Curent continuu

Curentul continuu sau CC ( DC pentru curent continuu în limba engleză) este un curent electric a cărui intensitate este independentă de timp (constantă). Acesta este, de exemplu, tipul de curent livrat de baterii sau acumulatori .

Prin extensie, noi numim directe curent un curent periodic a cărui intensitate este întotdeauna destul de apropiată de valoarea medie sau a cărei componentă continuă (valoarea medie) este de o importanță capitală, sau un curent electric care circulă în mod continuu (sau foarte predominant).) Este în aceeași direcție (numită și unidirecțională ).

Simboluri utilizate

Pentru a se califica aceste independente de timp a mărimilor electrice , cum ar fi tensiune sau curent și dispozitive care funcționează cu curent continuu și tensiune directă, sau cantitățile asociate cu aceste dispozitive, cele două scrisori CC (curent continuu ) sau în limba engleză DC sunt utilizate curent. .

Producție

Curenții direcți sunt produși de generatoare sau dispozitive care furnizează tensiuni directe . Principalele surse de curent continuu sunt:

unele generatoare precum baterii , baterii de acumulatori , pilele de combustibil și panourile solare ;
la mașinile de curent continuu care funcționează în generatorul (sau generatoarelor );
tensiunea alternativă de la rețeaua electrică este transformată în tensiune directă , după trecerea printr - un redresor și în formă prin filtrare, eventual stabilizat utilizând o sursă de alimentare , de exemplu , de comutare .

Clasificare

Termenul de curent continuu acoperă mai multe semnificații:

curent constant : curentul este total constant în direcție și amplitudine în timp. Curenții de acest tip sunt numiți uneori curenți perfect continui ;
curent de ondulare neted : este un curent care se apropie de curent constant, dar care menține o anumită rată de ondulare;
curent variabil unidirecțional : este un curent care nu schimbă direcția, dar a cărui amplitudine variază în timp. Acesta este cazul unui curent alternativ , rectificat , dar nu filtrat .

Ratele și factorii care definesc calitatea unui curent netezit

Sunt numeroase din motive istorice. Primele au fost definite în momentul în care nu exista o modalitate simplă de a vizualiza curenții și de a utiliza cantități care pot fi măsurate cu ampermetre analogice. Utilizarea osciloscoapelor a scos la iveală alți parametri. Definițiile de mai jos sunt cele standardizate de standardul IEC 60050 care definește vocabularul electrotehnic internațional.

În general, cu cât aceste rate și factori sunt mai mici, cu atât netezirea este mai eficientă. Sunt zero pentru un curent perfect constant.

Noi intrebam:

$<i> \, =$ valoarea medie a $eu \,$
${\ displaystyle I \, =}$ valoarea efectivă a $eu \,$
${\ displaystyle I_ {a} \, =}$ valoarea efectivă a componentei ac a $eu \,$
$\ Delta (i) = i _ {{max}} - i _ {{min}} \,$ : valoarea maximă până la minimă a intensității.

Rata de ondulare

Valoarea raportului de vârf de vârf este egală cu raportul dintre valoarea RMS a componentei AC a unei mărimi a lungimii de undă și valoarea RMS a magnitudinii în sine și se calculează cu următoarea relație:

{\ displaystyle {\ frac {I_ {a}} {I}}}

Rata efectivă de ondulare

Este raportul dintre vârf la valoarea văii componentei alternative a unei magnitudine ondulat la valoarea absolută a componentei DC Se calculează cu următoarea relație: , ${\ displaystyle {\ frac {I_ {a}} {<i>}}}$

Rata de ondulare de la vârf la vârf

Valoarea raportului de vârf la vârf este calculată utilizând următoarea relație:

{\ displaystyle T_ {0} = {\ frac {\ Delta (i)} {<i>}}}

Factorul actual de ondulare

Factorul de ondulare curent este egal cu raportul dintre diferența dintre valoarea maximă și valoarea minimă a unui curent oscilând de două ori valoarea medie . Se calculează cu următoarea relație: ${\ displaystyle i_ {max} \,}$ ${\ displaystyle i_ {min} \,}$ $<i> \, =$

{\ displaystyle T_ {0} = {\ frac {\ Delta (i)} {2 <i>}}}

Măsurat

Curentul continuu poate fi măsurat cu dispozitive de tip șunt , senzor de curent cu efect Hall , senzor de curent cu efect Néel sau senzor cu fibră optică .

utilizare

Promovat de Thomas Edison, curentul continuu a fost prima utilizare a energiei electrice înainte de sosirea curentului alternativ apărat de Nikola Tesla. La sfârșitul XIX - lea secol, a fost folosit în multe domenii: de iluminat, de încălzire, de transport, de conversie a energiei, industrie, etc. În ciuda campaniei lui Edison împotriva curentului alternativ, până la punctul de a electrocuta un elefant pentru a-și dovedi pericolul, curentul continuu nu a putut contracara principalul avantaj al curentului alternativ în acest moment, care este mai ușor de transportat pe distanțe mari. Datorită transformatorului de tensiune care permite tensiunea care trebuie crescută și coborâtă fără pierderi mari.

Deși utilizarea curentului alternativ și-a redus majoritatea utilizărilor, acesta a rămas utilizat în câteva nișe, cum ar fi căile ferate , cele mai multe echipamente electronice de joasă tensiune, dar și liniile electrice de înaltă tensiune .

Astăzi Curentul continuu este din nou o tehnologie în curs de dezvoltare rapidă datorită progresului în electronica de putere din anii 1990 și în special creșterii tranzistoarelor IGBT. Acestea permit conversia ușoară de la (și la) AC pentru a construi linii DC de înaltă tensiune HVDC cu pierderi de linie cu până la 15% mai mici decât liniile AC comparabile. Este utilizat în special pe distanțe mari sau când caracteristicile rețelelor electrice dintre două țări sunt diferite. Aceste utilizări sunt , de asemenea , de interes pentru mare putere sectorului în industrie, cu galvanizare , electroliză , etc.

În 2017, Siemens a semnat un contract în China pentru construcția unei linii de 3.284 km cu o capacitate de 12 GW la o tensiune de 1,1 milioane de volți. În plus față de proiectele comparabile din China, Brazilia și India, care furnizează zone puternic populate din baraje mari situate la o distanță mare, boom-ul energiei eoliene offshore și nevoia de interconectare a rețelelor împing spre soluții noi în mod continuu, până la crearea o „super-rețea” continuă între parcurile eoliene și țările vecine. Proiecte de cercetare precum PROMOTION și MEDOW2, finanțate de Uniunea Europeană, studiază funcționarea acestor rețele și a întreruptoarelor corespunzătoare.

Legile uzuale ale curentului continuu

Introducere

Un curent care curge printr-un conductor electric se manifestă la exterior prin multe fenomene:

mecanic ( motor );
chimice (baterie, electroliză );
magnetic (devierea unui ac magnetic, acțiunea unui electromagnet , etc. );
termică ( încălzirea conductorului );
fiziologice ( electrificare , electrocutare ).

Materia, alcătuită din atomi , ei înșiși alcătuiți dintr-un nucleu și electroni, formează o structură de sarcini electrice care se echilibrează între ele atâta timp cât un electron nu are ocazia să se elibereze pentru a circula liber în structura materiei.

Conceptul de încărcare electrică

O sarcină electrică este un set de particule a căror sumă algebrică de sarcini nu este zero. Fie -e sarcina electronului și + e sarcina protonului .

Din motive istorice, fizica electronului fiind cunoscută cu mult timp după ce principalele proprietăți ale electricității au fost demonstrate, sa decis că electronii curg în direcția opusă direcției alese prin convenție, că sarcina principalul purtător de sarcină utilă, electronul, ar fi considerat negativ.

Prin urmare, trebuie să ne amintim că sarcina electrică a electronului este:

q = -e

și că sarcina electrică a unui electron coulomb este -1.6 × 10 -19 C . Pentru a pune electronii în mișcare, este necesar să se furnizeze o anumită energie proporțională cu numărul de electroni care trebuie mutați și care poate fi scrisă între două puncte A și B ale unui conductor:

{\ displaystyle W = UQ}

Factorul de proporționalitate U fiind numit diferența de potențial între A și B și nu este altul decât tensiunea măsurată între A și B.

Referințe

"Curent alternativ și curent continuu" , pe site-ul greenfacts.org, consultat la 14 ianuarie 2014.
Édouard Lefranc, Jean Poinsard, Georges Auclerc, Electricitate - Curent continuu: Electrokinetică - Magnetism - Electromagnetism - Mașini cu curent continuu , Les Éditions Foucher , Paris, 1961, p. 18-22 .
IEC 60050-131 [PDF]
Marcel Mounic, Electronică - Rectificare, prima parte - Metode de calcul - Rectificare monofazată și polifazată cu comutare naturală (diode) , Paris, ed. Fouchet, 1969, cap. I , „Rata de modificare - Valori medii”, p. 3-9, 10-15 .
J.C. Duez, Electronică aplicată 1 - 1 re F 2 , Paris, Librairie Hachette , col. „Classics Hachette”, 1972, cap. 4 , „Bazele recuperării”, p. 30-41 ; cap. 6 , „Studiu de filtrare de bază”, p. 46-61 .
IEC 60050-151-15-02 , electropedia.org .
Spre deosebire de AC notat AC (curent alternativ) (în limba engleză AC pentru curent alternativ ) IEC 60050-151-15-01 , electropedia.org ).
Charles Harel, Mașini electrice și teste de mașini , Paris, Societatea franceză de electricieni - Școala superioară de electricitate ,1960, 298 p. , p. 37-54.
Electropedia: Vocabularul electrotehnic online al lumii , electropedia.org .
IEC 60050-103 - Comisia Electrotehnică Internațională - Vocabular Electrotehnic Internațional - Partea 103 - Matematică - Funcții , pe iec.ch , accesat la 19 martie 2017 [PDF] .
IEC 60050-103-06-12 , electropedia.org .
IEC 60050-103-06-13 , electropedia.org .
IEC 60050-411-50-26 , electropedia.org .
„ De ce a fost electrocutat voluntar elefantul Topsy?” » , Despre lucrurile de știut ,29 mai 2017(accesat pe 13 iunie 2019 )
Manuel Moragues, „ Răzbunarea curentului continuu ”, Noua fabrică ,15 iunie 2017, p. 11-12

Vezi și tu

Articole similare