Тұрақты ток - Direct current

«LVDC» қайта бағытталады. Компьютер үшін қараңыз Saturn Launch Vehicle цифрлық компьютері.
Тұрақты ток (тұрақты ток) (қызыл сызық). Тік ось токты немесе кернеуді, ал көлденең 't' осі уақытты өлшейді және нөлдік мәнді көрсетеді.

Тұрақты ток (Тұрақты ток) бір бағытты немесе бір бағытты ағын болып табылады электр заряды. Ан электрохимиялық жасуша тұрақты ток қуатының жарқын мысалы. Тұрақты ток а арқылы өтуі мүмкін дирижер мысалы, сым сияқты, бірақ сонымен қатар ағып кетуі мүмкін жартылай өткізгіштер, оқшаулағыштар, немесе тіпті вакуум сияқты электронды немесе ионды сәулелер. Электр тогы оны ерекшелендіре отырып, тұрақты бағытта жүреді айнымалы ток (Айнымалы). A бұрын қолданылған термин токтың осы түрі үшін болды гальваникалық ток.[1]

Қысқартулар Айнымалы және Тұрақты ток қарапайым деген мағынада жиі қолданылады ауыспалы және тікелей, олар өзгерген кездегідей ағымдағы немесе Вольтаж.[2][3]

Тұрақты токты а-ны пайдалану арқылы айнымалы ток көзінен түрлендіруге болады түзеткіш, құрамында бар электронды токтың тек бір бағытта өтуіне мүмкіндік беретін элементтер (әдетте) немесе электромеханикалық элементтер (тарихи). Тұрақты токты an арқылы айнымалы токқа айналдыруға болады инвертор.

Тұрақты токтың көптеген қолданыстары бар, батареяларды зарядтаудан бастап, электронды жүйелер, қозғалтқыштар үшін үлкен қуат көздеріне және т.б. Балқытуда тұрақты ток арқылы берілетін электр энергиясының үлкен мөлшері қолданылады алюминий және басқа да электрохимиялық процестер. Ол сондай-ақ кейбіреулер үшін қолданылады теміржол, әсіресе қалалық аймақтар. Жоғары вольтты тұрақты ток қашықтағы генерациялау учаскелерінен электр қуатын көп беру үшін немесе айнымалы ток электр желілерін өзара қосу үшін қолданылады.

Туралы мақалалар
Электромагнетизм
Электромагнит
Электр желісі

Тарих

Қосымша ақпарат: Электр қуатын беру тарихы
Brush Electric Company-дің орталық электр станциясы, Нью-Йорктегі қоғамдық жарықтандыруға арналған доғалық лампаларға тұрақты ток беретін динамолары бар. 1880 жылдың желтоқсанында Батыс жиырма бесінші көшесінде 133-де жұмыс істей бастағаннан кейін, ол жұмыс істеген жоғары кернеулер оған 2 мильдік (3,2 км) ұзындықтағы тізбекті қуаттауға мүмкіндік берді.[4]

Тұрақты ток 1800 жылы итальяндық физик шығарды Алессандро Вольта оның аккумуляторы Вольта үйіндісі.[5] Тоқтың қалай жүретінін әлі түсінбеді. Француз физигі Андре-Мари Ампер ток бір бағытта оңнан теріске қарай өткен деп жорамалдады.[6] Кезде француздық аспаптар жасаушы Гипполит Pixii біріншісін салған динамо электр генераторы 1832 жылы ол қолданылған магнит сымның ілмектерін әр жарты айналым сайын өткізіп жібергенде, электр тогының кері айналуына әкеліп соқтыратынын анықтады айнымалы ток.[7] Ампердің ұсынысы бойынша кейінірек Pixii а коммутатор, біліктегі контактілер «қылшық» контактілерімен жұмыс істейтін, тұрақты ток шығаратын «ажыратқыштың» түрі.

1870 жылдардың аяғы мен 1880 жылдардың басында электр қуаты өндіріле бастады электр станциялары. Бұлар бастапқыда билікке орнатылды доғалық жарықтандыру (көше жарығының танымал түрі) өте жоғары кернеуде (әдетте 3000 вольттан жоғары) тұрақты немесе айнымалы токта жұмыс істейді.[8] Одан кейін өнертапқыштан кейінгі бизнес пен үйлердегі электрлік жарықтандыру үшін төмен вольтты тұрақты токтың кең таралуы қолданылды Томас Эдисон өзінің электр қыздыру шамын іске қосты »утилита «1882 ж.. Айнымалы токтың тұрақты токтан едәуір артықшылығы болғандықтан трансформаторлар берілістердің қашықтығын жоғарылату үшін кернеуді көтеру және төмендету үшін тұрақты ток келесі бірнеше онжылдықта ауыспалы токпен ауыстырылды. 1950 жылдардың ортасында, жоғары вольтты тұрақты ток беріліс қорабы әзірленді, ал қазір ауыспалы ток жүйесіне алыс қашықтықтағы жоғары кернеудің орнына опция болып табылады. Теңіз астындағы кабельдер үшін (мысалы, елдер арасында) Жоқ ), бұл DC опциясы - бұл техникалық тұрғыдан ғана мүмкін нұсқа. Сияқты тұрақты токты қажет ететін қосымшалар үшін үшінші рельс қуат жүйелері, айнымалы ток қосалқы станцияға таратылады, ол а түзеткіш қуатты тұрақты токқа айналдыру.

Әр түрлі анықтамалар

Тұрақты токтың түрлері

Термин Тұрақты ток кернеудің немесе токтың тек бір полярлығын қолданатын қуат жүйелеріне және кернеудің немесе токтың тұрақты, нөлдік жиіліктегі немесе баяу өзгеретін жергілікті мәніне сілтеме жасау үшін қолданылады.[9] Мысалы, тұрақты токтағы кернеу кернеу көзі тұрақты болып табылады, ол тұрақты ток сияқты ток көзі. Ананың тұрақты шешімі электр тізбегі барлық кернеулер мен токтар тұрақты болатын шешім. Кез келген деп көрсетуге болады стационарлық кернеу немесе токтың толқын формасын тұрақты ток компонентінің және нөлге тең уақыт бойынша өзгеретін компоненттің қосындысына бөлуге болады; DC компоненті күтілетін мән немесе барлық уақыттағы кернеудің немесе токтың орташа мәні ретінде анықталады.

Тұрақты ток «тұрақты ток» мағынасын білдірсе де, тұрақты ток көбінесе «тұрақты полярлықты» білдіреді. Бұл анықтамаға сәйкес, тұрақты кернеулер уақыт бойынша өзгеруі мүмкін, бұл түзеткіштің шикі шығысында немесе телефон желісіндегі ауытқып тұрған дауыстық сигналда көрінеді.

Тұрақты токтың кейбір формалары (мысалы, а кернеу реттегіші ) -де ешқандай дерлік өзгеріс жоқ Вольтаж, бірақ шығарылымның өзгеруі мүмкін күш және ағымдағы.

Тізбектер

Тұрақты ток тізбегі - бұл электр тізбегі бұл кез-келген тұрақты тіркесімінен тұрады Вольтаж көздер, тұрақты ағымдағы көздері және резисторлар. Бұл жағдайда тізбектегі кернеулер мен токтар уақытқа тәуелді емес. Белгілі бір тізбектің кернеуі немесе тогы кез-келген тізбектегі немесе токтың өткен мәніне тәуелді емес. Бұл тұрақты ток тізбегін білдіретін теңдеулер жүйесі уақытқа қатысты интегралдарды немесе туындыларды қамтымайтындығын білдіреді.

Егер а конденсатор немесе индуктор тұрақты ток тізбегіне қосылады, нәтижесінде пайда болған тізбек тұрақты контур емес. Алайда, мұндай тізбектердің көпшілігінде тұрақты ток шешімі бар. Бұл шешім тізбек болған кезде тізбектің кернеулері мен токтарын береді Тұрақты тұрақты күй. Мұндай тізбек. Жүйесімен ұсынылған дифференциалдық теңдеулер. Бұл теңдеулердің шешімі әр түрлі уақытты қамтиды өтпелі бөлігі, сонымен қатар тұрақты немесе тұрақты бөлігі. Дәл осы тұрақты бөлік тұрақты ток шешімі болып табылады. Тұрақты ток шешімі жоқ кейбір тізбектер бар. Екі қарапайым мысал - конденсаторға қосылған тұрақты ток көзі және индукторға қосылған тұрақты кернеу көзі.

Электроникада аккумулятор немесе тұрақты ток көзінің шығысы сияқты тұрақты кернеу көзінен қуат алатын тізбекті тұрақты ток тізбегі деп атайды, дегенмен, бұл тізбек тұрақты токпен жұмыс істейді.

Қолданбалар

Тұрмыстық және коммерциялық ғимараттар

Ұсынуға болатын бұл таңба Юникод кейіпкер U + 2393 (⎓) тұрақты ток қажет ететін немесе өндіретін көптеген электрондық құрылғыларда кездеседі.

Тұрақты ток көбінесе көп кездеседі төмен-кернеу қосымшалар және кейбіреулері төмен вольтты қосымшалар, әсіресе олар қуат алатын жерлерде батареялар немесе күн энергиясы жүйелер (өйткені екеуі де тек тұрақты ток шығара алады).

Көпшілігі электронды тізбектерге тұрақты ток қажет нәр беруші.

Тұрақты ток қондырғылары, әдетте, әртүрлі типтерге ие розеткалар, қосқыштар, қосқыштар, және арматура айнымалы ток үшін жарамдылардан. Бұл көбінесе қолданылатын кернеулердің төменгі деңгейіне байланысты, нәтижесінде дәл осындай мөлшерде ток пайда болады күш.

Әдетте, егер құрылғыда a болмаса, полярлықты сақтау тұрақты ток құралында маңызды диодтық көпір бұны түзету.

EMerge Alliance - тұрақты электр қуатын тарату стандарттарын дамытатын ашық салалық қауымдастық гибридті үйлер және коммерциялық ғимараттар.

Автокөлік

Автокөлік қосымшаларының көпшілігінде тұрақты ток қолданылады. Ан автомобиль аккумуляторы қозғалтқышты іске қосу, жарықтандыру және тұтану жүйесі үшін қуат береді. The генератор а қолдайтын айнымалы ток құрылғысы түзеткіш аккумуляторды зарядтауға арналған тұрақты ток өндіруге. Автомагистральдағы жолаушылар көлігінің көпшілігі номиналды түрде 12 пайдаланадыV жүйелер. Көптеген ауыр жүк машиналары, ауылшаруашылық жабдықтары немесе жермен жүретін жабдықтар Дизельді қозғалтқыштар 24 вольтты жүйелерді қолданыңыз. Кейбір ескі көліктерде 6 В қолданылды, мысалы, түпнұсқада классикалық Volkswagen Beetle. Бір уақытта а 42 В электр жүйесі автомобильдер үшін қарастырылды, бірақ бұл өте аз пайдаланылды. Салмақ пен сымды үнемдеу үшін көбінесе көлік құралының металл жақтауы аккумулятордың бір полюсіне қосылып, тізбектегі кері өткізгіш ретінде қолданылады. Көбінесе теріс полюс - шассидің «жерге» қосылуы, бірақ оң дөңгелекті кейбір доңғалақты немесе теңіз көліктерінде пайдалануға болады.

Телекоммуникация

Телефон алмасу байланыс жабдықтары −48 В тұрақты ток көзін қолданады. Теріс полярлыққа қол жеткізіледі жерге қосу электрмен жабдықтау жүйесінің оң терминалы және батарея банк. Бұл алдын-алу үшін жасалады электролиз депозиттер. Телефон қондырғыларында электр қуатының үзілуі кезінде абоненттік желілер үшін қуаттың сақталуын қамтамасыз ететін батарея жүйесі бар.

Басқа құрылғылар телекоммуникациялық жүйеден а DC-DC түрлендіргіші кез-келген ыңғайлы кернеуді қамтамасыз ету үшін.

Көптеген телефондар а қосылу бұралған жұп сымдарды қолданыңыз және а bias tee екі сым арасындағы кернеудің айнымалы ток компонентін (аудио сигнал) екі сым арасындағы кернеудің тұрақты бөлігінен (телефонға қуат беру үшін) ішкі бөлу.

Жоғары вольтты электр беру

Негізгі мақала: Жоғары вольтты тұрақты ток

Жоғары вольтты тұрақты токтың электр қуатын беру жүйелерінде кең таралған айнымалы ток жүйелерінен айырмашылығы электр қуатын көп беру үшін тұрақты ток қолданылады. Қашықтыққа жіберу үшін HVDC жүйелері арзан болуы мүмкін және электр шығындары аз болады.

Басқа

Қолданбалы бағдарламалар отын элементтері (сутек пен оттекті катализатормен араластырып, электр энергиясы мен суды қосымша өнім ретінде алу) сонымен қатар тек тұрақты ток өндіреді.

Жеңіл авиацияның электр жүйелері әдетте автомобильдерге ұқсас 12 В немесе 24 В тұрақты токқа ие.

Сондай-ақ қараңыз

Әдебиеттер тізімі

  1. ^ Эндрю Дж. Робинсон, Линн Снайдер-Маклер (2007). Клиникалық электрофизиология: электротерапия және электрофизиологиялық тестілеу (3-ші басылым). Липпинкотт Уильямс және Уилкинс. б. 10. ISBN  978-0-7817-4484-3.
  2. ^ Н.Н.Бхаргава және Д.С.Кульшришта (1984). Негізгі электроника және сызықтық тізбектер. Tata McGraw-Hill білімі. б. 90. ISBN  978-0-07-451965-3.
  3. ^ Ұлттық электр жарығы қауымдастығы (1915). Электр өлшегіштің анықтамалығы. Trow Press. б. 81.
  4. ^ Мел Горман. «Чарльз Ф. Бруш және Америкадағы алғашқы қоғамдық жарықтандыру жүйесі». Огайо тарихы. Кент мемлекеттік университетінің баспасы. Огайо тарихи қоғамы. 70: 142.[тұрақты өлі сілтеме ]
  5. ^ «Алессандро Джузеппе Антонио Анастасио Вольта - гранттар.hhp.coe.uh.edu». Архивтелген түпнұсқа 2017-08-28. Алынған 2017-05-29.
  6. ^ Джим Брейтхаупт, Физика, Палграв Макмиллан - 2010, б. 175
  7. ^ «Гипполит Пиксии ойлап тапқан Pixii машинасы, ұлттық жоғары магниттік өріс зертханасы». Архивтелген түпнұсқа 2008-09-07. Алынған 2008-06-12.
  8. ^ Көміртекті доға лампасының электр жарығының алғашқы формасы (1800–1980 жж.)
  9. ^ Роджер С. Амос, Джеффри Уильям Арнольд Даммер (1999). Ньюнес электронды сөздігі (4-ші басылым). Ньюнес. б. 83. ISBN  0-7506-4331-5.

Сыртқы сілтемелер