Kontinuerlig strøm

Den jævnstrøm eller CC ( DC til jævnstrøm på engelsk) er en elektrisk strøm , hvis intensitet er uafhængig af tid (konstant). Dette er f.eks. Den strømtype, der leveres af batterierne eller akkumulatorerne .

I forlængelse kalder vi jævnstrøm en periodisk strøm, hvis intensitet altid er ret tæt på dens middelværdi, eller hvis DC-komponent (dens middelværdi) er af største betydning, eller en elektrisk strøm, der cirkulerer kontinuerligt (eller meget hovedsageligt) i samme retning (også kaldet ensrettet ).

Brugte symboler

For at kvalificere disse tidsuafhængige elektriske størrelser , såsom spænding eller strøm og enheder, der fungerer med jævn- og jævnstrøm, eller de størrelser, der er knyttet til disse enheder, bruges de to bogstaver CC (jævnstrøm) eller på engelsk DC jævnstrøm .

Produktion

Direkte strømme produceres af generatorer eller enheder, der leverer direkte spændinger . De vigtigste kilder til jævnstrøm er:

nogle generatorer såsom batterier , akkumulatorbatterier , brændselsceller og solpaneler ;
De DC maskiner opererer i generatoren (eller generatorer );
den vekselspænding fra lysnettet omdannes til jævnspænding efter passage gennem et ensretter og formet ved filtrering, eventuelt stabiliseres ved anvendelse af en strømforsyning , for eksempel skift .

Klassifikation

Udtrykket jævnstrøm dækker flere betydninger:

konstant strøm : strømmen er fuldstændig konstant i retning og i amplitude over tid. Strømme af denne type kaldes undertiden perfekt kontinuerlige strømme ;
glat krusningsstrøm: det er en strøm, der nærmer sig konstant strøm, men som opretholder en vis rippelrate;
ensrettet variabel strøm : det er en strøm, der ikke ændrer retning, men hvis amplitude varierer over tid. Dette er tilfældet med en vekselstrøm , rettet, men ikke filtreret .

Satser og faktorer, der definerer kvaliteten af en udjævnet strøm

De er mange af historiske årsager. De første blev defineret på det tidspunkt, hvor der ikke var nogen enkel måde at visualisere strømme på og bruge mængder, der kan måles med analoge ammetre. Brugen af oscilloskoper har ført til andre parametre. Definitionerne nedenfor er dem, der er standardiseret i standard IEC 60050, der definerer det internationale elektrotekniske ordforråd .

Generelt, jo lavere disse priser og faktorer er, desto mere effektiv udjævning. De er nul for en perfekt konstant strøm.

Vi spørger:

$<i> \, =$ middelværdi af $jeg \,$
${\ displaystyle I \, =}$ effektiv værdi af $jeg \,$
${\ displaystyle I_ {a} \, =}$ rms-værdi af vekselstrømskomponenten i $jeg \,$
$\ Delta (i) = i _ {{max}} - i _ {{min}} \,$ : peak til trough-værdi af intensiteten.

Krusningshastigheden

Værdien af peak-ripple-forholdet er lig med forholdet mellem rms-værdien for den alternerende komponent af en bølgelængdemængde og rms-værdien for selve størrelsen og beregnes med følgende forhold:

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

Den effektive krusningshastighed

Det er forholdet mellem spids til dalen værdien af alternerende komponent af en korrugeret størrelsesorden med den absolutte værdi af DC komponenten Den beregnes med følgende relation: , ${\ displaystyle {\ frac {I_ {a}} {<i>}}}$

Ripplehastighed fra top til top

Værdien af peak-to-peak (eller peak-to-valley) krusningshastighed beregnes ved hjælp af følgende forhold:

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

Den aktuelle krusningsfaktor

Den aktuelle krusningsfaktor er lig med forholdet mellem forskellen mellem den maksimale værdi og minimumsværdien af en strøm, der oscillerer med det dobbelte af gennemsnitsværdien . Det beregnes med følgende relation: ${\ displaystyle i_ {max} \,}$ ${\ displaystyle i_ {min} \,}$ $<i> \, =$

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

Målt

Jævnstrøm kan måles med shunt -enheder , Hall-effekt- strømføler , Néel-effektstrømsensor eller fiberoptisk sensor .

brug

Fremme af Thomas Edison var jævnstrøm den første brug af elektricitet inden ankomsten af vekselstrøm forsvaret af Nikola Tesla. Ved slutningen af det XIX th århundrede, blev det brugt på mange områder: belysning, opvarmning, transport, energi konvertering, industri, etc. På trods af Edisons kampagne mod vekselstrøm, til det punkt, hvor en elefant skulle elektrokutere for at bevise dens farlighed, kunne jævnstrøm ikke modvirke den største fordel ved vekselstrøm på dette tidspunkt, hvilket er lettere at transportere over lange afstande. På grund af spændingstransformatoren, der tillader spændingen skal hæves og sænkes uden store tab.

Selv om anvendelsen af vekselstrøm har reduceret de fleste af sine anvendelser, har det været brugt i et par nicher, såsom jernbaner , mest lav spænding elektronisk udstyr , men også meget højspændingsledninger .

I dag Jævnstrøm er igen en hurtigt udviklende teknologi takket være fremskridt inden for kraftelektronik i 1990'erne og især stigningen i IGBT-transistorer. De tillader let konvertering fra (og til) vekselstrøm til at bygge højspændings HVDC jævnstrømsledninger med ledningstab op til 15% lavere end sammenlignelige vekselstrømsledninger. Det bruges især over lange afstande, eller når egenskaberne ved de elektriske netværk mellem to lande er forskellige. Disse anvendelser er også af interesse for den høje effekt sektor i industrien, med galvanisering , elektrolyse , etc.

I 2017 underskrev Siemens en kontrakt i Kina om opførelse af en 3.284 km linje med en kapacitet på 12 GW ved en spænding på 1,1 millioner volt. Ud over sammenlignelige projekter i Kina, Brasilien og Indien, der forsyner stærkt befolkede områder fra store dæmninger placeret i stor afstand, skubber boom i offshore vindkraft og behovet for sammenkobling af netværk kontinuerligt mod nye løsninger indtil oprettelsen af et kontinuerligt "supernet" mellem vindmølleparker og nabolande. Forskningsprojekter som PROMOTION og MEDOW2, finansieret af EU, studerer driften af sådanne netværk og de relevante afbrydere.

Almindelige jævnstrømslove

Introduktion

En strøm, der strømmer gennem en elektrisk leder, manifesterer sig udvendigt ved mange fænomener:

mekanisk ( motor );
kemikalie (batteri, elektrolyse );
magnetisk (afbøjning af en magnetisk nål, indvirkning af en elektromagnet , etc. );
termisk ( opvarmning af lederen );
fysiologisk ( elektrificering , elektrocution ).

Sagen, der består af atomer , selv består af en kerne og elektroner, danner en struktur af elektriske ladninger, som afbalancerer hinanden, så længe en elektron ikke har mulighed for at frigøre sig til at cirkulere frit i stofens struktur.

Elektrisk opladningskoncept

En elektrisk ladning er et sæt partikler, hvis algebraiske sum af ladninger ikke er nul. Lad -e være elektronens ladning og + e ladningen af protonen .

Af historiske årsager, da elektronens fysik var kendt længe efter at de vigtigste egenskaber ved elektricitet var blevet demonstreret, blev det besluttet, at elektronerne flyder i den modsatte retning af den retning, der var valgt ved konvention, at ladningen af hovedstrømmen nyttelastbærer, elektronen, ville blive betragtet som negativ.

Vi skal derfor huske, at elektronens elektriske ladning er:

q = -e

og at den elektriske ladning af en elektron coulomb er -1,6 × 10 -19 C . For at sætte elektronerne i bevægelse er det nødvendigt at give en vis energi, der er proportional med antallet af elektroner, der skal bevæges, og som kan skrives mellem to punkter A og B på en leder:

{\ displaystyle W = UQ}

Proportionalitetsfaktoren U kaldes potentialforskellen mellem A og B og er ingen ringere end spændingen målt mellem A og B.

Referencer

"Vekselstrøm og jævnstrøm" på webstedet greenfacts.org, konsulteret 14. januar 2014.
Édouard Lefranc, Jean Poinsard, Georges Auclerc, Elektricitet - Jævnstrøm: Elektrokinetik - Magnetisme - Elektromagnetisme - Maskiner til jævnstrøm , Les Éditions Foucher , Paris, 1961, s. 18-22 .
IEC 60050-131 [PDF]
Marcel Mounic, Elektronik - Rektifikation, første del - Beregningsmetoder - Enfaset og polyfaseretning med naturlig omskiftning (dioder) , Paris, red. Fouchet, 1969, kap. I , "Ændringshastighed - Gennemsnitlige værdier", s. 3-9, 10-15 .
J.C. Duez, Applied Electronics 1 - 1 re F 2 , Paris, Librairie Hachette , koll. ”Classics Hachette”, 1972, kap. 4 , “Basics of recovery,” s. 30-41 ; kap. 6 , “Grundlæggende filtreringsundersøgelse”, s. 46-61 .
IEC 60050-151-15-02 , electropedia.org .
I modsætning til AC bemærkes AC (vekselstrøm) (på engelsk AC for vekselstrøm ) IEC 60050-151-15-01 , electropedia.org ).
Charles Harel, test af elektriske maskiner og maskiner , Paris, French Society of Electricians - Higher School of Electricity ,1960, 298 s. , s. 37-54.
Electropedia: Verdens online elektrotekniske ordforråd , electropedia.org .
IEC 60050-103 - Den Internationale Elektrotekniske Kommission - International Elektroteknisk Ordforråd - Del 103 - Matematik - Funktioner , på iec.ch , adgang til 19. marts 2017 [PDF] .
IEC 60050-103-06-12 , electropedia.org .
IEC 60050-103-06-13 , electropedia.org .
IEC 60050-411-50-26 , electropedia.org .
" Hvorfor blev elefanten Topsy frivilligt elektrodernet?" » Om ting at vide ,29. maj 2017(adgang til 13. juni 2019 )
Manuel Moragues, " Hævnen for jævnstrømmen ", Den nye fabrik ,15. juni 2017, s. 11-12

Se også

Relaterede artikler