Интервью с Пипой, или рождение нового журналиста Жетона.

[Pipa]

Переменный ток - это когда напряжение то в одну сторону, то в другую? Или такого напряжения не бывает, а бывает только ток, то туда, то сюда?

   Ага, так оно и есть. Напряжение на фазовом проводе изменяет свой потенциал по закону "синусоиды" с частотой 50 раз в секунду. Ток же зависит от характеристики нагрузки. Если нагрузка пропускает ток, то ток обычно следует за напряжением, повторяя ее колебания, хотя некоторое запаздывание или опережение между напряжением и током может наблюдаться, если у нагрузки есть реактивная составляющая (индуктивная или емкостная).

Что такое напряжение и бывает ли у него направление?

  Из-за того, что вектор напряжения принято понимать направленным от плюса к минусу, то переменный ток выглядит так, как-будто вектор напряжения вращается, а мы смотрим на него сбоку, наблюдая одну из его проекций. Т.е. переменный ток не просто периодически меняет направление, но и все время изменяет свою величину, колеблясь как маятник.

Если взять Две сети с переменным током и напряжения встретятся в противофазе, то что?

  Не встретятся , в нашей стране Единая сеть. Это означает, что все электростанции синхронизируют между собой частоту, а далее передают электроэнергию потребителям по разветвленной сети линий электропередач. Рассчитано на то, чтобы нагрузка распределялась между всеми/большинством электростанцией.

Если взять аккумулятор и замкнуть плюс на минус - получится коза.
А если взять два аккумулятора и замкнуть плюс одного на минус другого, то что будет?

   Тоже коза , если оба полюса друг к другу в перевернутой полярности. А если только одним проводом, то ничего не случится.

P.S. А зачем тебе это нужно?

[Корнак]

P.S. А зачем тебе это нужно?

Ну, уж, конечно, не для козы в твоих рогах.
Для того, чтобы ты всех забодала
Не, мне правда интересно и я совершенно не был уверен в своих предположениях даже про аккумулятор. Ведь там непонятно, куда току течь. Цепь-то разомкнута?
А теперь точно знаю, что для козы нужен перекрест, а не просто соединение плюс и минус разных аккумуляторов

[Pipa]

Не, мне правда интересно и я совершенно не был уверен в своих предположениях даже про аккумулятор. Ведь там непонятно, куда току течь. Цепь-то разомкнута?

   Как это разомкнута? Должна быть замкнута!
   Если, (+) одного акк присоединить к (-) другого акк то ничего не случится, т.к. это цепь считается  разомнутой.
   А чтобы получить замкнутую цепь, надо одновременно:
(+) первого акк присоединить к (-) второго акк,
(-) первого акк присоединить к (+) второго акк.

На практике соединения (+) одного с (-) другого встречаются очень часто - это типичная схема сложения напряжения, когда напряжения одной батарейки (в ней обычно 1.2 вольта) недостаточно. Тогда-то их соединяют гирляндой (носом в попку ), но крайние концы этой гирлянды не коротят между собой, а оптравляют на питание схемы.

У меня фотик есть, так там целых 4 штуки батареек/аккумуляторов последовательно соединены. Выходит (1.2х4=4.8 в) почти 5 вольт. Для электроники хватило бы и меньшего, но для выдвижения объектива не хватило бы.

[Корнак]

P.S. А зачем тебе это нужно?

Корнак задался вопросом работы аккумулятора, а Женщина ему в ответ - а зачем это тебе?
Куда катится мир...

[Pipa]

Корнак задался вопросом работы аккумулятора, а Женщина ему в ответ - а зачем это тебе?
Куда катится мир...

   Так я не просто женщина, а существо, чье сознание преодолело определенный уровень (вероятно, его ДХ называл ясностью). А это довольно сильное качественное изменение. После чего дела уже не меняет, даже бы если я прежде была гермафродитом .

[Корнак]

даже бы если я прежде была гермафродитом

Привет сынуле, "гермафродитка".
Не надейся, что забуду про "зачем это тебе". Слоны злопамятны.

Пипа, я никак не разберусь с этим напряжением и его разнонаправленностью.
Если в сети эту разнонаправленность мы можем отследить, то почему ее не существует в батарее?
Вопрос не так прост, как показалось мне вначале.
Что есть напряжение?
Если оно направлено в одну сторону, то с и электроны "бегут" соответственно. Ну и наоборот.
Это все равно что я вдыхаю и выдыхаю, гоняя молекулы воздуха.
Правомерно ли будет сравнивать напряжение, вызываемое мышцами при дыхании с напряжением эл. тока?
Я не очень удачно подошел к своему вопросу. Заключается он в следующем. Почему на аккумуляторах есть только однонаправленное напряжение? Могут ли существовать аккумуляторы, устроены по другому принципу? Ведь существует два вида зарядов и оба вызывают напряжение, но в разные стороны.
Если взять носителем тока не электроны, а чонить положительное в электролитическом растворе, то что получится? Напряжение уже будет направлено не от плюса к минусу, а наоборот? Ведь что-то подобное происходит внутри самой  батарейки, а не между ее полюсами?

Есть ли аккумуляторы, работающие "наоборот"? То есть их заряд уходит в землю, если замкнуть не плюс, а минус?

Вопросы дурацкие (а ля Ртуть), но какие уж есть.

[Pipa]

Пипа, я никак не разберусь с этим напряжением и его разнонаправленностью.
Если в сети эту разнонаправленность мы можем отследить, то почему ее не существует в батарее?

   Потому что в батарее разнонаправленности нет - там и направление всегда одно и то же, как и величина напряжения (последнее если и изменяется, то очень медленно садится, по мере разряда батареи).
   Причина такого различия в том, что у этих двух вариантов (сетевого и батарейного) напряжения совершенно различные способы генерации. Сетевое напряжение генерит ВРАЩАЮЩАЯСЯ турбина, а потому и вектор производимого ею напряжения тоже вращается. А батареи и аккумуляторы - химические источники тока, внутри них ничего не вращается, а направление вектора напряжения полностью определено разностью электродных потенциалов между химическими материалами, из которых изготовлены электроды.
   В принципе технически возможно изготовить генератор постоянного тока/напряжения даже на базе вращающейся турбины, но на заре электрофикации преобразование постоянного напряжения с одного вольтажа на другой представляло слишком сложную проблему, тогда как переменный ток/напряжение легко масштабируется с помощью трансформатора. Причем с помощью одного и того же трансформатора (только с несколькими вторичными обмотками) можно было делать из сетевого напряжения и низкое напряжение для накала радиоламп (6.3 вольта), и высокое (250-350 вольт) для питания анодных цепей тех же ламп. А транзисторов с те времена не было.
   С помощью трансформаторов легко решается и задача передачи электрического тока через большие расстояния - его передают в виде очень высокого напряжения, чтобы уменьшить проходной ток (от последнего зависят потери в проводах). Соответственно этому, при подводе на линию ЛЭП одним трансформаторов напряжение повышают, а на стороне потребителей ставят понижающие трансформаторы до 220 вольт на выходе.  

  Я не очень удачно подошел к своему вопросу. Заключается он в следующем. Почему на аккумуляторах есть только однонаправленное
напряжение? Могут ли существовать аккумуляторы, устроены по другому принципу? Ведь существует два вида зарядов и оба вызывают напряжение, но в разные стороны.
Если взять носителем тока не электроны, а чонить положительное в электролитическом растворе, то что получится? Напряжение уже будет направлено не от плюса к минусу, а наоборот? Ведь что-то подобное происходит внутри самой  батарейки, а не между ее полюсами?
Есть ли аккумуляторы, работающие "наоборот"? То есть их заряд уходит в землю, если замкнуть не плюс, а минус?

   Зарядов-то два вида, но по металлическим проводникам могут двигаться только электроны. Причина в том, что в нашем мире, а отличие от антимира, носитель отрицательного заряда легкий (электрон), а носители положительного заряда тяжелые (ионы). Самый легкий из ионов - протон (ион водорода), но и тот раз в 2000 тяжелее электрона. Понятно, что гора к Магомету не пойдет.
   Батареи и аккумуляторы на самом деле электронов не рождают - сколько их было, только их и остается в конце разряда. А электрический ток порождается миграцией электронов с одного материала на другой. Вот они, как муравьи и ползут в какую-то одну сторону, где жизнь им кажется слаще. А люди лишь маркируют точку исхода знаком (-), а точку входа (+). Т.е. если бы они в другую сторону шли, то (+) и (-) на корпусе просто поменяли бы местами. И тут как тот аккумулятор не сделай, а результат один - исход электронов с одного электрода на другой. И направление всегда одно и то же, зависимо от того, из каких материалов те электроды сделаны.
   А переменный ток производят "электрические машины" - электродвигатели-наоборот, которым вал крутит турбина. Там электроны не добровольно идут, в под действием магнитного поля ротора. И здесь этот ротор гоняет электроны туда-сюда, в обе стороны. Причина этого явления в том, что электроны гонит не само магнитное поле, а его изменение! Поэтому, изменив магнитное поле от северного полюса к южному, мы получаем максимальный сдвиг потока электронов. А дальше что делать? А дальше приходится возвращаться в обратную строну, уже от южного полюса к северному. Значит, погнало электроны назад. Вот так магнитный ротор и вращаться: пол оборота в одну сторону гонит, а следующие пол оборота в противоположную. Получается переменный ток с частотой вращения ротора. По стандарту 50 оборотов за секунду должен делать.

[solono]

Если взять Две сети с переменным током и напряжения встретятся в противофазе, то что?

Получится "разводка сети по старой североамериканской противофазной системе"! Имеет место быть во многих населенных пунктах США, Канады, кое-где в Южной Корее и еще ряде мелких стран.
Используется это в быту. Смысл в том, что  у них доме есть розетки с тремя штекерами, два из которых фазы и один ноль. (А не как у нас: одна фаза, ноль, и иногда заземление) Фазы эти по сути и представляют  "Две сети с переменным током в противофазе". Напряжение в каждой из этих однофазных сетей 120 вольт. То есть такое напряжение получится, если подключить бытовой прибор к одной из фаз и нулевому проводу. Более мощные бытовые приборы подключают к двум фазам сразу напряжение между которыми равно 120 + 120 =240 вольт.
Соответственно, если взять наш российский однофазный переменный ток напряжением 220 вольт, сдвинуть его в противофазу и заставить встретиться, то получиться кз напряжением 220 + 220 = 440 вольт..) Но напряжение в 440 вольт на практике нигде не применяется. А вот если  сдвинуть  не в противофазу (180 градусов), а на только 120 градусов, то получим две фазы, между которыми напряжение  380 вольт - такое же, как в обычной промышленной трехфазной сети.

[Корнак]

Спасибо, Солоно, этот трехфазный ток всегда ставил меня в тупик. Сейчас не полностью, но хоть что-то прояснилось

[Pipa]

этот трехфазный ток всегда ставил меня в тупик. Сейчас не полностью, но хоть что-то прояснилось

В Википедии, в статье "Трёхфазная система электроснабжения" есть прикольная картинка:

[Корнак]

Пипа, а сумеешь обозначить на понятном даже мне языке причины преимущества трехфазного тока?
Не понятно именно оно.

Преимущества в передаче, или в эффективности работы конечного потребителя?

Меньше расход энергии при передаче? Больше кпд двигателя?

[Корнак]

Пипа, может есть какие-то примеры из механики, демонстрирующие разницу работы двух и трехфазного тока?
Скажем двухфазный - ты толкаешь качели то в одну, то в другую сторону. А трехфазный?

[Pipa]

Пипа, а сумеешь обозначить на понятном даже мне языке причины преимущества трехфазного тока?

    Я знаю только одно преимущество трехфазного тока - трехфазные двигатели дают хорошую тягу при любом стартовом угле.
    Что мы имеем? У трехфазного тока три провода, напряжения между которыми сдвинуты по фазе на 120° (1/3 окружности). Вот и двигатель под него делают тоже с тремя обмотками, намотанными на статоре тоже через те же самые 120°. На каждую обмотку подают свою фазу, после чего ротор начинает вращаться, подталкиваемый с трех сторон по кругу. При этом суммарный крутящий момент в любой момент времени постоянный, несмотря на то, что на каждой из линий он колеблется и даже проходит через ноль.



    Обрати внимание, как силы всех трех обмоток (стрелки темно синего цвета) геометрически складываясь, дают совершенно ровную окружность! А чтобы изменить направление вращения такого двигателя, какие-то две фазы надо поменять местами (при присоединении к этому двигателю). Такой двигатель называется синхронным и вращается он тоже со скоростью 50 оборотов в секунду (3000 об/мин). А потом ставят механический редуктор.
    Образно говоря, три человека - это минимальное число людей, которые могут перебрасывать мяч по кругу. Если только двое, то по кругу не получится, а получится только туда-сюда (т.е. направление задать не удастся)
    Тем самым трехфазный ток идеален для целей превращения его в механическое вращение с очень высоким КПД. А вот на чистом (однофазном) переменном токе создать двигатель запаришься.
 

[solono]

Преимущества в передаче, или в эффективности работы конечного потребителя.

Одно (может быть главное) преимущество - конструктивная легкость получения кругового вращающегося магнитного поля. Что дает возможность делать более простые и значительно более надежные электродвигатели, чем те которые работают на однофазном переменном или на постоянном токе. Особенно критично это для больших промышленных электродвигателей.
Если вы разберете пылесос или бытовую дрель вы обнаружите там электрические контакты ("щетки")трущиеся о вращающийся ротор - для однофазного двигателя это необходимый  элемент конструкции. Эти щетки быстро стираются, у них маленький ресурс и кроме они постоянно искрят и поэтому "шумят" во всем радиодиапазоне, как микрогроза. В трехфазных двигателях трущиеся контакты не требуются, поэтому они не искрят и в них не чему стираться кроме подшипников.
 

Скажем двухфазный - ты толкаешь качели то в одну, то в другую сторону. А трехфазный?

Карусель. Толкаешь с трех сторон  - легко и естественно получаешь вращение.

[Корнак]

solono, ты так скоро оставишь Пипу на вторых ролях