§ 1. Основные сведения о постоянном и переменном токе
Движение свободных электронов в определенном направлении называют электрическим током.
Электрической цепью называют совокупность соединенных между собой источников питания, линий передач и приемников электрической энергии, т. е. устройств, образующих путь для электрического тока.
В электротехнике в качестве источников питания используются главным образом электрические генераторы, в которых механическая энергия преобразуется в электрическую, а также аккумуляторы, в которых происходит преобразование химической энергии в электрическую.
В электрические цепи входят устройства для включения и выключения (рубильники, выключатели); приборы для измерения электрических величин (амперметры, вольтметры); средства защиты (предохранители).
Графическое изображение электрической цепи, показывающее последовательность соединения ее участков, называется принципиальной электрической схемой. Для обозначения элементов электрических схем пользуются условными обозначениями (ГОСТ 2.722—68, 2.723—68 и др.). В табл. 19 приведены обозначения некоторых элементов электрических схем.
На рис. 46 показана простейшая электрическая цепь. Источник, питания И является ее внутренним участком, потребитель П энергии и соединительные провода составляют внешний участок электрической цепи. Проводники могут быть соединены параллельно, последовательно или смешанным способом.
Параллельное соединение — такое соединение двух или более участков электрической цепи источников тока, ламп, двигателей, приборов и т. д., при котором каждый участок присоединен своими концами к двум общим точкам цени. При этом все участки находятся под одним и тем же напряжением, а сила тока в неразветвленной части равна сумме токов в ветвях.
Последовательное соединение — такое соединение приемников тока, при котором электрический ток проходит все приемники поочередно. При последовательном соединении сила тока во всех участках цепи одна и та же, а общее напряжение равно сумме напряжений отдельных участков.
Если часть проводников соединена последовательно, а часть параллельно, та такое соединение называют смешанны м.
Величина электрического тока определяется количеством электричества, которое проходит через поперечное сечение проводника за единицу времени. Ток измеряется в амперах (а).
Если в течение длительного периода времени величина тока не меняется, то такой электрический ток называется постоянным.
Электрический ток, величина и направление которого меняется через равные промежутки времени, называется пере-
м е н н ы м. Число изменений величины и направления тока (периодов) в секунду называется частотой и измеряется в герцах {гц).
Постоянный ток, как правило, получают путем преобразования (выпрямления) переменного тока. Конструкция генератора переменного тока проще, чем генератора постоянного тока. В промышленности почти вся электроэнергия вырабатывается в виде переменного тока. Главное преимущество переменного тока заключается в возможности при помощи трансформаторов получать электрический ток различного напряжения: высокого — для передачи электроэнергии на большие расстояния и низкого — для питания потребителей.
В современной электротехнике широко применяются многофазные системы переменного тока. Однофазные установки промышленного применения почти не имеют.
Электрические двигатели металлорежущих станков, в том числе электродвигатели, устанавливаемые на доводочных станках, почти всегда бывают трехфазными.