В обзорном уроке мы видели, что в розетке ток переменный. Теперь — подробнее: как он устроен и почему «220 В» — это не амплитуда.
Синусоида
Переменное напряжение меняется по синусоиде. Ключевые величины:
- Период — время одного полного колебания.
- Частота — сколько периодов в секунду, измеряется в герцах (Гц). В нашей сети 50 Гц: 50 полных периодов за секунду, то есть 100 смен направления, поскольку за период направление меняется дважды.
- Амплитуда — максимальное значение (пик).
- Действующее (RMS) значение — «эффективное», по нагреву эквивалентное постоянному. Для синуса оно ≈ 0,71 × амплитуды.
«220 В» в розетке — это действующее значение. Амплитуда же около 310 В (220 / 0,71). Приборы и нормы оперируют действующим значением.
Уточнение: в быту говорят «220 В», но номинальное напряжение сети — 230 В (и 400 В вместо привычных «380»). Допустимые отклонения от номинала задаются нормами конкретной страны.
Проверьте на практике
Меняйте амплитуду и частоту (число периодов на экране) — смотрите на форму волны.
Разберём на примере
Мультиметр показывает в розетке 230 В. Осциллограф на той же розетке показывает пик около 325 В.
Шаг 1 — ваш прогноз
Какое из этих значений «настоящее»?
Шаг 2 — эксперимент
Меняйте одну причину и следите, что происходит с наблюдаемой величиной.
Шаг 3 — объяснение
Синусоида непрерывно меняется, поэтому одним числом её описывают двумя способами. Амплитуда — максимум, около 325 В. Действующее значение — то, которое по нагреву эквивалентно постоянному току, и для синуса оно составляет примерно 0,71 от амплитуды. Приборы и нормы оперируют действующим значением, а изоляция должна выдерживать амплитудное.
Границы модели. Модель показывает идеальную синусоиду. Реальное напряжение в сети искажено нелинейными нагрузками, и соотношение амплитуды к действующему значению отличается от 0,71.
Шаг 4 — перенесите в новую ситуацию
Перенесите: почему конденсатор в блоке питания выбирают на напряжение выше 230 В, хотя в сети «всего 230»?