Prąd stały, zmienny i przemienny – czym są i jaka jest różnica?
Zastosowanie elektryczności w naszym codziennym życiu jest bardzo szerokie. Energia elektryczna jest przetwarzana na ciepło, światło, pole magnetyczne i ruch. Bez prądu elektrycznego nie działałoby wiele urządzeń, bez których mielibyśmy bardzo utrudnione życie.
Zobacz także
Farnell Projekty w trudnych warunkach przemysłowych
Zastosowanie skomplikowanych urządzeń elektronicznych i czujników do ulepszania i rozszerzania procesów produkcji, obróbki skrawaniem i procesów produkcyjnych w zastosowaniach przemysłowych jest możliwe...
Zastosowanie skomplikowanych urządzeń elektronicznych i czujników do ulepszania i rozszerzania procesów produkcji, obróbki skrawaniem i procesów produkcyjnych w zastosowaniach przemysłowych jest możliwe tylko wtedy, gdy wszystkie komponenty przetrwają w trudnym środowisku. Systemy muszą wytrzymywać gorące, wilgotne i trudne warunki oraz niszczące pola elektryczne i magnetyczne. Specyficzne warunki środowiskowe, w których produkt jest używany, wpływają na jego specyfikacje. Takie specyfikacje należy...
dr inż. Karol Kuczyński Ograniczenie strat w transformatorach rozdzielczych – co możemy jeszcze zrobić?
Straty w sieci energetycznej różnią się znacznie w poszczególnych krajach na całym świecie. Liczby wahają się od mniej niż 4% do ponad 20%. W większości krajów daje to możliwość znacznych oszczędności....
Straty w sieci energetycznej różnią się znacznie w poszczególnych krajach na całym świecie. Liczby wahają się od mniej niż 4% do ponad 20%. W większości krajów daje to możliwość znacznych oszczędności. Transformatory rozdzielcze są wykorzystywane do przekształcania energii elektrycznej ze średniego napięcia – poziomu, na którym energia jest przesyłana lokalnie i dostarczana do wielu odbiorców przemysłowych – do poziomu niskiego napięcia – zazwyczaj wykorzystywanego przez konsumentów indywidualnych...
dr inż. Waldemar Chmielak Opatentowana metoda ultraszybkiego wykrywania zwarć w liniach SN z wykorzystaniem fal wielokrotnie odbitych
Dystrybucja energii elektrycznej realizowana jest w wielu przypadkach rozległymi i rozproszonymi liniami napowietrznymi wysokiego i średniego napięcia. Dość powszechne w tego typu liniach zasilających...
Dystrybucja energii elektrycznej realizowana jest w wielu przypadkach rozległymi i rozproszonymi liniami napowietrznymi wysokiego i średniego napięcia. Dość powszechne w tego typu liniach zasilających są zwarcia doziemne, które – z uwagi na stosunkowo niską wartość prądów zwarciowych, wynikającą zarówno z izolowanego punktu neutralnego sieci średnich napięć oraz często wysokich rezystancji zwarcia – mogą trwać względnie długo.
Czym jest prąd?
Prąd elektryczny jest to uporządkowany (skierowany) ruch ładunków elektrycznych w obwodzie, w którym elementy są połączone za pomocą przewodów. Umownie przyjmuje się, że prąd elektryczny płynie od bieguna dodatniego do ujemnego. Nośnikami prądu elektrycznego mogą być elektrony i jony. Wyróżniamy dwa rodzaje prądu: stały oraz zmienny (przemienny).
Jaki prąd płynie do odbiornika przyłączonego do gniazdka?
W instalacjach elektrycznych, które mamy w naszych domach czy mieszkaniach, płynie prąd przemienny, jednofazowy charakteryzujący się takimi własnościami jak: napięcie 230 V i częstotliwość 50 Hz.
Czym się różni prąd stały od zmiennego?
Prąd stały DC (direct current) charakteryzuje się tym, że płynie zawsze w tym samym kierunku i nie zmienia się jego biegunowość, zaś prąd zmienny (przemienny) AC (alternating current) porusza się naprzemiennie w jednym lub w drugim kierunku, a wartość jego natężenia zmienia się w czasie w zależności od częstotliwości.
Jaki prąd płynie w samochodzie – stały czy zmienny?
Źródłem prądu w samochodzie może być akumulator, prądnica lub alternator. W pojazdach najczęściej stosowane są jednocześnie dwa źródła prądu: akumulator oraz alternator. W samochodach występuje prąd stały, najczęściej o napięciu 12 V.
Prąd zmienny i przemienny – definicje
Prąd zmienny to prąd elektryczny, dla którego wartość natężenia zmienia się w czasie zależnie od zmian napięcia. Często termin „prąd zmienny” stosowany jest do prądu okresowego przemiennego o przebiegu sinusoidalnym AC (alternating current). Prąd przemienny AC (alternating current) to przypadek prądu elektrycznego okresowo zmiennego, w którym wartości chwilowe podlegają zmianom w powtarzalny, okresowy sposób, z określoną częstotliwością. Wartości chwilowe natężenia prądu przemiennego przyjmują naprzemiennie wartości dodatnie i ujemne (stąd nazwa „przemienny”).
Gdzie występuje prąd stały, a gdzie prąd zmienny?
Prąd stały znalazł szerokie zastosowanie w zasilaniu silników elektrycznych, w których prędkość obrotów może być regulowana w szerokim zakresie tylko poprzez zmianę wartości napięcia. Powszechnie jest wykorzystywany w trakcji kolejowej oraz tramwajowej oraz do zasilania urządzeń elektronicznych. Dodatkowo prąd stały jest również wykorzystywany do przenoszenia energii elektrycznej na duże odległości za pomocą linii wysokiego napięcia prądu stałego, np. łączących systemy energetyczne Polski ze Szwecją. Prąd zmienny wykorzystuje się natomiast powszechnie do zasilania wielu odbiorników (np. elektryczne czajniki, grzałki kuchenki, piecyki, lutownice grzałkowe itp.) Prąd przemienny jest także powszechnie używany do zasilania źródeł światła.
Prąd stały – definicja
Prąd stały płynie zawsze w tym samym kierunku, nie zmienia się więc jego biegunowość. Dodatkowo charakteryzuje się stałą wartością natężenia oraz kierunkiem przepływu, w odróżnieniu od prądu zmiennego lub przemiennego. Zaletami prądu stałego jest możliwość jego magazynowania np. w akumulatorze oraz fakt, iż w przypadku zasilania takim prądem wartość chwilowa dostarczanej mocy jest stała, co ma duże znaczenie dla wszelkich układów wzmacniania i przetwarzania sygnałów. Prąd stały wytwarzają m.in. ogniwa (zwane powszechnie bateriami i zasilające najczęściej układy elektroniczne), a także panele fotowoltaiczne. Zwykle w domowych instalacjach wykorzystujemy prąd stały o napięciu 12 V.
Prąd zmienny (przemienny)
Z prądem zmiennym – oraz jego szczególnym przypadkiem, nazywanym prądem przemiennym – mamy do czynienia, gdy elektrony swobodne w przewodzie poruszają się naprzemiennie w jednym lub drugim kierunku. Zmienia się okresowo biegunowość i wielkość prądu elektrycznego. Prąd i napięcie wzrastają do maksymalnych wartości, po czym spadają do zera i dalej, aż osiągną wartość maksymalną o przeciwnej polaryzacji. W zależności od generatora zmiany te następują nawet kilka razy na sekundę. W praktyce najczęściej wykorzystuje się generatory trójfazowe, które dostarczają prąd trójfazowy o napięciu 3 x 230/400 V i częstotliwości 50 Hz (rzadziej 60 Hz).
Prąd DC i AC
Prąd DC oznacza prąd stały, który charakteryzuje się stałym zwrotem oraz kierunkiem przepływu ładunków elektrycznych. Prąd AC oznacza prąd zmienny, a częściej przemienny, czyli taki, którego wartość zmienia się w sposób zamierzony i deterministyczny, z określoną częstotliwością.
Urządzenia zasilane prądem stałym
Prąd stały zasila bardzo wiele odbiorników codziennego użytku. Zaliczyć do nich możemy komputery, tablety, telefony komórkowe, telewizory, systemy audio, a nawet wybrane źródła oświetleniowe LED. Dodatkowo prąd stały wykorzystuje się do zasilania pojazdów elektrycznych drogowych i torowych.
Prąd zmienny – gdzie występuje
Prąd przemienny wykorzystuje się powszechnie w elementach grzejnych (np. żelazka, elektryczne czajniki, grzałki kuchenki, piecyki, lutownice grzałkowe itp.) Prąd przemienny jest także powszechnie używany do zasilania źródeł światła oraz silników elektrycznych prądu przemiennego.
Jak zamienić prąd stały na prąd zmienny
Aby zamienić prąd stały na prąd zmienny DC-AC, należy wykorzystać przetwornice napięcia. Przetwarzają one napięcie stałe (z akumulatora) na napięcie zmienne – może to być napięcie 12 V na 230 V, 24 V / 230 V, 48 V/220 V – i są stosowane w wielu urządzeniach elektrycznych.
Zmiana prądu zmiennego na stały
W przypadku zmiany prądu zmiennego na stały AC-DC powszechnie wykorzystywane są przetwornice impulsowe, zwane po prostu zasilaczami. Przetwarzanie z napięcia przemiennego na stałe jest wykorzystywane praktycznie w każdym sprzęcie elektronicznym, gdzie napięcie zasilania z sieci elektroenergetycznej nn – po obniżeniu przez transformator do wymaganej wartości i wyprostowaniu oraz stabilizacji – zasila poszczególne odbiorniki prądu stałego, np. urządzenia elektroniczne.
Dlaczego w sieci jest prąd zmienny?
Obecność w sieci elektroenergetycznej prądu zmiennego wzięła się z faktu, iż generatory przetwarzające energię mechaniczną w elektryczną wykorzystują ruch obrotowy. Ich konstrukcja, przypominająca silnik elektryczny, podczas obrotów wirnika powoduje pojawienie się na wyjściu napięcia przemiennego.
Od czego zależy ,,kształt” prądu?
Pomimo iż przez lata nauczyliśmy się wytwarzać prąd o praktycznie dowolnym kształcie, to napięcie dostarczane do naszych gniazdek i pobierany z nich prąd mają kształt sinusoidalny. Wiąże się to z faktem, iż sinusoida była naturalną formą prądu, jaką produkował najprostszej konstrukcji generator, a uformowanie prądu w trójkąt czy prostokąt wymaga dość zaawansowanej elektroniki. Samo natężenie prądu nie zależy od rodzaju prądu (AC/DC), lecz od chwilowych warunków w obwodzie elektrycznym. Można powiedzieć, że prąd w pewnym sensie naśladuje napięcie. Jeśli napięcia w obwodzie nie ma, to nie płynie w nim prąd. Kiedy napięcie wzrasta dwukrotnie, to również dwukrotnie rośnie wartość natężenia prądu.
Wykres prądu zmiennego
Prąd zmienny (AC) to taki, który zmienia się w czasie w dowolny sposób. Raz rośnie, raz maleje i może się to dziać w zupełnie nieprzewidywalny i losowy sposób, jak na rysunku poniżej:
Wykres prądu stałego
Prąd stały (DC), w przeciwieństwie do prądu przemiennego, ma dwa bieguny – dodatni i ujemny. Pomiędzy nimi powstaje różnica potencjałów, czyli napięcie. Umownie ładunki elektryczne poruszają się od bieguna dodatniego do ujemnego, chociaż w rzeczywistości jest dokładnie na odwrót. Wykresem prądu stałego jest linia prosta.