Druhy a proudy napětí: střídavý proud - stejnosměrný proud - třífázový proud

Napájecí kabel s pěti žilami © Demarco, stock.adobe.com

Jednoduše řečeno: elektřina není nic jiného než přeprava nosičů elektrického náboje. Proud teče, jakmile existuje vodivé spojení mezi zdrojem energie a spotřebitelem - tzv. Obvod. Směr toku proudu je vždy od plus do minus. Fyzickou veličinou, která měří elektrický proud, je síla elektrického proudu (symbol I), jednotkou je ampér (A).

Jednoduchý obvod © Heinz Kerp

Aby vůbec mohla proudit elektřina, je nutné elektrické napětí. Napětí je zejména schopnost posunout nosiče elektrického náboje. Jednoduše řečeno a analogicky k obvodu charakterizuje napětí „sílu“ zdroje energie.

Jednoduchý obvod © Heinz Kerp

Pokud jsou například dva póly zásuvky vzájemně propojeny elektrickým spotřebičem, teče elektřina. Jak velká je intenzita proudu, závisí na velikosti napětí a na spotřebiteli, který se označuje jako elektrický odpor.

Fyzikální veličina elektrického napětí má symbol U a je specifikována v mezinárodní soustavě jednotek ve voltech (V). Elektrický odpor má symbol vzorce R a má jednotku ohm (Ω).

Závislost proudu na napětí je uvedena ve vzorci:

Proud = napětí / odpor

I = U / R

Tip: Najděte nejlevnější elektrikáře, porovnejte nabídky a ušetřete.

Střídavý proud a střídavé napětí

Potřebujeme elektřinu všude, ale málokdo ví, zda provozuje zařízení se stejnosměrným nebo střídavým proudem nebo napětím. To, co obvykle pochází ze zásuvky, je střídavý proud a střídavé napětí. Oba jsou charakterizovány měnícím se směrem v transportu nosičů elektrického náboje. Liší se od stejnosměrného proudu nebo stejnosměrného napětí tím, že oba pravidelně mění směr, takže kladné a záporné hodnoty se navzájem doplňují. V průměru jsou tedy proud a napětí nulové. Frekvence, s níž se směr mění, je uvedena v Hertzích. V Evropě je to 50 Hertzů - to znamená, že směr se mění 100krát za sekundu, 50krát v každém směru.

Frekvence elektrické sítě v Evropě je 50 Hz

střídavého proudu a střídavého napětí © Heinz Kerp

Střídavý proud a střídavé napětí mají tu výhodu, že se oba snadno generují a přenášejí. K tomu se zpravidla používá generátor, který generuje proud a napětí neustálým otáčením vodičové smyčky ve statickém magnetickém poli. Tato technika je velmi snadno implementovatelná.

Třífázový generátor © Heinz Kerp

Ve veřejných elektrárnách se používají třífázové synchronní generátory. Vodičová smyčka se pohybuje kolem tří magnetů, které jsou prostorově posunuty o 120 stupňů, takže při jedné rotaci vznikají také napětí nebo proudy, které jsou posunuty o 120 stupňů.

Třífázový nebo vysokonapěťový proud

Přísně vzato, „silný proud“ nebo „třífázový proud“ je třífázové střídavé napětí založené na třech vzájemně propojených střídavých proudech, které umožňují přenos elektřiny v síti. Jak již bylo zmíněno, aby bylo možné přepravovat elektřinu, je nutná určitá hodnota napětí. Pokud je třeba překonat dlouhé vzdálenosti, použije se vysoké napětí, které díky své účinnosti umožňuje přenos energie z elektrárny i do velmi vzdálených sítí. Vysokonapěťový proud prochází různými transformačními procesy, dokud se nedostane do domácnosti s napětím 230 voltů nebo 400 voltů.

Připojení elektrické trouby a varné desky © Andrey Popov, stock.adobe.com

Z technického hlediska je generátor vybaven třemi magnetickými poli, která jsou uspořádána v kruhu - odtud termín třífázový střídavý proud. Výsledkem jsou tři střídavá napětí analogická střídavým proudům, která vyvolávají jejich výkon v různých časech a generují tak vynikající výkon.

Třífázový střídavý proud a třífázové střídavé napětí © Heinz Kerp

Veřejná elektrická síť běží na třífázovou elektřinu. Pokud je dům připojen k veřejné rozvodné síti, do domu přicházejí čtyři kabely. Po třech fázích je jeden kabel a jeden neutrální vodič. Jedna fáze postačuje pro většinu zařízení v domě nebo bytě. Pouze elektrický sporák obvykle potřebuje tři fáze.

Domovní připojení s třífázovým připojením na střídavý proud k veřejné energetické síti

Stejnosměrný proud a stejnosměrné napětí

Mnoho elektrických zařízení, jako jsou rádia, televize nebo smartphony, běží na stejnosměrný proud © Andrey Popov, stock.adobe.com

Na rozdíl od střídavého proudu nebo střídavého napětí s jeho neustálými a pravidelnými změnami směru se střídavými kladnými a zápornými hodnotami si stejnosměrný proud vždy zachovává stejnou polaritu. Stejnosměrné napětí má okamžitou hodnotu, která se během delší doby pozorování nemění. Má vždy stejné znaménko a stejnou částku.

Smíšený proud a smíšené napětí

Stejnosměrný proud nebo stejnosměrné napětí známé z každodenního života je obvykle střídavý proud nebo střídavé napětí ze zásuvky, která je usměrněna. To se provádí pomocí usměrňovače, který již byl nainstalován ve spotřebiteli.

Proud nebo napětí generované elektrickými generátory v elektrárnách je střídavé napětí. Z toho lze generovat stejnosměrné napětí pomocí usměrňovačů. Tím se vytvoří smíšené napětí, jehož střední hodnota se označuje jako stejnosměrné napětí. S vyhlazovacími kondenzátory, s většími proudy nebo s taktovanými napájecími zdroji s předřazenými cívkami lze superponovanou střídavou složku výrazně snížit. Zůstává malé zbytkové zvlnění.