Vrste i struje napona: izmjenična struja - istosmjerna struja - trofazna struja

Kabel za napajanje s pet jezgri © Demarco, stock.adobe.com

Pojednostavljeno rečeno: električna energija nije ništa drugo nego transport nosača električnog naboja. Struja teče čim postoji vodljiva veza između izvora napajanja i potrošača - što se naziva krug. Smjer strujanja uvijek je od plus do minus. Fizička veličina koja mjeri električnu struju je snaga električne struje (simbol I), jedinica je amper (A).

Jednostavni sklop © Heinz Kerp

Električni napon neophodan je da bi električna energija uopće tekla. Napon je naime sposobnost pomicanja nosača električnog naboja. Jednostavno rečeno i analogno krugu, napon karakterizira "snagu" izvora napajanja.

Jednostavni sklop © Heinz Kerp

Ako su, na primjer, dva pola utičnice međusobno spojena električnim potrošačem, struja teče. Kolika je jakost struje ovisi o veličini napona i o potrošaču, što se naziva električnim otporom.

Fizička veličina električnog napona ima simbol U i navedena je u međunarodnom sustavu jedinica u voltima (V). Električni otpor ima simbol formule R i ima jedinični ohm (Ω).

Ovisnost struje o naponu prikazana je u formuli:

Struja = napon / otpor

I = U / R

Savjet: Pronađite najjeftinije električare, usporedite ponude i uštedite.

Izmjenična struja i izmjenični napon

Struja nam je potrebna svugdje, ali rijetko tko zna radi li trenutno na uređaju s izravnom ili izmjeničnom strujom ili naponom. Ono što obično dolazi iz utičnice je izmjenična struja i izmjenični napon. Oboje karakterizira promjena smjera u transportu nosača električnog naboja. Oni se razlikuju od istosmjerne struje ili istosmjernog napona po tome što obje redovito mijenjaju smjer tako da se pozitivne i negativne vrijednosti nadopunjuju. U prosjeku su tijekom vremena struja i napon jednaki nuli. Učestalost promjene smjera navedena je u Hertzu. U Europi je 50 Herca - to znači da se smjer mijenja 100 puta u sekundi, 50 puta u svakom smjeru.

Učestalost električne mreže u Europi iznosi 50 Hertz

izmjenične i izmjenične struje © Heinz Kerp

Naizmjenična struja i izmjenični napon imaju prednost u tome što ih je jednostavno generirati i prenijeti. U pravilu se u tu svrhu koristi generator koji stvara struju i napon neprestanim okretanjem petlje vodiča u statičkom magnetskom polju. Ovu je tehniku vrlo jednostavno implementirati.

Trofazni generator © Heinz Kerp

Trofazni sinkroni generatori koriste se u javnim postrojenjima za opskrbu električnom energijom. Petlja vodiča pomiče se iza tri magneta koji su prostorno pomaknuti za 120 stupnjeva, tako da s jednim okretajem također nastaju naponi ili struje koji su pomaknuti za 120 stupnjeva.

Trofazna ili visokonaponska struja

Strogo govoreći, "teška struja" ili "trofazna struja" trofazni je izmjenični napon zasnovan na tri međusobno povezane izmjenične struje koje omogućuju transport električne energije u mrežu. Kao što je već spomenuto, da bi se mogao transportirati električna energija, potrebna je određena vrijednost napona. Ako se moraju prevaliti velike udaljenosti, koristi se visoki napon koji zbog svoje učinkovitosti omogućuje prijenos energije iz elektrane u vrlo udaljene mreže. Visokonaponska struja prolazi kroz različite procese transformacije sve dok ne dođe do kućanstva naponom od 230 volti ili 400 volti.

Spajanje električne pećnice i ploče za kuhanje © Andrey Popov, stock.adobe.com

S tehničkog gledišta, generator ima tri magnetska polja koja su raspoređena u krug - otuda i naziv trofazna izmjenična struja. To rezultira s tri izmjenična napona analogna izmjeničnim strujama, koji pozivaju svoje performanse u različito vrijeme i tako generiraju značajne performanse.

Trofazna izmjenična struja i trofazni izmjenični napon © Heinz Kerp

Javna električna mreža radi na trofaznu električnu energiju. Ako je kuća spojena na javnu električnu mrežu, u kuću stižu četiri kabela. Postoji po jedan kabel za tri faze i jedan neutralni vodič. Jedna faza dovoljna je za većinu uređaja u kući ili stanu. Tri faze obično trebaju samo električni štednjak.

Kućni priključak s trofaznim izmjeničnim priključkom na javnu električnu mrežu

Istosmjerna struja i istosmjerni napon

Mnogi električni uređaji poput radija, televizora ili pametnih telefona rade na istosmjernu struju © Andrey Popov, stock.adobe.com

Za razliku od izmjenične struje ili izmjeničnog napona s konstantnim i redovitim promjenama smjera s izmjeničnim pozitivnim i negativnim vrijednostima, istosmjerna struja uvijek održava isti polaritet. Istosmjerni napon ima trenutnu vrijednost koja se ne mijenja tijekom duljeg razdoblja promatranja. U svakom trenutku ima isti znak i isti iznos.

Mješovita struja i miješani napon

Istosmjerna struja ili istosmjerni napon poznat iz svakodnevnog života obično je izmjenična struja ili izmjenični napon iz utičnice koja je ispravljena. To se vrši putem ispravljača koji je već instaliran u potrošaču.

Struja ili napon koji generiraju električni generatori u elektranama izmjenični je napon. Iz toga se pomoću ispravljača može generirati istosmjerni napon. To stvara mješoviti napon čija se srednja vrijednost naziva istosmjernim naponom. S kondenzatorima za zaglađivanje, s većim strujama ili s napajanjem s taktovima s uzvodnim zavojnicama, nadoknadna izmjenična komponenta može se znatno smanjiti. Ostaje malo zaostalo mreškanje.