхнизкого напряжения происходило из-за того, что сеть оказывалась под напряжением 220 или 380 В.[5]:56

Исходная величина напряжения первых электростанций сложилась в соответствии с требованиями применяемого оборудования. Первоначально (конец XIX века) одним из основных потребителей электроэнергии были дуговые лампы, для горения дуги которых требовалось напряжение 45 В. Последовательно с дуговой лампой включался балластный резистор с падением напряжения 20 В. Поэтому при питании постоянным током первоначально использовалось напряжение 65 В. При включении последовательно двух ламп и одного балластного резистора требовалось напряжение 110 В. Напряжение 110 В постоянного тока было принято в качестве стандартного и оно послужило основой для современных шкал напряжения.[6]:133 Необходимость увеличивать радиус электроснабжения привело в увеличению напряжения. При этом для использования ламп создавались многопроводные системы постоянного тока: лампы включались между рабочим проводом и нейтральным, а двигатели на повышенное напряжение (220 В постоянного тока в трехпроводной системе). Трехпроводная система постоянного тока была создана 1882 г., внедрение этой системы позволило увеличить радиус электроснабжения до 1200 м.[6]:135 Также 1870 гг рассматривался другой путь уменьшения потерь — увеличение сечения проводников.[6]:125

В электротехнике существует установившееся представление о граничном значении опасного тока для человека 100 мА и больше. В этом случае рассматривается механизм поражения, связанный с фибрилляцией сердца. При напряжении переменного тока 12 В и 36 В даже в крайне неблагоприятных условиях поражающий ток находится в пределах одного мА. Наличие поражений при таких напряжениях связно с иными механизмами поражения электрическим током.[7]:202

В СССР на установках напряжением 65 В и ниже в 1951…1976 годах погибало 26…38 человек ежегодно. От напряжения 65…90 В (сварочное напряжение) за период 1960…1965 годов погибло в СССР 85 человек.[5]:55 На 1976 год в СССР было известно о двух случаях гибели от напряжения 12 В переменного тока.[5]:58

В СНГ в рамках стандартизации установлены предельно допустимые значения напряжений прикосновения и токов. Напряжения прикосновения не должны превышать (предел ощущения): 2 В (переменный, 50 Гц), 3 В (переменный, 400 Гц), 8 В (постоянный).[8][9] Предел судорог и болевого воздействия: 20 В (переменный, 50 Гц). Напряжение переменного тока 2…20 В рассматривают в отдельных источниках как опасное наведенное напряжение на отключенных токоведущих частях электроустановки и на открытых проводящих частях электроустановки.[9] В России законодательно[10] установлено, что наведенное напряжение ниже 25 В является безопасным.[9]

Для телят смертельный ток 200…300 мА, для коров 300…400 мА, для овец и свиней 150…200 мА. Поражающее напряжение 30…40 В.[7]:219

  1. ↑ ГОСТ 30331.1-2013 (IEC 60364-1:2005) Электроустановки низковольтные. Часть 1. Основные положения, оценка общих характеристик, термины и определения»
  2. ↑ Электротехнический справочник: В 4 т. Т. 1. Общие вопросы. Электротехнические материалы —М.: Издательство МЭИ, 2003 с. 427
  3. ↑ ГОСТ Р МЭК 60050-826-2009 Установки электрические. Термины и определения
  4. ↑ ГОСТ 32966-2014 (IEC 60449:1973) Установки электрические зданий. Диапазоны напряжения
  5. 1 2 3 4 Манойлов В.Е. Основы электробезопасности — Л.: Энергия, 1976
  6. 1 2 3 Веселовский О.Н., Шнейберг Я.А. Энергетическая техника и ее развитие —М.: Высшая школа, 1976
  7. 1 2 Манойлов В.Е. Электричество и человек — Л.:Энергоатомиздат. Ленингр. отд-ние, 1988
  8. ↑ ГОСТ 12.1.038-82 Система стандартов безопасности труда (ССБТ). Электробезопасность. Предельно допустимые значения напряжений прикосновения и токов
  9. 1 2 3 Ю.В. Дронова, А.А. Мюльбаер, Ю.В. Целебровский Концептуальные основы электробезопасности при работах в электроустановках с наведенным напряжением//Научный вестник Новосибирского государственного технического университета N 4 (69), 2017
  10. ↑ Приказ Минтруда России от 24.07.2013 N 328н Об утверждении Правил по охране труда при эксплуатации электроустановок (с изменениями на 19 февраля 2016 года)

Постоянный ток — Википедия

Постоя́нный ток — электрический ток, который с течением времени не изменяется по величине и направлению.

Постоянный ток является разновидностью однонаправленного тока. Однонаправленный ток (англ. direct current) — это электрический ток, не изменяющий своего направления[1]. Часто можно встретить сокращения DC от первых букв английских слов, или символом (ГОСТ 2.721-74), или —

На рисунке к этой статье красным цветом изображён график постоянного тока. По горизонтальной оси отложен масштаб времени t{\displaystyle t}, а по вертикальной — масштаб тока I{\displaystyle I} или электрического напряжения U{\displaystyle U}. Как видно, график постоянного тока представляет собой прямую линию, параллельную горизонтальной оси (оси времени).

Величина постоянного тока I{\displaystyle I} и электрического напряжения U{\displaystyle U} для любого момента времени сохраняется неизменной.

При постоянном токе через каждое поперечное сечение проводника в единицу времени протекает одинаковое количество электричества (электрических зарядов).

Постоянный ток — это постоянное направленное движение заряженных частиц в электрическом поле.

В каждой точке проводника, по которому протекает постоянный ток, одни элементарные электрические заряды непрерывно сменяются другими, совершенно одинаковыми по сумме электрическими зарядами. Несмотря на непрерывное перемещение электрических зарядов вдоль проводника, общее пространственное их расположение внутри проводника как бы остаётся неизменным во времени, или стационарным.

Переносчиками электрических зарядов являются:

Постоянное движение электрических зарядов создаётся и поддерживается сторонними силами, которые могут иметь химическую (в гальванических элементах), электромагнитную (динамо-машина постоянного тока), механическую (электрофорная машина) или иную (например, радиоактивную в стронциевых источниках тока) природу. Во всех случаях источник тока является преобразователем энергии сторонних сил в электрическую.

Электрическое поле, сопутствующее постоянному току в проводнике и в соответствии с этим стационарное распределение в нём электрических зарядов, называется стационарным (неизменным во времени) электрическим полем.

Электрические заряды в стационарном электрическом поле нигде не накапливаются и нигде не исчезают, так как при всяком пространственном перераспределении зарядов неизбежно должно было бы измениться стационарное электрическое поле и соответственно ток перестал бы быть постоянным по времени.

Для стационарности поля и тока требуется, чтобы электрические заряды нигде не накапливались и нигде не терялись, а перемещались непрерывным и равномерным потоком вдоль проводников. Для этого необходимо, чтобы проводники совместно образовывали замкнутый на себя контур. В этом случае будет достигнуто непрерывное круговое равномерное движение электрических зарядов вдоль всего контура.

Постоянный электрический ток может существовать только в замкнутом на себя контуре, состоящем из совокупности проводников электричества, в котором действует стационарное электрическое поле.

Circuit1new.jpg

Самыми первыми источниками постоянного тока являлись химические источники тока: гальванические элементы, затем были изобретены аккумуляторы. Полярность химических источников тока самопроизвольно измениться не может.

Для получения постоянного тока в промышленных масштабах используют электрические машины — генераторы постоянного тока, а также солнечные батареи.

В электронной аппаратуре, питающейся от сети переменного тока, для получения постоянного тока используют блоки питания. Как правило, переменный ток понижается трансформатором до нужного значения, затем выпрямляется. Далее для уменьшения пульсаций используется сглаживающий фильтр и, при необходимости, стабилизатор тока или стабилизатор напряжения или регулятор напряжения.

В современной радиоэлектронной аппаратуре получили распространение импульсные блоки питания. Сглаживание пульсаций выходного напряжения происходит благодаря наличию интегрирующего элемента, способного накапливать электрическую энергию и отдавать её в нагрузку. В результате на выходе можно получить практически постоянный ток.

Электрическую энергию могут накапливать электрические конденсаторы. В общем случае, при разряде конденсатора во внешней цепи протекает переменный ток. Если конденсатор разряжается через резистор, то появляется однонаправленный переменный ток (постепенно уменьшающийся). Однако, если конденсатор разряжается через катушку индуктивности, то в цепи появляется двунаправленный переменный ток, это устройство называется колебательный контур. Электролитические конденсаторы могут иметь очень большую электрическую ёмкость (сотни и тысячи микрофарад и более). При разряде таких конденсаторов через большое сопротивление ток уменьшается медленнее, и для короткого времени можно считать, что во внешней цепи протекает постоянный ток.

Ионисторы — гибрид конденсатора и химического источника тока, способны накапливать и отдавать довольно большое количество электрической энергии, например, чтобы электромобиль с ионисторами проехал некоторое расстояние.

Направление постоянного тока и обозначения на электроприборах и схемах[править | править код]

Circuit1new.jpg Условное обозначение однонаправленного тока на электроприборах

Условно принято считать (общепринято), что электрический ток в электрическом поле имеет направление от точек с бо́льшими потенциалами к точкам с меньшими потенциалами. Это значит, что направление постоянного электрического тока всегда совпадает с направлением движения положительных электрических зарядов, например положительных ионов в электролитах и газах. Там же, где электрический ток создаётся только движением потока отрицательно заряженных частиц, например, потока свободных электронов в металлах, за направление электрического тока принимают направление, противоположное движению электронов.

Точки с бо́льшими потенциалами (например, на зажимах батареек и аккумуляторов) носят название «положи́тельный по́люс» и обозначаются знаком +{\displaystyle +} («плюс»), а точки с меньшими потенциалами называются «отрица́тельный по́люс» и обозначаются знаком −{\displaystyle -}(«минус»).

Исторически сложилось, что электрическая изоляция положительного провода окрашена в красный цвет, а отрицательного провода — в синий или чёрный.

Условное обозначение на электроприборах: −{\displaystyle \mathbf {-} } или ={\displaystyle \mathbf {=} }. Однонаправленный ток (в том числе постоянный) обозначается латинскими буквами DC{\displaystyle DC}. Для однонаправленного тока может быть также использован символ Юникода ⎓ (U+2393).

В ряде случаев можно встретить другие символы, например на малогабаритных штекерах, предназначенных для подключения к электронному устройству сетевого блока питания (или на корпусе самого электронного устройства, возле разъёма для подключения штекера) ⊙{\displaystyle \odot } с указанием полярности.

Электроды каких-либо устройств или радиодеталей (диодов, тиристоров, вакуумных электронных приборов), подключаемые к положительному проводу, носят название «анод», а электроды, подключаемые к отрицательному проводу, называются «катод»[2].

Величина постоянного тока (сила тока)[править | править код]

Мерой интенсивности движения электрических зарядов в проводниках является величина тока или просто ток (I, i){\displaystyle (I,~i)}.

Величина тока — это количество электрических зарядов (электричества), протекающих через поперечное сечение проводника в единицу времени.

Общепринято, что вместо терминов «ток» и «величина тока» часто применяется термин «сила тока».

Термин «сила тока» является некорректным, так как сила тока не есть какая-то сила в буквальном смысле этого слова, а только интенсивность движения электрических зарядов в проводнике, количество электричества, проходящего за единицу времени через площадь поперечного сечения проводника. В проводах нет никаких сил. Мы с вами не будем нарушать эту традицию.

Если при равномерном движении электрических зарядов по проводнику за время t{\displaystyle t} протекло количество электричества Q{\displaystyle Q}, то ток в проводнике можно выразить формулой I=Qt{\displaystyle I={\frac {Q}{t}}}.

В проводнике ток равен одному амперу A{\displaystyle A}, если через площадь поперечного сечения его за одну секунду протекает один кулон электричества.

Ампер — единица измерения силы тока, названа в честь Андре-Мари Ампера.

Кулон — единица измерения электрического заряда (количества электричества), названа в честь Шарля Кулона. В тех случаях, когда приходится иметь дело с большими токами, количество электричества измеряется более крупной единицей, называемой ампер-часом, 1 ампер-час равен 3 600 кулонам.

Сила тока измеряется амперметром, он включается в цепь так, чтобы через него проходил весь измеряемый ток, то есть последовательно.

Плотность тока[править | править код]

В электротехнике часто бывает важно знать не только силу тока в проводнике, но и плотность тока, так как плотность тока является мерой допустимой нагрузки проводов.

Плотностью тока называют ток (j{\displaystyle (j} или δ){\displaystyle \delta )}, приходящийся на единицу площади проводника: j=IS{\displaystyle j={\frac {I}{S}}}, где

I{\displaystyle I} — сила тока, в Амперах;
S{\displaystyle S} — площадь поперечного сечения проводника, в квадратных метрах,
j{\displaystyle j} — плотность тока, выражается в амперах на квадратный метр: [Am2]{\displaystyle \left[{\frac {A}{m^{2}}}\right]}.

Так как провода с поперечным сечением, исчисляемым квадратными метрами, встречаются крайне редко, то плотность тока обычно выражается в амперах на квадратный миллиметр [Amm2]{\displaystyle \left[{\frac {A}{mm^{2}}}\right]}.

Электродвижущая сила и электрическое напряжение[править | править код]

Разность потенциалов между точками, между которыми протекает постоянный ток, могут охарактеризовать электродвижущая сила и электрическое напряжение.

Электродвижущая сила[править | править код]

Каждый первичный источник электрической энергии создаёт стороннее электрическое поле. В электрических машинах (генераторах постоянного тока) стороннее электрическое поле создаётся в металлических проводниках якоря, вращающегося в магнитном поле, а в гальванических элементах и аккумуляторах — в месте соприкосновения электродов с электролитом (растворами солей или кислот) при их химическом взаимодействии.

Стороннее электрическое поле, имеющееся в источнике электрической энергии постоянного тока, непрерывно взаимодействует на электрические заряды проводников, образующих вместе с ним замкнутую цепь, и создаёт в ней постоянный электрический ток.

Перемещая электрические заряды по замкнутой цепи, силы стороннего электрического поля преодолевают сопротивление противодействующих сил, например вещественных частиц проводников. Это приводит к тому, что силы стороннего электрического поля совершают работу за счёт энергии этого поля. По мере расхода энергии стороннее электрическое поле пополняет её за счёт механической или химической энергии.

В результате работы сил стороннего электрического поля энергия этого поля переходит в электрической цепи в какие-либо иные виды энергии, например в тепловую энергию в металлических проводниках, тепловую и химическую в электролитах, тепловую и световую энергию в электрических лампах и так далее.

Выражение «работа сил стороннего электрического поля» источника электрической энергии ради краткости обычно заменяют выражением «работа источника электрической энергии».

Если известна работа, совершаемая источником электрической энергии при перемещении единичного электрического заряда по всей замкнутой электрической цепи, то легко определить работу, совершаемую им при переносе некого электрического заряда Q{\displaystyle Q} по этой цепи, так как величина работы пропорциональна величине заряда.

Величина, численно равная работе, совершаемой источником электрической энергии при переносе единицы положительного заряда по всей замкнутой цепи, называется электродвижущей силой E{\displaystyle E}.

Следовательно, если источник электрической энергии при переносе заряда Q{\displaystyle Q} по всей замкнутой цепи совершил работу A{\displaystyle A}, то его электродвижущая сила E{\displaystyle E} равна E=AQ{\displaystyle E={\frac {A}{Q}}}.

В Международной системе единиц (СИ) за единицу измерения электродвижущей силы принимается один вольт ( v, V ){\displaystyle (~v,~V~)}. Единица названа в честь итальянского физика и физиолога Алессандро Вольта.

Электродвижущая сила источника электрической энергии равна одному вольту, если при перемещении одного кулона электричества по всей замкнутой цепи им была совершена работа, равная одному джоулю : 1 volt=1 joule1 coulomb{\displaystyle 1~volt={\frac {1~joule}{1~coulomb}}}.

Например, если электродвижущая сила какого-либо источника электрической энергии E=220 volt{\displaystyle E=220~volt}, то это надо понимать так, что источник электрической энергии, перемещая один кулон электричества по всей замкнутой цепи, совершит работу A=220 joule{\displaystyle A=220~joule}, так как E=AQ=220 joule1 coulomb{\displaystyle E={\frac {A}{Q}}={\frac {220~joule}{1~coulomb}}}.

Из формулы E=AQ{\displaystyle E={\frac {A}{Q}}} следует, что A=EQ{\displaystyle A=EQ}, то есть работа источника электрической энергии при переносе его электрического заряда по всей замкнутой цепи равна произведению величины электродвижущей силы E{\displaystyle E} его на величину переносимого электрического заряда Q{\displaystyle Q}.

Электрическое напряжение[править | править код]

Если источник электрической энергии переносит электрический заряд Q{\displaystyle Q} по всей замкнутой цепи, то он совершает некоторую работу A{\displaystyle A}. Часть этой работы A0{\displaystyle A_{0}} он совершает при переносе заряда Q{\displaystyle Q} по внутреннему участку цепи (участок внутри самого источника электрической энергии), а другую часть A1{\displaystyle A_{1}} — при переносе заряда Q{\displaystyle Q} по внешнему участку цепи (вне источника).

Следовательно, A=A0+A1{\displaystyle A=A_{0}+A_{1}}, то есть работа A{\displaystyle A}, совершаемая источником электрической энергии при переносе электрического заряда Q{\displaystyle Q} по всей замкнутой цепи, равна сумме работ, совершаемых им при переносе этого заряда по внутреннему и внешнему участкам этой цепи.

Если разделить левую и правую часть равенства A=A0+A1{\displaystyle A=A_{0}+A_{1}} на величину единичного заряда Q{\displaystyle Q}, получим работу, отнесённую к единичному заряду: AQ=A0Q+A1Q{\displaystyle {\frac {A}{Q}}={\frac {A_{0}}{Q}}+{\frac {A_{1}}{Q}}}.

Работа источника электрической энергии, совершаемая им при переносе единичного заряда по всей замкнутой цепи, численно равна его электродвижущей силе, то есть E=AQ{\displaystyle E={\frac {A}{Q}}}, где E{\displaystyle E} — электродвижущая сила источника электрической энергии.

Величина A0Q{\displaystyle {\frac {A_{0}}{Q}}}, численно равная работе, совершаемой источником электрической энергии при переносе единичного заряда по внутреннему участку цепи, называется падением напряжения (напряжением) на внутреннем участке цепи, то есть U0=A0Q{\displaystyle U_{0}={\frac {A_{0}}{Q}}}, где U0{\displaystyle U_{0}} — падение напряжения на внутреннем участке цепи.

Величина A1Q{\displaystyle {\frac {A_{1}}{Q}}}, численно равная работе, совершаемой источником электрической энергии при переносе единичного заряда Q{\displaystyle Q} по внешнему участку цепи, называется падением напряжения (напряжением) на внешнем участке цепи, то есть U1=A1Q{\displaystyle U_{1}={\frac {A_{1}}{Q}}}, где U1{\displaystyle U_{1}} — падение напряжения на внешнем участке цепи.

Следовательно, равенству AQ=A0Q+A1Q{\displaystyle {\frac {A}{Q}}={\frac {A_{0}}{Q}}+{\frac {A_{1}}{Q}}} можно придать такой вид: E=U0+U1{\displaystyle E=U_{0}+U_{1}}, то есть

Электродвижущая сила источника электрической энергии, создающего ток в электрической цепи, равняется сумме падений напряжения на внутреннем и внешнем участке цепи.

Из равенства E=U0+U1{\displaystyle E=U_{0}+U_{1}} следует, что U1=E−U0{\displaystyle U_{1}=E-U_{0}}, то есть падение напряжения на внешнем участке цепи меньше электродвижущей силы источника электрической энергии на величину падения напряжения на внутреннем участке цепи.

Следовательно, чем больше падение напряжения внутри источника электрической энергии, тем меньше при всех прочих равных условиях падение напряжения на зажимах источника электрической энергии.

Так как падение напряжения имеет одинаковую размерность с электродвижущей силой, то есть выражается в джоулях на кулон, или, иначе, в вольтах, то за единицу измерения падения напряжения (электрического напряжения) принят один вольт.

Электрическое напряжение на зажимах источника электрической энергии (падение напряжения на внешнем участке цепи) равно одному вольту, если источник электрической энергии совершает работу, равную одному джоулю, при переносе электрического заряда в один кулон по внешнему участку цепи.

Напряжение на участках цепи измеряется вольтметром, он всегда присоединяется к тем точкам цепи, между которыми он должен измерить падение напряжения, то есть параллельно.

  • Постоянный ток широко используется в технике: подавляющее большинство электронных схем в качестве питания используют постоянный ток.
  • Постоянный ток, вырабатываемый химическими источниками тока (гальваническими элементами, аккумуляторами), применяется для автономного электропитания многочисленных электрических и электронных устройств: электрофонарей, игрушек, аккумуляторного электроинструмента, средств связи, и т. п.
  • Постоянный ток применяется в электролизе: на установках промышленного электролиза из растворов или расплавов солей получают алюминий, магний, натрий, калий, никель, медь, хлор и другие вещества.
  • Постоянный ток применяется в гальванизации и гальванопластике — на электропроводящей поверхности какого-нибудь предмета электрохимическим путём осаждается защитное или декоративное металлическое покрытие, например, бронзовый корпус наручных часов покрывается тонким слоем золота.
  • Постоянный ток в ряде случаев используется при сварочных работах (электрическая дуговая или электрогазовая сварка), например, сварить деталь из нержавеющей стали специальным сварочным электродом можно только постоянным током.
  • В некоторых устройствах постоянный ток преобразуется в переменный ток преобразователями (инверторами), например, в компьютерных бесперебойных блоках питания при работе в автономном режиме.
  • В бортовых сетях автомобилей традиционно применяется постоянный ток, потому что при неработающем двигателе все основные потребители получают питание от автомобильного аккумулятора. На старых автомобилях (ГАЗ-51, ГАЗ-69, ГАЗ-М-20 «Победа» и многих других), другой мото- и сельскохозяйственной технике устанавливались автомобильные генераторы постоянного тока. Развитие полупроводниковой техники привело к тому, что с 1970-х годов их вытеснили трёхфазные генераторы переменного тока как более лёгкие, компактные и надёжные.
  • На некоторых типах судов используется электрическая передача (дизель-электроходы, ледоколы, подводные лодки).
  • Электрофорез — введение лекарственных веществ в организм с помощью постоянного тока или разделение смеси веществ в научных или промышленных целях, например электрофорез белков.

Постоянный ток на транспорте[править | править код]

Широкое применение постоянного тока на транспорте обусловлено тем, что электродвигатели постоянного тока с последовательным возбуждением имеют оптимальную для транспортных средств тяговую характеристику — большой крутящий момент при малом числе оборотов в минуту, и наоборот, относительно малый крутящий момент при номинальной скорости вращения якоря. Число оборотов легко регулируется последовательным включением реостата или изменением напряжения на зажимах двигателя (путём переключения нескольких двигателей с последовательного на параллельное соединение). Направление вращения легко меняется (как правило, переключается полярность обмотки возбуждения). В силу этого электродвигатели постоянного тока с последовательным возбуждением нашли широкое применение на электровозах, электропоездах, тепловозах, трамваях, троллейбусах, подъёмных кранах, подъёмниках и так далее.

Исторически сложилось, что линии трамвая, троллейбуса и метрополитена электрифицированы на постоянном токе, электрическое напряжение составляет 550—600 вольт (трамвай и троллейбус), метрополитен 750—900 вольт.

На тепловозах до 1970-х годов основным типом тягового генератора был генератор постоянного тока (тепловозы ТЭ3, ТЭ10, ТЭП60, ТЭМ2 и др.), стояли коллекторные тяговые электродвигатели. С развитием полупроводниковой техники с 1970-х годов на магистральных тепловозах начали устанавливаться трёхфазные генераторы переменного тока (которые имеют лучшие массо-габаритные показатели по сравнению с генераторами постоянного тока) с полупроводниковой выпрямительной установкой (электрическая передача переменно-постоянного тока, тепловозы ТЭ109, ТЭ114, ТЭ129, ТЭМ7, ТЭМ9 и другие), а с 1990-х гг, с развитием силовой электроники, применяются асинхронные тяговые двигатели (тепловозы с электропередачей переменно-переменного тока 2ТЭ25А, ТЭМ21).

В России и в республиках бывшего СССР около половины электрифицированных участков железных дорог электрифицированы на постоянном токе 3000 вольт.

Электрификация на постоянном токе 3 кВ не является оптимальной по сравнению с электрификацией на переменном токе 25 кВ промышленной частоты (50 Гц), сравнительно мало́ напряжение в контактной сети и велика сила тока, однако технические возможности электрификации на переменном токе появились только во второй половине XX века. Например, два электровоза имеют равную мощность 5000 киловатт. У электровоза постоянного тока (3 кВ) максимальный ток, проходящий через токоприёмник составит 1667 ампер, у электровоза переменного тока (25 кВ) — 200 ампер. В 1990-е — 2000-е годы ряд участков переведён с постоянного на переменный ток: Слюдянка—Иркутск—Зима, Лоухи—Мурманск, Саратовский и Волгоградский железнодорожные узлы,

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *