Гальванические элементы дают постоянный ток.
В наши дни нет таковой отрасли народного хозяйства, в которой не использовалось бы электричество. И любая из них предъявляет к аппаратам и электрическим машинам определенные требования, от которых зависит не только конструкция этих автомобилей, но и род применяемого тока. Не смотря на то, что в технике и в индустрии активно применяются и переменный и постоянный токи, области их применения очень четко разграничены.
В первый раз люди взяли электрический ток от гальванических элементов. Эти элементы создавали в электрической цепи поток электронов, движущихся все время в одном определенном направлении. Таковой ток стал называться «постоянного».
Первые вращающиеся генераторы, приборы и электрические двигатели кроме этого трудились на постоянном токе. И в то время, когда в конце прошлого столетия русский электротехник М. О. Доливо-Добровольский внес предложение использовать трехфазный переменный ток, многие ученые отнеслись к этому с недоверием. Кроме того известный американский электротехник Эдисон вычислял переменный ток выдумкой, не заслуживающей внимания. Но весьма не так долго осталось ждать переменный ток стали использовать во многих областях электротехники. Электрические генераторы переменного тока создают в электрической цепи поток электронов, непрерывно изменяющий направление собственного перемещения. Так, в цепи электрической лампочки, освещающей вашу помещение, электроны успевают за одну секунду
Генераторы электрических станций производят переменный ток с частотой 50 пер/сек.
100 раз поменять направление собственного перемещения: 50 раз они движутся в одном направлении и 50 — в обратном. Про таковой ток говорят, что он имеет частоту 50 периодов в секунду.
Эта особенность перемещения электронов придает переменному току множество особенностей, выяснивших его главенствующее положение в современной электротехнике.
Одно из наиболее значимых особенностей переменного тока — его свойство к изменению. Как мы знаем, передача электроэнергии на громадные расстояния вероятна лишь при весьма высоком напряжении, достигающем 110, 220 а также 500-800 тыс. в. Столь высокое напряжение нельзя получить конкретно в генераторах. Одновременно с этим для разных электрических автомобилей и аппаратов нужен электрический ток напряжением в пара десятков либо сотен вольт. Вот здесь-то и понадобилась его свойство к изменению,— она разрешила посредством трансформаторов изменять напряжение переменного тока в произвольных пределах.
Посредством трансформаторов возможно изменять напряжение переменного тока в произвольных пределах.
Кроме того. Соединение обмоток генератора в трехфазную совокупность разрешило взять трехфазный переменный ток. Это совокупность трех переменных токов, каковые имеют однообразную частоту, но различаются по фазе на одну треть периода. Трехфазный ток владеет серьёзными преимуществами. Во-первых, трехфазные линии электропередач удачнее однофазных: по ним при той же изоляции и затрате проводов возможно передать больше электроэнергии, чем при однофазном переменном токе. А во-вторых, благодаря свойству трехфазного переменного тока создавать вращающееся магнитное поле, удалось выстроить весьма простые и качественные асинхронные электрические двигатели без щёток и коллектора.
Эти качества переменного тока и послужили обстоятельством того, что Сейчас все промышленные электростанции производят лишь трехфазный переменный ток.
Больше половины электроэнергии, вырабатываемой этими электростанциями, расходуется электрическими двигателями. Дабы они имели возможность делать разнообразную работу, их делают разными и по устройству и по размерам.
Электрические двигатели разрешили создать автоматические станочные линии.
Не считая несложных асинхронных двигателей, каковые активно применяются для привода станков, имеется двигатели с контактными кольцами и обмоткой на роторе. Они развивают громадные упрочнения при трогании с места и исходя из этого удачно используются на подъемных кранах. Имеется еще синхронные двигатели, имеющие постоянную скорость вращения. По своим размерам электрические двигатели бывают мелкими — с катушку ниток — и огромными, как карусель.
Использование для привода станков сходу нескольких электрических двигателей разрешило возможность упростить механизмы станка, облегчило управление ими и разрешило создать автоматические станочные линии.
Малые размеры электрических двигателей разрешили применять электрическую энергию в том месте, где раньше использовался лишь ручной труд. Электрические дрели, пилы, рубанки и второй электрифицированный инструмент намного облегчили труд рабочих, сделали его более производительным.
Электрические полотеры, пылесосы, холодильники и стиральные машины пришли на помощь домашним хозяйкам.
Электрические дуговые и индукционные печи активно используются в промышленности и технике. Маленькие печи сопротивления возможно встретить в вагонах поездов, в троллейбусах а также дома.
Переменный ток — хороший источник тепла. В замечательных дуговых электропечах плавят и варят металл. Электрические печи сопротивления активно применяются для кондиционирования воздуха, обогрева сушильных различных помещений и шкафов.
Электрические лампочки дают свет независимо от того, какой ток идет через их нити. Но потому, что передача переменного тока более экономична, а трансформаторы разрешают легко поддерживать нужное для них напряжение, вся осветительная сеть городов и сел обслуживается переменным током.
Постоянное изменение направления перемещения электронов в переменном токе, его свойство к изменению открыли ему широкую дорогу во многие области техники. Но не всегда оптимален ток, все время меняющий собственный направление. Вот вы сели в троллейбус, поезд метро либо в вагон «электрички» на железной дороге. Тут вы попали во владения постоянного тока.
Дело в том, что простые и эргономичные электрические двигатели переменного тока не разрешают в широких пределах медлено поменять скорость собственного вращения. А вспомните, сколько раз водителю приходится изменять скорость перемещения троллейбуса; с таковой неспокойной работой отлично справляется лишь двигатель постоянного тока. Питание этих двигателей осуществляется с тяговых выпрямительных подстанций. Приходящий на них с электростанций переменный ток при помощи ртутных выпрямителей преобразуется в постоянный, а после этого подается в контактную сеть — в рельсы и провода.
Использование тяговых двигателей постоянного тока на транспортных автомобилях выяснилось таким выгодным, что их возможно встретить на теплоходах и тепловозах.
Их главными двигателями помогают дизели, каковые приводят в перемещение генераторы, производящие постоянный ток. А он со своей стороны заставляет трудиться электрические двигатели, вращающие колеса либо гребные винты.
Но сложность и высокая стоимость преобразовательных подстанций вынудили ученых и инженеров задуматься над применением переменного тока на транспорте. на данный момент уже имеется участки железных дорог, применяющие однофазный переменный ток. С успехом применяют его и на многих дизель-электрических судах.
Для питания двигателей электровозов на протяжении электрифицированной железной дороги устанавливаются тяговые выпрямительные подстанции, на которых переменный ток преобразуется в постоянный при помощи ртутных выпрямителей.
Предстоящая электрификация железных дорог у нас будет осуществляться в основном с применением переменного тока напряжением 25 тыс. в. Данный ток будет преобразовываться в постоянный конкретно на электровозах при помощи выпрямительных устройств.
Хорошие регулировочные свойства электродвигателей постоянного тока разрешили с успехом применить их кроме этого на подъемно-транспортных механизмах. На простых кранах, каковые вы видите на постройке, трудятся двигатели переменного тока. Но на замечательных подъемных кранах громадных металлургических фабрик устанавливают двигатели постоянного тока. Так как тут нужно медлено поднимать и переносить огромные ковши с расплавленным металлом, разливать его в изложницы либо подавать раскаленные болванки на прокатные станы.
Эти двигатели приводят в механизмы и движение огромных шагающих экскаваторов.
В гальванических ваннах при помощи постоянного тока покрывают разные предметы узким слоем никеля либо хрома.
Двигатели постоянного тока смогут развивать большие скорости вращения — до 25 тыс. об/мин. Это разрешает приобретать громадную мощность при небольших размерах двигателя. Исходя из этого они незаменимы в качестве моторов управления, используемых на самолетах для поворотов рулей, закрылков и элеронов, для опускания и подъёма шасси и других механизмов.
Неизменное направление перемещения электронов в цепи постоянного тока выяснило громадную и серьёзную область его применения, в которой переменный ток с ним соперничать не имеет возможности. Речь заходит об электролизе — ходе, связанном с прохождением тока через жидкие растворы — электролиты. Под действием постоянного тока, проходящего через электролит, он разлагается на отдельные элементы, каковые осаждаются на определенных электродах — на аноде либо катоде. Это свойство обширно употребляется в цветной металлургии — чтобы получить алюминий, магния, цинка, меди, марганца. В химической индустрии при помощи электролиза приобретают фтор, хлор, другие вещества и водород.
В гальванотехнике электролиз используют для осаждения металла на поверхность разных изделий. Так наносят защитные покрытия на железные изделия (никелирование, хромирование), изготавливают железные монументы, печатные формы и т. д. Гальванизацию используют в медицине для лечения некоторых заболеваний.
Постоянное направление перемещения электронов оказывает помощь постоянному току соперничать с переменным в сварочном деле и некоторых видах освещения. При сварке постоянным током частички металла переносятся с электрода на изделие более верно и шов получается качественнее, чем при сварке переменным током.
Зайдите на киностудию. Замечательные дуговые кинопроекторы заливают светом съемочный павильон. На переменном токе дуга горит менее устойчиво, дает меньше света и издает шум, мешающий записи звука при киносъемке. Исходя из этого кинопрожекторы питают постоянным током, что дает бесшумную устойчивую дугу. В замечательных военных прожекторах и дуговых кинопроекционных аппаратах кроме этого употребляется постоянный ток.
На киностудиях на постоянном токе трудятся замечательные дуговые кинопрожекторы.
Чтобы получить переменный ток, необходимо непрерывно вращать генератор переменного тока, а постоянный ток смогут давать неподвижные аккумуляторные батареи либо же гальванические элементы. Эти свойства источника электрического тока кроме этого во многих случаях определяют область применения постоянного тока.
Автомобиль стоит на месте. Как завести его двигатель? К вашим услугам аккумуляторная батарея. Вы нажимаете кнопку стартера, и двигатель постоянного тока, приобретая питание от аккумуляторной батареи, заводит мотор. А в то время, когда мотор трудится, он вращает генератор, что заряжает аккумулятор, восстанавливает израсходованную энергию. Таковой обратимый процесс недоступен для переменного тока.
Что было бы, если бы в поездах освещение питалось переменным током? Остановился поезд — прекратили вращаться колеса вагонов, а вместе с ним остановились бы свет и электрические генераторы в вагонах погас бы. Но этого не происходит, в силу того, что под вагонами установлены генераторы постоянного тока, трудящиеся параллельно с аккумуляторными батареями. Идет поезд — генераторы вращаются, дают энергию для освещения и в один момент заряжают батарею. Остановился состав — аккумуляторная батарея отправляет ток в осветительную сеть.
Представьте себе, что на электростанции случилась авария: все турбо- либо гидрогенераторы остановились и электролинии, связывавшие ее с другими электростанциями, отключились. В таких случаях выручает постоянный ток, приобретаемый от громадных аккумуляторных батарей. С его помощью приводят в перемещение вспомогательные механизмы, включают отключившиеся выключатели и опять пускают в работу главные турбо- либо гидрогенераторы. Питание от аккумуляторной батареи весьма надежно, исходя из этого все цепи защиты управления, сигнализации и автоматики на громадных электростанциях трудятся на постоянном токе.
Аккумуляторные батареи используются в разных областях техники.
Может ли плавать подлодка без постоянного тока? На поверхности воды может. В этом случае ее гребные винты вращаются дизелями. Но под водой дизели останавливаются — не достаточно воздуха. В том месте трудится двигатель постоянного тока, приобретающий энергию от аккумуляторных батарей. В то время, когда лодка снова всплывает на поверхность и включаются в работу дизели, электрический двигатель преобразовывается в генератор и снова заряжает батареи.
В шахтах не везде возможно подвесить контактный провод для электровозов. Как же им передвигаться? В этот самый момент снова выручает аккумуляторная батарея. На многих шахтах рудничные аккумуляторные электровозы доставляют уголь из самых отдаленных забоев. Электрические тележки с аккумуляторная батареями — электрокары — вы довольно часто видите на вокзалах. Они имеется и в цехах громадных фабрик и заводов.
Обратите внимание, как оператор снимает какое-нибудь ответственное событие. В руках у него легкий киносъемочный аппарат, а на поясе — аккумулятор. Надавил кнопку, и аппарат получил. Такие легкие аккумуляторные батареи активно используются для переносных радиостанций, сигнальных устройств, электрических измерительных устройств.
Само собой разумеется, перечисленными тут примерами не исчерпываются все области применения электроэнергии. Мы ничего не поведали о ее применении для телеграфной и телефонной связи, для радио и других целей и телевидения — об этом вы прочтете в соответствующих статьях отечественного сайта.