Typy a prúdy napätia: striedavý prúd - jednosmerný prúd - trojfázový prúd

Napájací kábel s piatimi jadrami © Demarco, stock.adobe.com

Zjednodušene povedané: elektrina nie je nič iné ako preprava nosičov elektrického náboja. Prúd tečie, akonáhle dôjde k vodivému spojeniu medzi zdrojom energie a spotrebiteľom - nazýva sa obvod. Smer prúdenia je vždy od plus do mínus. Fyzikálna veličina, ktorá meria elektrický prúd, je sila elektrického prúdu (symbol I), jednotkou je ampér (A).

Jednoduchý okruh © Heinz Kerp

Aby vôbec mohla prúdiť elektrina, je potrebné elektrické napätie. Napätím je najmä schopnosť posúvať nosiče elektrického náboja. Jednoducho a analogicky s obvodom napätie charakterizuje „silu“ zdroja energie.

Jednoduchý okruh © Heinz Kerp

Napríklad, ak sú dva póly zásuvky navzájom spojené elektrickým spotrebičom, prúdi elektrina. Aká veľká je intenzita prúdu, závisí od veľkosti napätia a od spotrebiteľa, ktorý sa označuje ako elektrický odpor.

Fyzikálna veličina elektrického napätia má symbol U a je uvedená v medzinárodnom systéme jednotiek vo voltoch (V). Elektrický odpor má symbol vzorca R a má jednotku ohm (Ω).

Závislosť prúdu od napätia je uvedená vo vzorci:

Prúd = napätie / odpor

I = U / R

Tip: Nájdite najlacnejších elektrikárov, porovnajte ponuky a ušetrite.

Striedavý prúd a striedavé napätie

Elektrinu potrebujeme všade, ale málokto vie, či momentálne prevádzkuje zariadenie s jednosmerným alebo striedavým prúdom alebo napätím. To, čo zvyčajne vychádza zo zásuvky, je striedavý prúd a striedavé napätie. Oba sa vyznačujú meniacim sa smerom v doprave nosičov elektrického náboja. Líšia sa od jednosmerného prúdu alebo jednosmerného napätia tým, že pravidelne menia smer, takže sa kladné a záporné hodnoty navzájom dopĺňajú. V priemere sú teda prúd a napätie nulové. Frekvencia zmeny smeru je uvedená v Hertzoch. V Európe je to 50 Hertzov - to znamená, že smer sa mení 100-krát za sekundu, 50-krát v každom smere.

Frekvencia elektrickej siete v Európe je 50 Hertzov

striedavý prúd a striedavé napätie © Heinz Kerp

Striedavý prúd a striedavé napätie majú tú výhodu, že sa dajú ľahko generovať a prenášať. Zvyčajne sa na to používa generátor, ktorý generuje prúd aj napätie neustálym otáčaním vodičovej slučky v statickom magnetickom poli. Táto technika sa implementuje veľmi ľahko.

Trojfázový generátor © Heinz Kerp

Vo verejných elektrárňach sa používajú trojfázové synchrónne generátory. Vodičová slučka sa pohybuje okolo troch magnetov, ktoré sú priestorovo posunuté o 120 stupňov, takže pri jednej rotácii dôjde k napätiam alebo prúdom, ktoré sú posunuté o 120 stupňov.

Trojfázový alebo vysokonapäťový prúd

Presne povedané, „silnoprúd“ alebo „trojfázový prúd“ je trojfázové striedavé napätie, ktoré je založené na troch vzájomne prepojených striedavých prúdoch, ktoré umožňujú prenos elektriny v sieti. Ako už bolo uvedené, na to, aby bolo možné prepravovať elektrinu, je potrebná určitá hodnota napätia. Ak je potrebné prekonať veľké vzdialenosti, použije sa vysoké napätie, ktoré vďaka svojej účinnosti umožňuje prenos energie z elektrárne aj do veľmi vzdialených sietí. Vysokonapäťový prúd prechádza rôznymi transformačnými procesmi, kým sa do domácnosti dostane s napätím 230 voltov alebo 400 voltov.

Pripojenie elektrickej rúry a varnej dosky © Andrey Popov, stock.adobe.com

Z technického hľadiska je generátor opatrený tromi magnetickými poľami, ktoré sú usporiadané do kruhu - odtiaľ pochádza termín trojfázový striedavý prúd. Výsledkom sú tri striedavé napätia analogické so striedavými prúdmi, ktoré vyvolávajú ich výkon v rôznych časoch a vytvárajú tak vynikajúci výkon.

Trojfázový striedavý prúd a trojfázové striedavé napätie © Heinz Kerp

Verejná elektrická sieť je napájaná z trojfázovej elektriny. Ak je dom pripojený k verejnej rozvodnej sieti, do domu prichádzajú štyri káble. Pre tri fázy je k dispozícii jeden kábel a jeden nulový vodič. Jedna fáza je dostatočná pre väčšinu zariadení v dome alebo byte. Iba elektrický sporák zvyčajne potrebuje tri fázy.

Domové pripojenie s trojfázovým pripojením na striedavý prúd do verejnej elektrickej siete

Jednosmerný prúd a jednosmerné napätie

Mnoho elektrických zariadení, ako sú rádiá, televízory alebo smartphony, pracuje na jednosmerný prúd. © Andrey Popov, stock.adobe.com

Na rozdiel od striedavého prúdu alebo striedavého napätia s jeho konštantnými a pravidelnými zmenami v smere so striedavými kladnými a zápornými hodnotami, jednosmerný prúd si vždy zachováva rovnakú polaritu. Jednosmerné napätie má okamžitú hodnotu, ktorá sa nemení počas dlhšej doby pozorovania. Má vždy rovnaké znamienko a rovnaké množstvo.

Zmiešaný prúd a zmiešané napätie

Jednosmerný prúd alebo jednosmerné napätie známe z každodenného života je zvyčajne striedavý prúd alebo striedavé napätie zo zásuvky, ktorá je usmernená. To sa deje pomocou usmerňovača, ktorý už bol nainštalovaný u spotrebiteľa.

Prúd alebo napätie generované elektrickými generátormi v elektrárňach je striedavé napätie. Z toho je možné generovať jednosmerné napätie pomocou usmerňovačov. Takto sa vytvorí zmiešané napätie, ktorého stredná hodnota sa označuje ako jednosmerné napätie. S vyhladzovacími kondenzátormi, s väčšími prúdmi alebo s taktovanými zdrojmi napájania s predradenými cievkami možno superponovanú striedavú zložku podstatne znížiť. Zostáva malé zvyškové zvlnenie.