يتطلب التيار المتردد. الفرق بين جهد التيار المستمر والتيار المتردد

التيار المتردد هو تيار يتكرر تغير مقداره واتجاهه بشكل دوري على فترات زمنية متساوية T.

في مجال الإنتاج والنقل والتوزيع طاقة كهربائية التيار المتناوبله ميزتان رئيسيتان مقارنة بالثابت:

1) القدرة (بمساعدة المحولات) على زيادة وخفض الجهد بشكل بسيط واقتصادي، وهذا أمر بالغ الأهمية لنقل الطاقة إلى مسافات طويلة.

2) بساطة أكبر للأجهزة ذات المحركات الكهربائية، وبالتالي انخفاض تكلفتها.

يتم استدعاء قيمة كمية متغيرة (التيار، الجهد، القوى الدافعة الكهربية) في أي وقت قيمة لحظية ويتم تعيينه أحرف صغيرة(التيار i، الجهد u، emf – e).

تسمى أكبر القيم اللحظية للتيارات أو الفولتية أو القوى الدافعة الكهربية المتغيرة بشكل دوري أقصى أو السعة القيم ويتم تحديدها بأحرف كبيرة مع الفهرس "m" (I m، U m).

أقصر مدة زمنية بعدها القيم اللحظيةيتم تكرار الحجم المتغير (التيار، الجهد، EMF) بنفس التسلسل، يسمى فترة T، ومجمل التغيرات التي تحدث خلال الفترة هو دورة.

يُطلق على مقلوب الفترة التردد ويشار إليه بالحرف f.

أولئك. التردد - عدد الفترات لكل ثانية واحدة.

وحدة التردد 1/ثانية - تسمى هيرتز (هرتز). وحدات التردد الأكبر هي كيلو هرتز (كيلو هرتز) وميجا هرتز (MHz).

الحصول على التيار الجيبي المتناوب.

في التكنولوجيا، يتم الحصول على التيارات والفولتية المتناوبة وفقًا لأبسط قانون دوري - الجيبي. لأن الجيوب الأنفية هي الوظيفة الدورية الوحيدة التي لها مشتق مشابه لنفسها، ونتيجة لذلك يكون شكل منحنيات الجهد والتيار في جميع وصلات الدائرة الكهربائية هو نفسه، مما يبسط الحسابات إلى حد كبير.

للحصول على تيارات التردد الصناعية، استخدم مولدات الذي يعتمد تشغيله على قانون الحث الكهرومغناطيسي، والذي بموجبه عندما تتحرك دائرة مغلقة في مجال مغناطيسي، ينشأ تيار فيها.

رسم تخطيطي لمولد كهربائي بسيط

يتم تصنيع مولدات التيار المتردد عالية الطاقة، المصممة للجهد من 3 إلى 15 كيلو فولت، بلف ثابت على الجزء الثابت للماكينة ودوار مغناطيسي دوار. مع هذا التصميم، يكون من الأسهل عزل أسلاك الملف الثابت بشكل موثوق، ومن الأسهل تحويل التيار إلى الدائرة الخارجية.

إن دورة واحدة للدوار لمولد ثنائي القطب تتوافق مع فترة واحدة من المجال الكهرومغناطيسي المتناوب المستحث على لفه.

إذا كان الجزء المتحرك يقوم بـ n دورة في الدقيقة، فإن تردد القوة الدافعة الكهربية المستحثة

.

لأن في هذه الحالة السرعة الزاوية للمولد
فبينه وبين التردد الناتج عن المجال الكهرومغناطيسي توجد علاقة
.

مرحلة. مرحلة التحول.

لنفترض أن المولد لديه دورتين متماثلتين عند عضو الإنتاج، منزاحتين في الفضاء. عندما يدور عضو الإنتاج، تتولد موجات كهرومغناطيسية لها نفس التردد ونفس السعات في المنعطفات، لأن تدور الملفات بنفس السرعة وفي نفس المجال المغناطيسي. ولكن بسبب تحول المنعطفات في الفضاء، فإن المجال الكهرومغناطيسي لا يصل إلى إشارات السعة في وقت واحد.

إذا بدأ العد الزمني في الوقت الحالي (t=0)، فإن المنعطف 1 يقع بزاوية بالنسبة إلى المستوى المحايد
، والدوران 2 في زاوية
. ثم تسبب EMF في المنعطف الأول:

وفي الثانية:

في وقت العد التنازلي:

الزوايا الكهربائية و تسمى القيم المحددة للقوة الدافعة الكهربية في اللحظة الأولى من الزمن المراحل الأولية.

يسمى الفرق في المراحل الأولية لكميتين جيبيتين لهما نفس التردد زاوية المرحلة .

القيمة التي قيم صفر(وبعد ذلك يأخذ قيمًا موجبة)، أو يتم تحقيق قيم السعة الموجبة في وقت أبكر من الآخر، فيُعتبر متقدمة في المرحلة، والذي يتم تحقيق نفس القيم له لاحقًا - متخلفة في المرحلة.

إذا وصلت كميتان جيبيتان في نفس الوقت إلى اتساعهما وقيمتهما الصفرية، يقال أن الكميتين كذلك في مرحلة . إذا كانت زاوية تحول الطور للكميات الجيبية هي 180 0
، ثم يقال لهم أن يتغيروا الطور المضاد.

التيار الكهربائي في حد ذاته ليس أكثر من حركة منتظمة لجميع الجسيمات المشحونة في الغازات والإلكتروليتات والأجسام المعدنية. وتشمل هذه العناصر التي تحمل شحنة معينة الأيونات والإلكترونات. اليوم سنحاول توضيح ما التيار المتردد يختلف عن التيار المباشرلأنه في الممارسة العملية غالبًا ما يواجه المرء كلا النوعين.

خصائص العاصمة

التيار المباشر أو DC باللغة الإنجليزية يعني مجموعة مماثلة، والتي لها خاصية متأصلة تتمثل في عدم تغيير معلماتها خلال أي فترة زمنية. خط أفقي صغير أو خطين متوازيين بتصميم خطي لأحدهما - صورة بيانيةالتيار المباشر.

نطاق التطبيق – معظم و الأجهزة الإلكترونية، مشتمل معدات الحاسوبوأجهزة التلفاز والأدوات الذكية، واستخدامها في الشبكات المنزلية والسيارات. لتحويل التيار المتردد إلى تيار مباشر في منطقة المخرج، يتم استخدام محولات الجهد مع مقومات أو مصادر طاقة متخصصة.

من الأمثلة الشائعة لاستهلاك التيار المستمر تقريبًا جميع الأدوات الكهربائية التي تعمل بالبطاريات. يظل جهاز البطارية مصدرًا للطاقة في أي حال. نوع دائم. يتم التحويل إلى متغير، إذا لزم الأمر، بمساعدة العاكسون - عناصر خاصة.

ما هو مبدأ تشغيل التيار المتردد

يشير الاختصار الإنجليزي AC (التيار المتردد) إلى تيار يغير اتجاهه وحجمه بمرور الوقت. الجزء الجيبي "~" هو وضع العلامات التقليدية على الأجهزة. يتم أيضًا استخدام التطبيق بعد هذا الرمز وخصائص أخرى.

يوجد أدناه شكل يوضح الخصائص الرئيسية لهذا النوع من التيار - التردد الاسمي وجهد التشغيل.

تجدر الإشارة إلى ميزات التغيير في الرسم البياني الأيسر، الذي تم إجراؤه لتيار أحادي الطور، في حجم واتجاه الجهد مع الانتقال إلى الصفر خلال فترة زمنية معينة T. لثلث الفترة، يتم إزاحة ثلاثة جيوب جيبية لتيار ثلاثي الطور على رسم بياني آخر.

تشير العلامتان "أ" و"ب" إلى المراحل. أي منا لديه فكرة عن وجود 220 فولت في منفذ عادي. ولكن بالنسبة للكثيرين سيكون هذا اكتشافًا بحد أقصى أو ما يسمى بطريقة أخرى قيمة السعةأكثر من قوة الفعل يساوي الجذرمن الاثنين وهو 311 فولت.

ومن الواضح، في حالة التيار نوع دائمتظل معلمات الاتجاه والجهد دون تغيير، ولكن بالنسبة للمتغير، يلاحظ تحول في هذه الكميات. في الشكل، الاتجاه المعاكس هو مساحة الرسم البياني تحت الصفر.

دعنا ننتقل إلى التردد. ويعني هذا المفهوم نسبة الفترات (الدورات الكاملة) إلى الوحدة التقليديةفترة زمنية. يتم قياس هذا المؤشر بالهرتز. التردد الأوروبي القياسي هو 50، والمعيار المطبق في الولايات المتحدة هو 60 جيجا.

توضح هذه القيمة عدد التغيرات في اتجاه التيار في ثانية واحدة إلى الاتجاه المعاكس والعودة إلى الحالة الأصلية.

التيار المتردد موجود في التيار المباشر وفي المنافذ. ما سبب اختفائه هنا؟ العاصمة.؟ يتم ذلك حتى تتمكن من الاستلام الجهد المطلوببأي كمية بطريقة استخدام المحولات. تبقى هذه التقنية أفضل طريقةنقل الكهرباء على نطاق صناعي لمسافات طويلة بأقل الخسائر.

الجهد المقدر المقدمة مولدات قويةمحطات توليد الطاقة، ويبلغ الناتج حوالي 330،000-220،000 فولت. وفي محطة فرعية تقع في منطقة الاستهلاك، يتم تحويل هذه القيمة إلى 10000 فولت مع الانتقال إلى نسخة ثلاثية الطور تبلغ 380 فولت. وتستقبل شقتك جهدًا أحادي الطور. سيكون الجهد بين الصفر والطور 220 فولت، وفي الدرع بينهما مراحل مختلفةهذا الرقم هو 380 فولت.

تعتبر المحركات غير المتزامنة التي تعمل بالتيار المتردد أكثر موثوقية ولها تصميم أبسط من نظيراتها ذات التيار المباشر.

تحويل التيار المتردد إلى العاصمة

للحصول على البديل من هذا التحول أفضل طريقة- استخدام المقومات:

• يعد توصيل جسر الصمام الثنائي هو الخطوة الأولى في هذا الإجراء. تصميم 4 الثنائيات مع القوة المطلوبةيساهم في عملية قطع الحدود العليا للجيوب الأنفية المألوفة لدينا بالفعل نوع متغير. وبهذه الطريقة يتم تحقيق تيار أحادي الاتجاه.

تظهر التغييرات الناتجة عن انخفاض التموج باللون الأزرق.

• يتم تثبيتها لتقليل مستوى تشغيل النبض إذا لزم الأمر.

محول تيار مستمر إلى تيار متردد

في في هذه الحالةتبدو العملية معقدة للغاية. العاكس – استقبال قياسيفي الظروف المحلية، هو مولد جهد من النوع الدوري، يتم الحصول عليه من جهد ثابت قريب من الجيوب الأنفية.

يرجع ارتفاع الأسعار لمثل هذا الجهاز إلى تعقيد التصميم. يتم تحديد التكلفة إلى حد كبير الطاقة القصوىالحالي عند الإخراج.

تستخدم في حالات نادرة إلى حد ما. على سبيل المثال، إذا كان من الضروري توصيل نوع ما من الأدوات أو الأجهزة بالشبكة الكهربائية للسيارة.

على الرغم من حقيقة أن الكهرباء دخلت حياتنا بقوة، فإن الغالبية العظمى من مستخدمي هذه الميزة الحضارية ليس لديهم حتى فهم سطحي لما هو التيار، ناهيك عن مدى اختلاف التيار المباشر عن التيار المتردد، وما هو الفرق بينهما ، وما هو الحالي بشكل عام. أول من تعرض للصعق الكهربائي هو أليساندرو فولتا، وبعد ذلك كرس حياته كلها لهذا الموضوع. دعونا ننتبه أيضًا إلى هذا الموضوع من أجل الحصول عليه فكرة عامةحول طبيعة الكهرباء.

من أين يأتي التيار ولماذا يختلف؟

سنحاول تجنب الفيزياء المعقدة وسنستخدم طريقة القياس والتبسيط للنظر في هذه المسألة. ولكن قبل ذلك، دعونا نتذكر نكتة قديمة عن الامتحان، عندما قام طالب شريف بسحب التذكرة "ما هو التيار الكهربائي".

آسف يا أستاذ، كنت أجهز بس نسيت، أجاب الطالب الصادق. - كيف استطعت! وبخه الأستاذ قائلاً: "أنت الشخص الوحيد على وجه الأرض الذي يعرف هذا!" (مع)

هذه بالطبع مزحة، ولكن في ذلك كمية كبيرةحقيقة. لذلك، لن نبحث عن أمجاد نوبل، ولكن ببساطة سنكتشف التيار المتردد والتيار المباشر، وما هو الفرق، وما الذي يعتبر مصادر تيار.

كأساس، سنأخذ الافتراض بأن التيار ليس حركة الجسيمات (على الرغم من أن حركة الجسيمات المشحونة تنقل الشحنة أيضًا، وبالتالي تولد تيارات)، ولكن حركة (نقل) الشحنة الزائدة في الموصل من نقطة شحنة عالية (إمكانات) إلى نقطة شحن أقل. التشبيه هو خزان؛ يميل الماء دائمًا إلى احتلال نفس المستوى (لتعادل الإمكانات). إذا قمت بفتح حفرة في السد، سيبدأ الماء بالتدفق إلى أسفل المنحدر، مما يخلق تيارًا مباشرًا. كلما كانت الحفرة أكبر، كلما تدفقت مياه أكثر، وازداد التيار، وكذلك القوة وكمية الشغل التي يمكن لهذا التيار القيام بها. إذا لم يتم التحكم في العملية، فسوف تدمر المياه السد وتخلق على الفور منطقة فيضان يكون السطح فيها على نفس المستوى. هذا دائرة مقصورةمع تكافؤ الإمكانات، مصحوبًا بدمار كبير.

وهكذا، يظهر تيار مباشر في المصدر (عادة بسبب التفاعلات الكيميائية)، حيث ينشأ فرق الجهد عند نقطتين. إن حركة الشحنة من قيمة "+" أعلى إلى قيمة "-" منخفضة تعادل الجهد أثناء استمرار التفاعل الكيميائي. ونحن نعلم نتيجة التعادل الكامل للإمكانات - "البطارية فارغة". وهذا يؤدي إلى فهم السبب يختلف جهد التيار المستمر والتيار المتردد بشكل كبير في خصائص الاستقرار. تستهلك البطارية شحنتها، وبالتالي ينخفض ​​جهد التيار المستمر بمرور الوقت. للحفاظ عليه على نفس المستوى، يتم استخدام محولات إضافية. في البداية، أمضت البشرية وقتا طويلا في تحديد الفرق بين التيار المباشر والتيار المتردد للاستخدام على نطاق واسع، ما يسمى. “حرب التيارات”. لقد انتهى الأمر بانتصار التيار المتردد، ليس فقط بسبب وجود خسائر أقل أثناء النقل عبر مسافة ما، ولكن أيضًا أصبح توليد التيار المباشر من التيار المتردد أسهل. من الواضح أن التيار المباشر الذي يتم الحصول عليه بهذه الطريقة (بدون مصدر مستهلك) له خصائص أكثر استقرارًا. في الواقع، في هذه الحالة المتغير و ضغط متواصلترتبط بشكل صارم، ومع مرور الوقت تعتمد فقط على توليد الطاقة وكمية الاستهلاك.

وبالتالي، فإن التيار المباشر بطبيعته هو حدوث شحنة غير متساوية في الحجم (تفاعل كيميائي)، والتي يمكن إعادة توزيعها باستخدام الأسلاك عن طريق توصيل نقطة ذات شحنة عالية ومنخفضة (المحتملة).

دعونا نتناول هذا التعريف كما هو مقبول بشكل عام. جميع التيارات المباشرة الأخرى (وليس البطاريات) مشتقة من مصدر التيار المتردد. على سبيل المثال، في هذه الصورة، الخط الأزرق المتموج هو تيارنا المباشر، نتيجة تحويل التيار المتردد.

انتبهوا للتعليقات على الصورة " عدد كبير منالدوائر ولوحات التجميع." إذا كان المحول مختلفا، فإن الصورة ستكون مختلفة. نفس الخط الأزرق، التيار ثابت تقريبًا، لكنه نابض، تذكر هذه الكلمة. بالمناسبة، التيار المباشر النقي هو الخط الأحمر.

العلاقة بين المغناطيسية والكهرباء

الآن دعونا نرى كيف يختلف التيار المتردد عن التيار المباشر، والذي يعتمد على المادة. الأكثر أهمية - حدوث التيار المتردد لا يعتمد على التفاعلات في المادة. من خلال العمل بالكهرباء (التيار المباشر)، ثبت بسرعة أن الموصلات تنجذب لبعضها البعض مثل المغناطيس. وكانت النتيجة اكتشاف أن المجال المغناطيسي في ظل ظروف معينة يولد تيارًا كهربائيًا. أي أن المغناطيسية والكهرباء تبين أنهما ظاهرة مترابطة مع تحول عكسي. يمكن للمغناطيس أن يعطي تيارًا للموصل، والموصل الذي يمر به التيار يمكن أن يكون مغناطيسًا. وتظهر هذه الصورة محاكاة لتجارب فاراداي الذي اكتشف هذه الظاهرة في الواقع.

الآن تشبيه التيار المتردد. سيكون المغناطيس هو قوة الجذب، وسيكون المولد الحالي عبارة عن ساعة رملية بها ماء. في نصف الساعة نكتب "أعلى" وعلى النصف الآخر "أسفل". نقلب ساعتنا ونرى كيف يتدفق الماء "لأسفل"، وعندما يتدفق كل الماء، نقلبه مرة أخرى ويتدفق الماء "لأعلى". على الرغم من وجود تيار، إلا أنه يغير اتجاهه مرتين في دورة كاملة. وفقًا للعلم، سيبدو الأمر كما يلي: يعتمد تردد التيار على سرعة دوران المولد في المجال المغناطيسي. في ظل ظروف معينة، سنحصل على موجة جيبية نقية، أو ببساطة تيار متردد بسعات مختلفة.

مرة أخرى! هذا مهم جدًا لفهم الفرق بين التيار المباشر والتيار المتردد. وفي كلا القياسين، يتدفق الماء "إلى أسفل". ولكن في حالة التيار المباشر، سيكون الخزان فارغًا عاجلاً أم آجلاً، وبالنسبة للتيار المتردد، فإن الساعة سوف تفيض بالماء لفترة طويلة جدًا، فهي في حجم مغلق. ولكن في كلتا الحالتين يتدفق الماء إلى أسفل. صحيح، في حالة التيار المتردد، يتدفق نصف الوقت إلى أسفل، ولكن إلى أعلى. بمعنى آخر، اتجاه حركة التيار المتردد هو كمية جبرية، أي أن "+" و"-" يتغيران بشكل مستمر، بينما يبقى اتجاه حركة التيار دون تغيير. حاول التفكير في هذا الاختلاف وفهمه. من المألوف أن نقول عبر الإنترنت: "لقد فهمت، الآن أنت تعرف كل شيء".

ما الذي يسبب مجموعة واسعة من التيارات

إذا فهمت الفرق بين التيارات المباشرة والمتناوبة، فإن السؤال الطبيعي ينشأ - لماذا يوجد الكثير منهم، التيارات؟ سوف نختار تيارًا واحدًا كمعيار، وسيكون كل شيء هو نفسه.

ولكن، كما يقولون، "ليست كل التيارات مفيدة بنفس القدر"، بالمناسبة، دعونا نفكر في أي تيار أكثر خطورة: ثابت أم متناوب، إذا لم نتخيل طبيعة التيار تقريبًا، بل ميزاته. الإنسان عبارة عن كولوديوم يوصل الكهرباء بشكل جيد. عدة عناصر مختلفةفي الماء (نحن 70٪ ماء، إذا كان أي شخص لا يعرف). إذا تم تطبيق الجهد على مثل هذا الكولوديوم - يتم تطبيق صدمة كهربائية، فستبدأ الجزيئات الموجودة بداخلنا في نقل الشحنة. كما ينبغي أن يكون، من نقطة الإمكانات العالية إلى نقطة الإمكانات المنخفضة. وأخطر ما في الأمر هو الوقوف على الأرض، وهي بشكل عام نقطة ذات احتمالية صفر لا نهائية. بمعنى آخر، سنقوم بنقل كل التيار، أي فرق الشحنات، إلى الأرض. لذلك، مع الاتجاه المستمر لحركة الشحن، تتم عملية معادلة الإمكانات في جسمنا بسلاسة. نحن كالرمل ندع الماء يمر من خلالنا. ويمكننا "امتصاص" الكثير من الماء بأمان. مع التيار المتردد، تكون الصورة مختلفة بعض الشيء - سيتم "سحب" جميع جزيئاتنا هنا وهناك. لن تتمكن الرمال من تمرير الماء بسهولة، وسوف يتم تحريكها بالكامل. لذلك، فإن الإجابة على سؤال ما هو التيار الأكثر خطورة: التيار المباشر أو التيار المتردد، الجواب واضح - بالتناوب. كمرجع، عتبة التيار المستمر التي تهدد الحياة هي 300 مللي أمبير. بالنسبة للتيار المتردد، تعتمد هذه القيم على التردد وتبدأ عند 35 مللي أمبير. عند تيار 50 هرتز 100 مللي أمبير. موافق ، الفرق من 3 إلى 10 مرات في حد ذاته يجيب على السؤال: ما هو الأخطر؟ ولكن هذه ليست الحجة الرئيسية في اختيار المعيار الحالي. دعونا ننظم كل ما يؤخذ بعين الاعتبار عند اختيار نوع التيار:

• توصيل التيار لمسافات طويلة. سيتم فقدان كل التيار المباشر تقريبًا؛
• تحويل إلى غير متجانسة الدوائر الكهربائيةمع مستوى غير مؤكد من الاستهلاك. بالنسبة للتيار المباشر، فإن المشكلة غير قابلة للحل عمليا؛
• يعد الحفاظ على جهد ثابت للتيار المتردد أرخص بأمرين من التيار المباشر ؛
• يعد تحويل الطاقة الكهربائية إلى قوة ميكانيكية أرخص بكثير في محركات وآلات التيار المتردد. هذه المحركات لها عيوبها وفي بعض المناطق لا يمكن أن تحل محل محركات التيار المستمر؛
• ل الاستخدام الشاملوبالتالي، فإن التيار المباشر له ميزة واحدة - فهو أكثر أمانا للبشر.

ومن هنا جاءت التسوية المعقولة التي اختارتها البشرية. ليس تيارًا واحدًا فحسب، بل مجموعة كاملة من التحولات المتاحة بدءًا من التوليد والتوصيل إلى المستهلك والتوزيع والاستخدام. لن نسرد كل شيء، ولكننا نعتبر الإجابة الرئيسية على سؤال المقال "كيف يختلف التيار المباشر عن التيار المتردد"، في كلمة واحدة - الخصائص. ربما تكون هذه هي الإجابة الصحيحة لأي أغراض منزلية. ولفهم المعايير نقترح النظر في الخصائص الرئيسية لهذه التيارات.

الخصائص الرئيسية للتيارات المستخدمة اليوم

إذا ظلت خصائص التيار المباشر دون تغيير بشكل عام منذ اكتشافه، فمع التيارات المتناوبة يكون كل شيء أكثر تعقيدًا. انظر إلى هذه الصورة - نموذج للحركة الحالية في نظام ثلاثي المراحل من الجيل إلى الاستهلاك

من وجهة نظرنا جداً النموذج البصريحيث من الواضح كيفية إزالة مرحلة واحدة أو مرحلتين أو ثلاث. وفي الوقت نفسه، يمكنك أن ترى كيف يصل الأمر إلى المستهلك.

ونتيجة لذلك، لدينا سلسلة توليد، الجهد المتردد والمباشر (التيارات) في مرحلة المستهلك. وبناء على ذلك، كلما ابتعدنا عن المستهلك، كلما ارتفعت التيارات والفولتية. في الواقع، أبسط وأضعف منفذ لدينا هو التيار المتردد أحادي الطور، 220 فولت بتردد ثابت قدره 50 هرتز. فقط زيادة التردد يمكن أن تجعل التيار عالي التردد عند هذا الجهد. أبسط مثالموجود في مطبخك. تقوم الطباعة بالميكروويف بتحويل التيار البسيط إلى تيار عالي التردد، مما يساعد بالفعل في الطهي. بالمناسبة، دعونا نجيب على السؤال المتعلق بقدرة الميكروويف - وهذا هو بالضبط مقدار التيار "العادي" الذي يحوله إلى تيارات عالية التردد.

ومن الجدير بالذكر أن أي تحول في التيارات ليس "عبثًا". للحصول على تيار متردد، تحتاج إلى تدوير العمود بشيء ما. للحصول على تيار ثابت منه، سيتعين عليك تبديد جزء من الطاقة كحرارة. حتى تيارات نقل الطاقة يجب أن تتبدد على شكل حرارة عند توصيلها إلى الشقة باستخدام محول. أي أن أي تغيير في المعلمات الحالية يكون مصحوبًا بخسائر. وبالطبع الخسائر تصاحب توصيل التيار للمستهلك. تتيح لنا هذه المعرفة النظرية على ما يبدو أن نفهم من أين تأتي مدفوعاتنا الزائدة مقابل الطاقة، مما يلغي نصف الأسئلة حول سبب وجود 100 روبل على العداد، و115 على الإيصال.

دعونا نعود إلى التيارات. يبدو أننا ذكرنا كل شيء، بل إننا نعرف مدى اختلاف التيار المباشر عن التيار المتردد، لذلك دعونا نذكركم ما هي التيارات الموجودة بشكل عام.

• العاصمةالمصدر هو فيزياء التفاعلات الكيميائية مع تغير الشحنة، ويمكن الحصول عليها عن طريق تحويل التيار المتردد. متنوع - تيار النبض، الذي يغير معلماته، في مدى واسعولكن لا يغير اتجاه الحركة.
• التيار المتناوب. يمكن أن تكون أحادية الطور أو مرحلتين أو ثلاث مراحل. التردد القياسي أو العالي. هذا التصنيف البسيط كافٍ تمامًا.

الاستنتاج أو كل تيار له جهازه الخاص

تُظهر الصورة المولد الحالي في محطة Sayano-Shushenskaya للطاقة الكهرومائية. وهذه الصورة توضح المكان الذي تم تركيبه فيه.

وهذا مصباح كهربائي عادي.

أليس صحيحا أن الفرق في الحجم مذهل، مع أن الأول خلق من بين أمور أخرى لعمل الثاني؟ إذا فكرت في هذه المقالة، يصبح من الواضح أنه كلما كان الجهاز أقرب إلى الشخص، كلما زاد استخدام التيار المباشر. وباستثناء محركات التيار المستمر والتطبيقات الصناعية، يعد هذا بالفعل معيارًا يعتمد تحديدًا على حقيقة أننا اكتشفنا التيار الأكثر خطورة، التيار المباشر أو التيار المتردد. وتستند خصائص التيارات المنزلية على نفس المبدأ، حيث أن التيار المتردد 220 فولت 50 هرتز هو حل وسط بين الخطر والخسائر. ثمن التسوية هو الأتمتة الوقائية: من المصهر إلى التجمع الكونغولي من أجل الديمقراطية. الابتعاد عن الشخص، نجد أنفسنا في المنطقة خصائص عابرةحيث تكون التيارات والفولتية أعلى، وحيث لا يؤخذ الخطر على البشر في الاعتبار، ولكن يتم الاهتمام باحتياطات السلامة - منطقة الاستخدام الصناعي للتيار. وأبعد شيء عن الإنسان، حتى في الصناعة، هو نقل الطاقة وتوليدها. لا يوجد شيء يمكن أن يفعله مجرد بشر هنا - فهذه منطقة من المحترفين والمتخصصين الذين يعرفون كيفية إدارة هذه القوة. ولكن حتى مع الاستخدام اليومي للكهرباء، وبالطبع عند العمل مع المعدات الكهربائية، فإن فهم الطبيعة الأساسية للتيارات لن يكون ضروريًا أبدًا.

محتوى:

يدور الجدل منذ عقود حول أي نوع من التيار هو الأكثر خطورة: التيار المتناوب أم المباشر. يجادل البعض بأن الجهد المصحح هو الذي يشكل التهديد الأكبر، بينما يعتقد البعض الآخر بصدق أن التيار المتردد الجيبي، الذي يتزامن في السعة مع نبض قلب الإنسان، يوقفه. ولكن، كما يحدث دائمًا في الحياة، هناك الكثير من الآراء. لذلك يجدر النظر إلى هذه المسألة من وجهة نظر علمية بحتة. لكن الأمر يستحق القيام بذلك بلغة مفهومة حتى بالنسبة للأغبياء، لأن... ليس كل شخص لديه تعليم الهندسة الكهربائية. وفي الوقت نفسه، ربما يرغب الجميع في معرفة أصل التيار المباشر والمتناوب.

أين يجب أن تبدأ؟ نعم، ربما من التعريفات - ما هي الكهرباء، لماذا تسمى متغيرة أو ثابتة، أي من هذه الأنواع أكثر خطورة ولماذا.

يعرف معظم الناس أنه يمكن الحصول على التيار المباشر من الوحدات أو البطاريات المختلفة، ويتم إمداد الشقق والمباني بالتيار المتردد عبر الشبكة الكهربائية وبفضلها يعملون الأجهزة الكهربائية المنزليةوالإضاءة. لكن قلة من الناس فكروا في السبب الذي يجعل أحد الجهد يسمح لك بالحصول على جهد آخر وسبب الحاجة إليه.

من المنطقي الإجابة على جميع الأسئلة التي تطرح.

ما هو التيار الكهربائي؟

التيار الكهربائي هو كمية ثابتة أو متغيرة تنشأ من الحركة الموجهة أو المنظمة التي تنشأ عن الجسيمات المشحونة - في المعادن تكون إلكترونات، وفي الإلكتروليتات - أيونات، وفي الغازات - كلاهما. وبعبارة أخرى، يقال إن التيار الكهربائي "يتدفق" عبر الأسلاك.

يعتقد بعض الناس خطأً أن كل إلكترون مشحون يتحرك عبر موصل من المصدر إلى المستهلك. هذا خطأ. فهو ينقل الشحنة فقط إلى الإلكترونات المجاورة، ويبقى في مكانه. أولئك. حركتها فوضوية ولكنها مجهرية. حسنًا ، تصل الشحنة نفسها التي تتحرك على طول الموصل إلى المستهلك.

كهرباءلديه معلمات القياس مثل: الجهد، أي. وقيمته تقاس بالفولت (V) والتيار الذي يقاس بالأمبير (A). ما هو مهم جدا أثناء التحول، أي. بالتناقص أو الزيادة بمساعدة أجهزة خاصة، تؤثر إحدى القيمتين على الأخرى بنسبة عكسية. وهذا يعني أنه من خلال تقليل الجهد باستخدام محول تقليدي، فإنهم يحققون زيادة في التيار والعكس صحيح.

تيار مستمر والتيار المتردد

أول شيء يجب فهمه هو الفرق بين التيار المباشر والتيار المتناوب. والحقيقة هي أن الحصول على التيار المتردد ليس أسهل فحسب، على الرغم من أن هذا مهم أيضًا. تسمح خصائصه بالنقل عبر أي مسافة عبر الموصلات بأقل قدر من الخسائر، خاصة عند الجهد العالي والطاقة المنخفضة. ولهذا السبب تكون خطوط الكهرباء بين المدن ذات جهد عالي. وبالفعل في المناطق المأهولة بالسكانيتحول التيار إلى المزيد جهد منخفض.

ولكن من السهل جدًا الحصول على التيار المباشر من التيار المتردد، والذي تستخدم فيه الثنائيات متعددة الاتجاهات (ما يسمى جسر الصمام الثنائي). والحقيقة هي أن التيار المتردد (AC) ، أو بالأحرى تردد تذبذبه ، هو شكل جيبي يفقد بعض التذبذبات عند مروره عبر مقوم. وبالتالي، فإن الخرج ينتج جهدًا ثابتًا (AC) ليس له تردد.

ومن المنطقي تحديد كيفية اختلافها في نهاية المطاف.

الاختلافات الحالية

وبطبيعة الحال، فإن الفرق الرئيسي بين التيار المتردد والتيار المستمر هو القدرة على نقل التيار المستمر إلى مسافة طويلة. وفي الوقت نفسه، إذا تم نقل التيار المباشر بنفس الطريقة، فلن يتبقى أي تيار. بسبب الفرق المحتمل، يتم استهلاكه. ومن الجدير بالذكر أيضًا أنه من الصعب جدًا التحويل إلى متغير أثناء وجودك في ترتيب عكسيمن السهل جدًا القيام بمثل هذا الإجراء.

يعد تحويل الكهرباء إلى طاقة ميكانيكية أكثر اقتصادا بكثير باستخدام محركات تعمل بالتيار المتردد، على الرغم من وجود مجالات يمكن فيها استخدام الآليات فقط التيار المباشر.

حسنًا، أخيرًا وليس آخرًا، التيار المتردد أكثر أمانًا للناس. ولهذا السبب فإن جميع الأجهزة المستخدمة في الحياة اليومية والتي تعمل بالتيار المستمر تكون ذات تيار منخفض. ولكن لن يكون من الممكن التخلي تماما عن استخدام أكثر خطورة لصالح آخر، على وجه التحديد للأسباب المذكورة أعلاه.

كل ما سبق يؤدي إلى إجابة عامة على سؤال حول كيفية اختلاف التيار المتردد عن التيار المباشر - هذه هي الخصائص التي تؤثر على اختيار مصدر طاقة معين في منطقة معينة.

نقل التيار عبر مسافات طويلة

لدى بعض الناس سؤال تم تقديم إجابة سطحية له أعلاه: لماذا تأتي الكثير من الطاقة عبر خطوط الكهرباء؟ الجهد العالي؟ إذا كنت لا تعرف كل تعقيدات الهندسة الكهربائية، فيمكنك الموافقة على هذا السؤال. في الواقع، إذا مر جهد 380 فولت عبر خطوط الكهرباء، فلن تكون هناك حاجة لتركيب محطات فرعية باهظة الثمن للمحولات. ولن تضطر إلى إنفاق المال على صيانتها، أليس كذلك؟ اتضح لا.

والحقيقة هي أن المقطع العرضي للموصل الذي تتدفق من خلاله الكهرباء يعتمد فقط على قوة التيار واستهلاكه للطاقة، ويظل الجهد منفصلاً تمامًا عن هذا. هذا يعني أنه مع تيار 2 أمبير وجهد 25000 فولت، يمكنك استخدام نفس السلك كما هو الحال مع 220 فولت بنفس 2 أ. فماذا يتبع من هذا؟

وهنا لا بد من العودة إلى قانون التناسب العكسي - أثناء التحول الحالي، أي. كلما زاد الجهد، انخفض التيار، والعكس صحيح. وبالتالي يتم إرسال تيار الجهد العالي إلى المحولات الفرعيةعلى أسلاك أرق، والتي توفر خسائر أقلعند الإرسال.

ميزات النقل

في الخسائر بالتحديد تكمن الإجابة على السؤال لماذا من المستحيل نقل التيار المباشر عبر مسافات طويلة. إذا نظرنا إلى التيار المستمر من هذه الزاوية، ولهذا السبب لن يتبقى كهرباء في الموصل بعد مسافة قصيرة. لكن الشيء الرئيسي هنا ليس فقدان الطاقة، بل سببها المباشر، والذي يكمن مرة أخرى في إحدى خصائص التيار المتردد والتيار المستمر.

الحقيقة هي أن تردد التيار المتردد هو الشبكات الكهربائيةالاستخدام العام في روسيا - 50 هرتز (هيرتز). وهذا يعني أن سعة تذبذب الشحنة بين الموجب والسالب هي 50 تغيرًا في الثانية. تكلم بلغة بسيطة، كل 1/50 ثانية. تغير الشحنة قطبيتها، وهذا هو الفرق بين التيار المباشر - هناك تذبذبات عمليا أو معدومة. ولهذا السبب يتم استهلاك التيار المستمر من تلقاء نفسه أثناء تدفقه عبر موصل طويل. بالمناسبة، تردد التذبذب، على سبيل المثال، في الولايات المتحدة الأمريكية يختلف عن الروسي وهو 60 هرتز.

توليد

سؤال مثير للاهتمام للغاية هو كيفية توليد التيار المباشر والمتردد. بالطبع، من الممكن إنتاج أحدهما والآخر، ولكن هنا تنشأ مشكلة الحجم والتكلفة. الحقيقة هي أنه إذا أخذنا سيارة عادية كمثال، فسيكون من الأسهل بكثير تركيب مولد تيار مستمر عليها، باستثناء جسر الصمام الثنائي من الدائرة. ولكن هنا يأتي الصيد.

إذا قمت بإزالة من مولد السيارةيبدو أن المعدل يجب أن ينخفض ​​\u200b\u200bفي الحجم أيضًا، لكن هذا لن يحدث. والسبب في ذلك هو أبعاد مولد التيار المستمر. بالإضافة إلى ذلك، ستزيد التكلفة بشكل كبير، ولهذا السبب يستخدمونها مولدات متغيرة.

لذلك اتضح أن توليد التيار المستمر أقل ربحية بكثير من توليد التيار المتردد، وهناك دليل ملموس على ذلك.

بدأ اثنان من المخترعين العظماء في وقت واحد ما يسمى "حرب التيارات"، والتي انتهت فقط في عام 2007. وكان خصومها نيكولا تيسلا مع جورج وستنجهاوس، المؤيدين المتحمسين للجهد المتردد، وتوماس إديسون، الذي دافع عن استخدام التيار المباشر في كل مكان. لذلك، في عام 2007، انتقلت مدينة نيويورك بالكامل إلى جانب تسلا، مما يمثل انتصاره. يجدر الخوض في مزيد من التفاصيل حول هذا الموضوع.

قصة

تأسست شركة Thomas Edison، والتي كانت تسمى Edison Electric Light، في أواخر السبعينيات من القرن التاسع عشر. ثم، في أيام الشموع ومصابيح الكيروسين والإضاءة بالغاز، يمكن للمصابيح المتوهجة التي ينتجها إديسون أن تعمل بشكل متواصل لمدة 12 ساعة. وعلى الرغم من أن هذا قد يبدو الآن ضئيلًا إلى حد يبعث على السخرية، إلا أنه كان إنجازًا حقيقيًا. ولكن بالفعل في ثمانينيات القرن التاسع عشر، لم تتمكن الشركة من تسجيل براءة اختراع لإنتاج ونقل التيار المباشر عبر نظام ثلاثي الأسلاك (وهي "صفر" و"+110 فولت" و"-110 فولت")، ولكن أيضًا إدخال مصباح وهاج بمورد يصل إلى 1200 ساعة.

عندها ولدت عبارة توماس إديسون، التي أصبحت فيما بعد معروفة في جميع أنحاء العالم: "سنجعل الإضاءة الكهربائية رخيصة جدًا بحيث لا يشعل الشموع سوى الأغنياء".

حسنًا، بحلول عام 1887، كانت أكثر من 100 محطة توليد كهرباء تعمل بنجاح في الولايات المتحدة، والتي تولد تيارًا مباشرًا وحيث يتم استخدام نظام ثلاثي الأسلاك للنقل، والذي يستخدم لتقليل فقد الكهرباء بشكل طفيف على الأقل.

لكن العالم في مجال الفيزياء والرياضيات جورج وستنجهاوس، بعد قراءة براءة اختراع إديسون، وجد تفصيلاً غير سارة للغاية - لقد كان فقدانًا كبيرًا للطاقة أثناء النقل. في ذلك الوقت، كانت هناك بالفعل مولدات التيار المتردد، والتي لم تكن شائعة بسبب المعدات التي ستعمل على هذه الطاقة. في ذلك الوقت، كان المهندس الموهوب نيكولا تيسلا لا يزال يعمل لدى إديسون في الشركة، ولكن في أحد الأيام، عندما مُنع مرة أخرى من زيادة راتبه، لم يستطع تسلا تحمل ذلك وذهب للعمل لدى منافس، وهو وستنجهاوس. في مكان جديد، أنشأ نيكولا (في عام 1988) أول عداد كهرباء.

ومن هذه اللحظة تبدأ "حرب التيارات".

الاستنتاجات

دعونا نحاول تلخيص المعلومات المقدمة. من المستحيل اليوم تخيل استخدام أي نوع من أنواع الكهرباء (سواء في الحياة اليومية أو في الصناعة) - حيث يوجد التيار المباشر والمتناوب في كل مكان تقريبًا. بعد كل شيء، هناك حاجة إلى مكان ثابت، لكن انتقاله عبر مسافات طويلة أمر مستحيل، ومتغير في مكان ما.

بالطبع، ثبت أن التيار المتردد أكثر أمانًا، ولكن ماذا عن الأجهزة التي تساعد في توفير الطاقة عدة مرات، بينما لا يمكنها العمل إلا بالتيار المستمر؟

ولهذه الأسباب، أصبحت التيارات «تتعايش بسلام» في حياتنا، بعد أن أنهت «الحرب» التي استمرت أكثر من 100 عام. الشيء الوحيد الذي لا ينبغي نسيانه هو أنه بغض النظر عن مدى أمان أحدهما عن الآخر (الجهد الثابت أو المتناوب ليس مهمًا)، فإنه يمكن أن يسبب ضررًا هائلاً للجسم، يصل إلى نتيجة قاتلة.

ولهذا السبب، عند العمل بالجهد، من الضروري مراعاة جميع معايير وقواعد السلامة بعناية وعدم نسيان العناية والدقة. بعد كل شيء، كما قال نيكولا تيسلا، لا ينبغي الخوف من الكهرباء، بل ينبغي احترامها.

بالرغم من اجهزة كهربائيةنستخدمها كل يوم الحياة اليومية، لا يستطيع الجميع الإجابة على مدى اختلاف التيار المتردد عن التيار المباشر، على الرغم من أن هذا يتم تدريسه في المناهج الدراسية. ولذلك، فمن المنطقي أن نتذكر المبادئ الأساسية.

تعريفات عامة

تسمى العملية الفيزيائية التي تتحرك فيها الجسيمات المشحونة بطريقة منظمة (اتجاهية) بالتيار الكهربائي. وعادة ما يتم تقسيمها إلى متغير وثابت. بالنسبة للأول، يبقى الاتجاه والحجم دون تغيير، أما بالنسبة للثاني، فإن هذه الخصائص تتغير وفقًا لنمط معين.

التعريفات المذكورة أعلاه مبسطة إلى حد كبير، على الرغم من أنها تشرح الفرق بين التيار المباشر والتيار المتناوب. لفهم ماهية هذه الاختلافات بشكل أفضل، من الضروري تقديم تمثيل رسومي لكل منها، بالإضافة إلى شرح كيفية تكوين المتغير القوة الدافعة الكهربائيةفي المصدر. للقيام بذلك، دعونا ننتقل إلى الهندسة الكهربائية، أو بالأحرى أسسها النظرية.

مصادر المجالات الكهرومغناطيسية

تنقسم مصادر التيار الكهربائي أياً كان نوعها إلى نوعين:

• يتم توليد الكهرباء بشكل أساسي بمساعدتهم عن طريق تحويل الطاقة الميكانيكية أو الشمسية أو الحرارية أو الكيميائية أو غيرها من الطاقة إلى طاقة كهربائية ؛
• ثانوية، فهي لا تولد الكهرباء، بل تحولها، على سبيل المثال، من متغير إلى ثابت أو العكس.

المصدر الأساسي الوحيد للتيار الكهربائي المتناوب هو المولد؛ ويظهر في الشكل رسم تخطيطي مبسط لمثل هذا الجهاز.

التسميات:

• 1 - اتجاه الدوران.
• 2 - مغناطيس ذو قطبين S و N؛
• 3 – المجال المغناطيسي.
• 4 - إطار سلكي.
• 5 - المجالات الكهرومغناطيسية.
• 6 - اتصالات الرنين.
• 7- المجمعون الحاليون.

مبدأ التشغيل

يتم تحويل الطاقة الميكانيكية بواسطة المولد الموضح في الشكل إلى طاقة كهربائية كما يلي:

بسبب ظاهرة مثل الحث الكهرومغناطيسي، عندما يدور الإطار "4" الموجود في المجال المغناطيسي "3" (الناشئ بين أقطاب المغناطيس المختلفة "2")، يتشكل فيه emf "5". يتم توفير الجهد للشبكة من خلال المجمعات الحالية "7" من جهات الاتصال الحلقية "6" التي يتصل بها الإطار "4".

فيديو: التيار المباشر والمتردد - الاختلافات

أما بالنسبة لحجم المجال الكهرومغناطيسي فهو يعتمد على سرعة التقاطع خطوط الكهرباء"3" مؤطرة "4". بسبب الميزات حقل كهرومغناطيسيالحد الأدنى لسرعة العبور، وبالتالي أدنى قيمة للقوة الدافعة الكهربائية، سيكون في الوقت الحالي عندما يكون الإطار في وضع عمودي، على التوالي، الحد الأقصى - في وضع أفقي.

مع الأخذ في الاعتبار ما سبق، في عملية الدوران الموحد، يتم إحداث قوة دافعة كهربية، تتغير خصائص حجمها واتجاهها مع فترة معينة.

الصور الرسومية

بفضل التطبيق طريقة الرسم، يمكنك الحصول على تمثيل مرئي التغييرات الديناميكيةنروىنر. يوجد أدناه رسم بياني لتغيرات الجهد بمرور الوقت لخلية كلفانية سعة 3336 لترًا (4.5 فولت).

كما ترون، الرسم البياني هو خط مستقيم، أي أن مصدر الجهد يبقى دون تغيير.

نقدم الآن رسمًا بيانيًا لديناميات تغيرات الجهد خلال دورة واحدة (الثورة الكاملة للإطار) للمولد.

يعرض المحور الأفقي زاوية الدوران بالدرجات، ويعرض المحور الرأسي مقدار القوة الدافعة الكهربية (الجهد)

للتوضيح، سنعرض الموضع الأولي للإطار في المولد، الموافق لنقطة بداية التقرير على الرسم البياني (0°)

التسميات:

• 1 - قطبي المغناطيس S و N؛
• 2 - الإطار؛
• 3 – اتجاه دوران الإطار.
• 4- المجال المغناطيسي.

الآن دعونا نرى كيف يتغير المجال الكهرومغناطيسي خلال دورة واحدة من دوران الإطار. في الوضعية الأوليةسيكون EMF صفرًا. أثناء عملية التدوير، ستبدأ هذه القيمة في الزيادة بسلاسة، لتصل إلى الحد الأقصى في اللحظة التي يكون فيها الإطار بزاوية 90 درجة. سيؤدي المزيد من دوران الإطار إلى انخفاض في المجال الكهرومغناطيسي، ليصل إلى الحد الأدنى في لحظة الدوران بمقدار 180 درجة.

بمواصلة العملية، يمكنك أن ترى كيف تغير القوة الدافعة الكهربائية اتجاهها. إن طبيعة التغيرات في المجال الكهرومغناطيسي الذي تغير اتجاهه ستكون هي نفسها. أي أنها ستبدأ في الزيادة بسلاسة، لتصل إلى ذروتها عند النقطة المقابلة لدوران 270 درجة، وبعدها ستنخفض حتى يكمل الإطار دورة دوران كاملة (360 درجة).

إذا استمر الرسم البياني لعدة دورات دوران، فسنرى خاصية جيبية للتيار الكهربائي المتناوب. سوف تتوافق دورتها مع ثورة واحدة للإطار، وسوف تتوافق سعتها مع القيمة القصوى للمجال الكهرومغناطيسي (للأمام والخلف).

الآن دعونا ننتقل إلى واحد آخر خاصية مهمةالتيار المتردد - التردد. لتعيينه مقبول حرف لاتيني"f"، ووحدة قياسها هي هرتز (هرتز). تعرض هذه المعلمة عدد الدورات (الفترات) الكاملة لتغير المجال الكهرومغناطيسي خلال ثانية واحدة.

يتم تحديد التردد بالصيغة: . تعرض المعلمة "T" وقت واحد دورة كاملة(الفترة)، تقاس بالثواني. وعليه، بمعرفة التكرار يسهل تحديد وقت الدورة. على سبيل المثال، في الحياة اليومية، يتم استخدام تيار كهربائي بتردد 50 هرتز، وبالتالي فإن زمن دورته سيكون مائتين من الثانية (1/50 = 0.02).

مولدات ثلاثية الطور

لاحظ أن الأكثر اقتصادا بطريقة مربحةللحصول على التيار المتردد، سيتم استخدام مولد ثلاثي الطور. يظهر في الشكل رسم تخطيطي مبسط لتصميمه.

كما ترون، يستخدم المولد ثلاث ملفات، موضوعة بإزاحة 120 درجة، متصلة ببعضها البعض بواسطة مثلث (في الممارسة العملية، لا يتم استخدام مثل هذا الاتصال لملفات المولد بسبب انخفاض الكفاءة). عندما يمر أحد أقطاب المغناطيس بالملف، تتولد قوة دافعة كهربية فيه.

ما هو سبب تنوع التيارات الكهربائية؟

قد يكون لدى الكثيرين سؤال له ما يبرره - لماذا تستخدم مجموعة متنوعة من التيارات الكهربائية إذا كان بإمكانك اختيار واحدة وجعلها قياسية؟ الحقيقة هي أنه ليس كل نوع من التيار الكهربائي مناسب لحل مشكلة معينة.

على سبيل المثال، نعطي الشروط التي في ظلها استخدام الجهد الثابت لن يكون غير مربح فحسب، بل مستحيل في بعض الأحيان:

• مهمة نقل الجهد عبر المسافات أسهل في التنفيذ للجهد المتناوب؛
• يكاد يكون من المستحيل تحويل التيار الكهربائي المباشر للدوائر الكهربائية غير المتجانسة التي لها مستوى استهلاك غير مؤكد؛
• يدعم المستوى المطلوبالجهد في دوائر التيار المباشر أكثر تعقيدًا وتكلفة من التيار المتردد؛
• تعتبر محركات الجهد المتناوب أبسط من الناحية الهيكلية وأرخص من محركات الجهد المباشر. في عند هذه النقطةتجدر الإشارة إلى أنه بالنسبة لمثل هذه المحركات (غير المتزامنة) مستوى عال بدءا الحاليمما لا يسمح باستخدامها لحل مشاكل معينة.

نعطي الآن أمثلة على المشاكل التي يكون فيها استخدام الجهد الثابت أكثر ملاءمة:

• لتغيير سرعة الدوران المحركات غير المتزامنةفمن الضروري تغيير تردد شبكة إمدادات الطاقة، الأمر الذي يتطلب معدات معقدة. بالنسبة للمحركات التي تعمل بالتيار المباشر، يكفي تغيير جهد الإمداد. ولهذا السبب يتم تركيبها في السيارات الكهربائية؛
• تَغذِيَة الدوائر الإلكترونية، كما يتم تنفيذ معدات الطلاء الكهربائي والعديد من الأجهزة الأخرى بواسطة التيار الكهربائي المباشر؛
• يعتبر جهد التيار المستمر أكثر أمانًا للبشر من الجهد المتردد.

استنادا إلى الأمثلة المذكورة أعلاه، هناك حاجة لاستخدامها أنواع مختلفةالجهد االكهربى.