Постоянный и переменный: «Чем переменный ток отличается от постоянного?» – Яндекс.Кью

преимущества и недостатки ⋆ diodov.net

Какой электрический ток лучше: постоянный или переменный ток? Чтобы дать ответ на данный вопрос нужно оценить их преимущества и недостатки по следующим основным направлениям: выработка, передача, распределение и потребление электроэнергии. Проще говоря, нужно ответить на следующие вопросы. Какой род тока проще и дешевле получить, затем передать его на большое расстояние, после чего распределить электроэнергию между потребителями. Потребители какого рода энергии более эффективны?

Сегодня преимущественное большинство электрической энергии, добываемой или генерируемой в мире, выпадет на переменный ток. И в первую очередь это связано с тем, что переменный ток проще преобразовывать из более низкого напряжения в более высокое и наоборот, то есть он проще в трансформации.

Место производство электрической энергии большой мощности, к сожалению пока что невозможно базировать в тех местах, где хотелось бы, то есть непосредственно рядом с потребителями. Например, мощную гидроэлектростанцию можно соорудить только на полноводной реке и то не в каждом месте. А конечный потребитель может находиться на расстоянии сотни и тысячи километров от электростанции. Поэтому очень важно обеспечить такие условия, чтобы минимизировать потери мощности в проводах линии электропередачи ЛЭП. В этом случае потери электроэнергии снижаются с ростом напряжения. Давайте остановимся на этом более подробно. Предположим, имеется некая электростанция, а точнее ее генератор, выдающий мощность 1000 кВт и нам необходимо передать эту мощность потребителю, который находится на расстоянии, например на 100 км от генератора.

Для сравнения электрическую энергию будем передавать напряжением 10 кВ и 100 кВ. При заданных мощности и напряжениях определим величины токов, протекающих в проводах.

I₁ = P/U₁ = 1000 кВт/10 кВ = 100 А.

I₂ = P/U₂ = 1000 кВт/100 кВ = 10 А.

Как мы видим, при увеличении напряжения в 10 раз, ток снижается тоже в 10 раз.

Потери электроэнергии в проводах ЛЭП и не только в них определяются квадратом тока, протекающего в них и сопротивлением самого провода. Для простоты расчет примем сопротивление проводов, равным 10 Ом. Подсчитаем потери мощности для обоих случаев.

P_пот1 = I₁²∙R = 100²∙10 = 100000 Вт = 100 кВт.

P_пот2 = I₂²∙R = 10²∙10 = 1000 Вт = 1 кВт.

Теперь, как мы видим, с ростом напряжения в 10 раз потери электроэнергии снижаются в 100 раз! При более низком напряжении доля потерь в проводах составляет 10 % от мощности, выдаваемой генератором. А при более высоком напряжении эта доля составляет всего 0,1 %. Поэтому очень важным параметров сравнения родов тока является возможность повышать напряжение, а затем его снижать в конечных пунктах.

Можно было бы и не повышать напряжение, а для снижения потерь применять более толстые провода, но такой подход экономически не оправдан, поскольку медные провода стоят денег.

Также можно было бы и не повышать напряжение генератора, а создать такой генератор, который сразу бы выдавал высокое напряжения. Но здесь возникают сложности при изготовлении таких генераторов. Сложности связаны в основном с изоляцией высоковольтных элементов генератора. Короче говоря, изготовить трансформатор на высокое напряжение гораздо проще и дешевле, нежели генератор.

Преимущества переменного тока

Вопрос повышения и снижения переменного напряжения при нынешнем уровне технического развития решается гораздо проще, чем постоянного электрического тока.

Такие преобразования довольно просто выполняются с помощью относительно простого устройства – трансформатора. Трансформатор обладает высоким коэффициентом полезного действия, который достигает 99 %. Это значит, что не более одного процента мощности теряется при повышении или снижении напряжения. К тому же трансформатор позволяет развязать высокое напряжение с более низким, что для большинства электроустановок является очень весомым аргументом.

Применение трехфазной системы переменного тока позволяет еще больше повысить эффективность системы электроснабжения. Для передачи электричества аналогичной мощности потребуется меньше проводов, чем при однофазном переменном токе. К тому же трехфазный трансформатор меньше габаритов однофазного трансформатора равной мощности.

Электрические машины переменного тока, в частности асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором имеют гораздо проще конструкцию, чем двигатели постоянного тока. Главным преимуществом трехфазных асинхронных двигателей является отсутствие коллекторно-щеточного узла. Благодаря чему снижаются расходы на изготовление и эксплуатацию таких электрических машин. Кроме того за счет отсутствия коллекторно-щеточного узла асинхронные двигатели имеют в разы большую мощность по сравнению с двигателями постоянного тока.

Недостатки постоянного тока

Из выше изложенного следуют такие недостатки.

1. Сложность повышения и снижения напряжения, то есть преобразования электроэнергии постоянного тока. В первую очередь это вызвано сложность конструкций преобразователей. Поскольку необходимы мощные полупроводниковые ключи, рассчитанные на высокое напряжение. Отсутствие которых приводит к большому числу последовательно и параллельно соединенных полупроводниковых приборов. В результате снижается надежность всего преобразователя, увеличивается стоимость и возрастают потери мощности.
2. Электрические машины имеют более сложную конструкцию, поэтому менее надежны и более затратные, как в производстве, так и в эксплуатации.
3. Сложности в развязке высокого и низкого напряжений.

Недостатки переменного тока

1. Важнейшим недостатком переменного тока является наличие реактивной мощности. Как известно, конденсатор и катушка индуктивности проявляют свои реактивные свойства только в цепях переменного тока. Проще говоря, катушка и конденсатор создают реактивное сопротивление переменному току, но не потребляю его.
   В результате этого из полной мощности, отдаваемой генератором переменного тока, часть мощности не затрачивается на выполнение полезной работы, а лишь бесполезно циркулирует межу генератором и нагрузкой. Такая мощность называется реактивной и является вредной. Поэтому ее стараются минимизировать.

Однако большинство нагрузок – двигатели, трансформаторы и сами провода являются индуктивными элементами. А чем больше индуктивность, тем большую долю составляет реактивная мощность от полной и с этим нужно бороться.

2. Второй главный недостаток переменного тока заключается в том, что он протекает не по всему сечению проводника, а вытесняется ближе к его поверхности. В результате снижается площадь, по которой протекает электрический ток, что в свою очередь приводит к увеличению сопротивления проводника и к росту потерь мощности в нем.

Чем выше частота, тем сильнее вытесняется ток к поверхности проводника и в конечном счете, тем выше потери мощности.

Преимущества постоянного тока

1. Главное преимущество электрической энергии постоянного тока – это отсутствие реактивной мощности. А это значит, что вся мощность, выработанная генератором, потребляется нагрузкой за вычетом потерь в проводах.
2. Постоянный ток в отличие от переменного протекает по всему сечению проводника.

Указанные два пункта приводят к тому, что если передавать одну и ту же мощность при равных напряжениях постоянным и переменным токами, то потери мощности электроэнергии постоянным током были бы почти в два раза меньше, чем при переменном токе.

К тому же, если рассматривать такие бытовые электронные устройства как ноутбуки, компьютеры, телевизоры и т. п., то все они имеют блоки питания, преобразующие переменное напряжение 220 В (230 В) в постоянное напряжение более низкой величины. А такие преобразования связаны с частичной потерей мощности.

Кроме того, как было сказано ранее, трехфазный асинхронный двигатель (АД) можно подключить напрямую к сети 380 В, что вполне оправдано в том случае, когда не требуется изменять режим работы двигателя. Но если необходимо изменять частоту вращения его вала, то нужно на обмотки статора подавать напряжение, частота и амплитуда которого должны изменяться пропорционально, согласно закону Костенка. Для этого применяют трехфазные автономные инверторы (АИ), чаще всего инверторы напряжения. Такие инверторы должны получать питание от источника постоянного напряжения.

 

Также следует заметить, что последним временем начали очень широко применяться солнечные батареи, которые вырабатывают постоянный ток. К тому же, значительно возросла мощность аккумуляторных батарей и повысилась емкость суперконденсаторов, которые также относятся к источникам постоянного тока и с каждым днем находят все большее практическое применение.

Выводы: постоянный или переменный ток

Несмотря на все преимущества постоянного тока, значительная сложность, вызванная преобразованием больших мощностей, главным образом сказывается сложность повышения и понижения постоянного напряжения, сводит на нет указанные выше преимущества. Поэтому, до тех пор, пока не будут разработаны полупроводниковые ключи огромной мощности и соответствующие преобразователи на их основе, переменный ток остается вне конкуренции. К тому же сейчас уже применяются четырехквадрантные преобразователи или активные выпрямители, позволяющие скомпенсировать реактивную составляющую нагрузки, что позволяет получить коэффициент мощности, равный почти единице. Благодаря чему исключается потребление реактивной мощности.

Как вы видите, однозначного ответа на вопрос, какой ток лучше: постоянный или переменный, не существует. Следует сравнивать все преимущества и недостатки для конкретного случая.

Еще статьи по данной теме

Чем отличается переменный ток от постоянного

Хотя электрические приборы мы каждый день используем в повседневной жизни, не каждый может ответить, чем отличается переменный ток от постоянного, несмотря на то, что об этом рассказывается в рамках школьной программы. Поэтому имеет смысл напомнить основные догматы.

Обобщенные определения

Физический процесс, при котором заряженные частицы движутся упорядоченно (направленно), называется электротоком. Его принято разделять на переменный и постоянный. У первого направление и величина остаются неизменными, а у второго эти характеристики меняются по определенной закономерности.

Приведенные определения сильно упрощены, хотя и объясняют разницу между постоянным и переменным электротоком. Для лучшего понимания, в чем заключается это различие, необходимо привести графическое изображение каждого из них, а также объяснить, как образуется переменная электродвижущая сила в источнике. Для этого обратимся к электротехнике, точнее ее теоретическим основам.

Источники ЭДС

Источники электротока любого рода бывают двух видов:

• первичные, с их помощью происходит генерация электроэнергии путем превращения механической, солнечной, тепловой, химической или другой энергии в электрическую;
• вторичные, они не генерируют электроэнергию, а преобразуют ее, например, из переменной в постоянную или наоборот.

Единственным первичным источником переменного электротока является генератор, упрощенная схема такого устройства показана на рисунке.

Упрощенное изображение конструкции генератора

Обозначения:

• 1 – направление вращения;
• 2 – магнит с полюсами S и N;
• 3 – магнитное поле;
• 4 – проволочная рамка;
• 5 – ЭДС;
• 6 – кольцевые контакты;
• 7 – токосъемники.

Принцип работы

Механическая энергия преобразуется изображенным на рисунке генератором в электрическую следующим образом:

за счет такого явления, как электромагнитная индукция, при вращении рамки «4», помещенной в магнитное поле «3» (возникающее между различными полюсами магнита «2»), в ней образуется ЭДС «5». Напряжение в сеть  подается через токосъемники «7» с кольцевых контактов «6», к которым подключена рамка «4».

Видео: постоянный и переменный ток — отличия

Что касается величины ЭДС, то она зависит от скорости пересечения силовых линий «3» рамкой «4». Из-за особенностей электромагнитного поля минимальная скорость пересечения, а значит и самое низкое значение электродвижущей силы будет в момент, когда рамка находится в вертикальном положении, соответственно, максимальное — в горизонтальном.

Учитывая изложенное выше, в процессе равномерного вращения индуктируется ЭДС, характеристики величины и направления которого изменяются с определенным периодом.

Графические изображения

Благодаря применению графического метода, можно получить наглядное представление динамических изменений различных величин. Ниже приведен график изменения напряжения с течением времени для гальванического элемента 3336Л (4,5 В).

Горизонтальная ось отображает время, вертикальная – напряжение

Как видим, график представляет собой прямую линию, то есть напряжение источника остается неизменным.

Теперь приведем график динамики изменения напряжения в течение одного цикла (полного оборота рамки) работы генератора,.

Горизонтальная ось отображает угол поворота в градусах, вертикальная — величину ЭДС (напряжение)

Для наглядности покажем начальное положение рамки в генераторе, соответствующее начальной точке отчета на графике (0°)

Начальное положение рамки

Обозначения:

• 1 – полюса магнита S и N;
• 2 – рамка;
• 3 – направление вращения рамки;
• 4 – магнитное поле.

Теперь посмотрим, как будет изменяться ЭДС в процессе одного цикла вращения рамки. В начальном положении ЭДС будет нулевым. В процессе вращения эта величина начнет плавно возрастать, достигнув максимума в момент, когда рамка будет под углом 90°. Дальнейшее вращение рамки приведет к снижению ЭДС, достигнув минимума в момент поворота на 180°.

Продолжая процесс, можно увидеть, как электродвижущая сила меняет направление. Характер изменений поменявшей направление ЭДС будет таким же. То есть она начнет плавно возрастать, достигнув пика в точке, соответствующей повороту на 270°, после чего будет снижаться, пока рамка не завершит полный цикл вращения (360°).

Если график продолжить на несколько циклов вращения, мы увидим характерную для переменного электротока синусоиду. Ее период будет соответствовать одному обороту рамки, а амплитуда – максимальной величине ЭДС (прямой и обратной).

Теперь перейдем к еще одной важной характеристике переменного электротока – частоте. Для ее обозначения принята латинская буква «f», а единица ее измерения – герц (Гц). Этот параметр отображает количество полных циклов (периодов) изменения ЭДС в течение одной секунды.

Определяется частота по формуле:  . Параметр «Т» отображает время одного полного цикла (периода), измеряется в секундах. Соответственно, зная частоту, несложно определить время периода. Например, в быту используется электроток с частотой 50 Гц, следовательно, время его периода будет две сотых секунды (1/50=0,02).

Трехфазные генераторы

Заметим, что наиболее экономически выгодным способом получения переменного электротока будет использование трехфазного генератора. Упрощенная схема его конструкции показана на рисунке.

Устройство трехфазного генератора

Как видим, в генераторе используются три катушки, размещенные со смещением 120°, соединенные между собой треугольником (на практике такое соединение обмоток генератора не применяется в виду низкого КПД). При прохождении одного из полюсов магнита мимо катушки, в ней индуктируется ЭДС.

Графическое изображение сгенерированного трехфазного электротока

Чем обосновано разнообразие электротоков

У многих может возникнуть вполне обоснованный вопрос – зачем использовать такое разнообразие электротоков, если можно выбрать один и сделать его стандартным? Все дело в том, что не каждый вид электротока подходит для решения той или иной задачи.

В качестве примера приведем условия, при которых использовать постоянное напряжение будет не только не выгодно, ни и иногда невозможно:

• задача передачи напряжения на расстояния проще реализовывается для переменного напряжения;
• преобразовать постоянный электроток для разнородных электроцепей, у которых неопределенный уровень потребления, практически невозможно;
• поддерживать необходимый уровень напряжения в цепях постоянного электротока значительно сложнее и дороже, чем переменного;
• двигатели для переменного напряжения конструктивно проще и дешевле, чем для постоянного. В данном пункте необходимо заметить, что у таких двигателей (асинхронных) высокий уровень пускового тока, что не позволяет их использовать для решения определенных задач.

Теперь приведем примеры задач, где более целесообразно использовать постоянное напряжение:

• чтобы изменить скорость вращения асинхронных двигателей требуется, изменить частоту питающей электросети, что требует сложного оборудования. Для двигателей, работающих от постоянного электротока, достаточно изменить напряжение питания. Именно поэтому в электротранспорте устанавливают именно их;
• питание электронных схем, гальванического оборудования и многих других устройств также осуществляется постоянным электротоком;
• постоянное напряжение значительно безопаснее для человека, чем переменное.

Исходя из перечисленных выше примеров, возникает необходимость в использовании различных видов напряжения.

Принцип работы, отличия постоянного от переменного электрического тока

Электрический ток— это направленное или упорядоченное движение заряженных частиц: электронов в металлах, в электролитах — ионов, а в газах — электронов и ионов. Электрический ток может быть как постоянным, так и переменным.

Определение постоянного электрического тока, его источники

Постоянный ток ( DC, по-английски Direct Current) — это электрический ток, у которого  свойства и направление не меняются с течением времени. Обозначается постоянный ток и напряжение в виде короткой горизонтальной черточки или двух параллельных, одна из которых штриховая.

Постоянный ток используется в автомобилях и в домах, в многочисленных электронных приборах: ноутбуки, компьютеры, телевизоры и т. д. Перемеренный электрический ток  из розетки преобразуется в постоянный при помощи блока питания или трансформатора напряжения с выпрямителем.

Любой электроинструмент, устройство или прибор, работающие от батареек так же являются потребителями постоянного тока , потому что батарея или аккумулятор- это исключительно источники постоянного тока, который при необходимости преобразуется  в переменный с использованием специальных преобразователей (инверторов).

Принцип работы переменного тока

Переменный ток  (AC по-английски Alternating Current)- это электрический ток, который изменяется по величине и направлению с течением времени. На электроприборах условно обозначается отрезком синусоиды « ~ ».
Иногда после синусоиды могут указываться характеристики переменного тока — частота, напряжение, число фаз.

Переменный ток может быть как одно- , так и  трёхфазным, для которого мгновенные значения тока и напряжения меняются по гармоническому закону.

Основные характеристики переменного тока — действующее значение напряжения и частота.

Обратите внимание, как на левом графике для однофазного тока меняется направление и величина напряжения с переходом в ноль за период времени Т, а на втором графике для трехфазного тока существует смещение трех синусоид на одну третью периода. На правом графике 1 фаза обозначена буквой «а», а вторая буквой «б». Хорошо известно, что в домашней розетке 220 Вольт. Но мало кто знает, что это действующие значение переменного напряжения, но амплитудное или максимальное значение будет больше на корень из двух, т.е будет равно 311 Вольт.

Таким образом, если у постоянного тока величина напряжения и направление не изменяются в течении времени, то у переменного тока- напряжение постоянно меняется по величине и направлению (график ниже нуля это обратное направление).

И так мы подошли к понятию частота— это отношение числа полных циклов  (периодов) к единице времени периодически меняющегося  электрического тока. Измеряется в Герцах. У нас и в Европе частота равна 50 Герцам, в США- 60 Гц.

Что означает частота 50 Герц? Она означает, что у нас переменный ток меняет свое направление на противоположное и обратно (отрезок Т- на графике) 50 раз за секунду!

Источниками переменного тока являются все розетки в доме и все то, что подключено напрямую проводами или кабелями  к электрощиту. У многих возникает вопрос: а почему  в розетке не постоянный ток? Ответ прост. В сетях переменного тока легко и с минимальными потерями преобразовывается величина напряжения до необходимого уровня при помощи трансформатора в любых объемах. Напряжение необходимо увеличивать для возможности передачи электроэнергии на большие расстояния с наименьшими потерями в промышленных масштабах.  С электростанции, где стоят мощные электрогенераторы, выходит напряжение величиной 330 000-220 000 Вольт, далее возле нашего дома на трансформаторной подстанции оно преобразуется с величины 10 000 Вольт в трехфазное напряжение 380 Вольт, которое и приходит в многоквартирный дом, а к нам в квартиру приходит однофазное напряжение, т. к. между фазой и нулем или землей напряжение равняется 220 В, а между разноименными фазами в электрощите 380 Вольт.

И еще одним из важных достоинств переменного напряжения является то, что асинхронные электродвигатели переменного тока конструктивно проще и работают значительно надежнее, чем двигатели постоянного тока.

Как переменный ток сделать постоянным

Для потребителей, работающих на постоянном токе- переменный преобразуется при помощи  выпрямителей.

1. Первоначальный этап преобразования— это подключение диодного моста, состоящего из 4 диодов достаточной мощности (на рисунке ниже), который срезает верхние границы переменных синусоид или делает ток однонаправленным.
2. Второй этап— это подключение параллельно на выход с диодного мостика конденсатора или сглаживающего фильтра, который исправляет провалы между пиками синусоид. Обратите внимание, как выглядит синусоида после прохождения через диодный мост (на рисунке выделена зеленным цветом).

   И как уменьшаются пульсации (изменения напряжения) после подключения конденсатора- на рисунке выделено синим цветом.

3. Далее при необходимости для уменьшения уровня пульсаций,  дополнительно могут применяются стабилизаторы тока или  напряжения.

Преобразователь постоянного тока в переменный

Если с преобразованием переменного тока в постоянный не возникает сложностей, то со обратным преобразованием все гораздо сложнее. В домашних условиях для этого используется инвертор — это генератор периодического напряжения из постоянного, по форме приближённого к синусоиде.

Инвертор технически сложное устройство, поэтому и цены на него не маленькие. Стоимость зависит напрямую от выходной максимальной мощности переменного тока.

Как правило, преобразование постоянного тока требуется в редких случаях. Например, для подключения от бортовой электросети автомобиля домашних электроприборов, инструмента и т. п. в походе, на даче и т. д.

Что такое фаза, ноль, заземление читайте в следующей нашей статье.

Постоянный и переменный ток. Значение трансформаторов.

Без электричества и электрических приборов уже попросту невозможно представить современный мир. Всё к чему мы так привыкли: освещение, бытовые приборы, компьютеры, телевизоры – так или иначе связано с электропитанием. Однако, стоит отметить, что одни приборы работают от переменного тока, а другие – питаются от источников постоянного тока.

Постоянным током называют ток, который в течение некоторого промежутка времени не меняет своего направления и величины. Таким образом, постоянный ток имеет постоянное напряжение и силу тока.

Постоянный ток используется:

• Для передачи электроэнергии на высоковольтных линиях электропередач (например, 500 кВ). Это связано с тем, что если применять переменный ток того же напряжения, с учетом амплитудных значений напряжений и их перепада, то такие напряжения могут превышать величину напряжения постоянного тока в несколько раз. Использование переменного тока в высоковольтных проводах приведет к дополнительным тратам на изоляционные материалы, что значительно увеличит стоимость ЛЭП.
• В контактных сетях электрического транспорта – троллейбусов и трамваев – до 3000 В.
• В сетях до 1000 В для электродвигателей с тяжелыми условиями пуска – прокатные станы, центрифуги и прочее.
• Для электросетей до 500 В, используемых для грузоподъемных механизмов – подъемных электрических кранов.
• В качестве источника питания различных переносных бытовых приборов – фонарики, аудиоприёмники, диагностические приборы, мультиметры, мобильные телефоны.

Поток электронов идет строго по прямой линии, никак не колеблясь и не изменяясь. У такого тока нет частоты, потому что нет колебаний. Поток электронов (каждый электрон) двигается строго в одном направлении от «минуса» к «плюсу». Поэтому в батарейках так важно соблюдать полярность. Если подключите два «минуса» или два «плюса», ток просто не потечет.

Стоит отметить, что в условиях тяжелого пуска – то есть если пусковой момент высок, а требуется плавное регулирование скорости, тягового усилия и пускового момента – применяются двигатели постоянного тока. Таковыми, например, являются двигатели электротранспорта, электрических мельниц, центрифуг.

Постоянный ток, чаще всего можно встретить в различных элементах питания – аккумуляторах и батарейках. Скажем, в автомобилях используется аккумуляторы постоянного тока напряжением 12 В; для строительной техники, например, экскаваторов, бульдозеров используются аккумуляторы, имеющие напряжение в 24 В. Аккумулятор мобильного телефона автора статьи – постоянного тока напряжением 3,7 В.

Каждый источник постоянного тока имеет две клеммы или разъема, обозначаемые как плюс (+) и минус (-). Считается, что постоянный ток движется от плюсовой клеммы (+) к минусовой (-), при этом, между ними можно подключить оборудование (например лампочку). 

На самом деле, процессы, протекающие в электросети постоянного тока происходят очень быстро, и изобразить их в реальном времени не представляется возможным.

Схематично, действие постоянного тока в простейшей сети, многократно замедленное. Оно дает наиболее полное представление о процессах, происходящих в сети постоянного тока.

Переменный ток – это ток, который за определенный промежуток времени, меняет свое направление. Частота смены направления измеряется в герцах. 1 герц (Гц) означает, что за одну секунду совершен полный цикл смены направления (туда-обратно). В Европейских странах, в том числе и в России, в бытовых электросетях используется однофазный переменный ток, имеющий частоту 50 Гц, то есть меняющий своё направление 100 раз в секунду.

Таким образом, за одну секунду через нить лампы, горящей на обычном письменном столе, ток проходит 50 раз в одном направлении и пятьдесят раз в обратном.

В американских и канадских электросетях используется переменный ток с частотой в 60 Гц, вместо общепринятого переменного тока с частотой в 50 Гц.

Также, как источник постоянного тока имеет две клеммы – плюсовую и минусовую, источник однофазного переменного тока имеет две клеммы или разъема, называемые «фаза» и «ноль».

Кстати, переменный ток в домашней розетке называется однофазным, как раз из-за наличия одного разъема «фаза». Величина напряжения переменного однофазного тока равна 220 В.

Переменный ток действует следующим образом: переменный ток начинает движение из «фазы» в сторону «нуля», доходит до него, останавливается, и затем, движется в обратном направлении.

Особенностями переменного однофазного тока являются:

• Среднее значение силы переменного тока за период равняется нулю.
• Переменный ток за период меняет не только направление движения, но и свою величину.
• Действующее значение силы переменного тока – это сила такого постоянного тока, при которой средняя мощность, которая выделяется в проводнике в цепи переменного тока, равна мощности, которая выделяется в том же проводнике в цепи постоянного тока. Когда говорят о токах и напряжении в сети переменного тока, имеют в виду их действующие значения.

Поток электронов постоянно колеблется с определенной частой (в 50 герц), образуя синусоиду (волнистую линию).
Поток электронов двигается как угодно, отдельные электроны в потоке тоже движутся хаотично. Для переменного тока не требуется соблюдать полярность.

 

Действующее напряжение сети переменного тока в обыкновенной бытовой розетке составляет напряжение в сети 220 вольт.

Широкое применение переменного тока в технике и для бытовых нужд вызвано тем, что, переменный ток легко трансформируется. Напряжение в сети переменного тока может быть легко повышено или понижено при помощи специального устройства –трансформатора.

Трансформатор — электромагнитное устройство, которое преобразует посредством электромагнитной индукции переменный ток таким образом, что напряжение в сети уменьшается либо увеличивается в несколько раз без изменения частоты, и практически без потери мощности.

Для преобразования напряжения переменного тока в сторону уменьшения (например, силовые трансформаторы с 10 000 В городских сетей до 220 В домашней сети) применяются понижающие трансформаторы. Для преобразования напряжения сетей в сторону повышения – повышающие трансформаторы.

 

Постоянный ток и переменный ток отличия ᐉ читать на Elektro.in.UA

Солнечные панели вырабатывают напряжение постоянного тока в 12, 24, 48 вольт и выше. Так как большинство электрических устройств работают от напряжения переменного тока, то подключать питание от солнечных батарей необходимо через специальный инвертор. Рассмотрим, чем отличаются эти напряжения и как происходит их преобразование.

Переменное напряжение и его отличия от постоянного

Под переменным понимают электрический ток, имеющий возможность изменяться в зависимости от того, в каком направлении движутся частицы имеющие заряд. Самыми важными характеристиками переменного тока можно назвать напряжение с частотой. На объектах разного типа, в зависимости от технических требований, может применяться переменное напряжение с определенной частотой. Стандартные параметры, от которых работают все бытовые приборы, это напряжение 220 вольт при условии, что частота составляет 50 Гц. Стоит сказать, что под частотой понимают то, сколько раз в течение одной секунды менялось направление частиц, имеющих заряд. Следовательно, если частота напряжения составляет 50 Гц, то направление движения электронов за секунду меняется 50 раз. Отсюда сами собой напрашиваются выводы, что переменный ток отличается от постоянного изменчивостью движения его заряженных частиц.

Основная причина, почему по централизованным сетям подается переменный ток, объясняется более простой и дешевой схемой его транспортировки. Кроме того, величину переменного напряжения можно легко преобразовать до требуемых значений, выполняя подключение оборудования через трансформаторы, работа которых приводит к минимальным потерям электроэнергии. В конечном результате переменный ток выводится к потребителю через розетки электропитания.

Преобразование тока из постоянного в переменный

Как говорилось выше, вырабатываемый солнечными панелями постоянный ток мало для чего пригоден. Особенно, когда солнечная электростанция подключена к зеленому тарифу, получаемое электричество необходимо преобразовать в переменное, а также выпрямить до стандартных параметров. Для этой цели используются следующие типы инверторов:

• автономные – предназначены для локальной электрической сети и зарядки аккумуляторных батарей;
• сетевые инверторы – преобразовывают ток в переменный, чтобы транспортировать по общей сети;
• гибридные – обладают двумя функциями, позволяя и аккумуляторы заряжать, и выпрямлять напряжение под параметры общей сети.

Преобразование тока в переменный из постоянного происходит за счет того, что инвертор следит за фазой сети и непрерывно поддерживает напряжение на выходе немного выше сетевого. Следит за процессом микропроцессор в конструкции инвертора. Он отслеживает текущую форму переменного напряжения в сети и выводит аналогичное напряжение преобразованного из постоянного тока. Чтобы исключить сбой в работе инвертора, необходимо периодически проверять выходное напряжение на соответствие сетевых параметров.

Проектируем электрику вместе: Постоянный и переменный ток

Постоянный ток (DC).. Свободные электроны.. Направление электрического тока.. Переменный ток (AC).. Преимущества переменного тока.. Трансформатор напряжения (тока).. Постоянный ток

Электрическим током называется направленное движение носителей электрического заряда (в проводниках – это свободные электроны) под действием электрического поля.
Если полярность источника электрической энергии не меняется, то направление движения электронов в проводнике остается неизменным все время, когда цепь замкнута.

В такой цепи электроны выходят из отрицательного полюса (минус источника) и двигаются к положительному полюсу (плюс источника)  – одноименные заряды отталкиваются, противоположные — притягиваются.

Такое, неизменное по направлению движение носителей электрического заряда под действием электрического поля называется постоянным током.
Общим обозначением для любого источника постоянного тока (напряжения) является символ батареи (рис. 1).

Рис. 1. Постоянный ток (Direct Current — DC)

Важно напомнить, что в физике за направление электрического тока принимают направление движения положительных зарядов (от плюса источника к минусу), т. е. противоположное истинному направлению. Причины такого несоответствия были рассмотрены здесь.

Рис. 2. Постоянный ток не меняет своего направления во времени, хотя величина его может меняться.  

Этот тип электрического тока  используется в большинстве игрушек, в многочисленных электронных приборах (телефоны, смартфоны, плеера, ноутбуки и т. д.), в автомобильной электронике и других устройствах, использующих аккумуляторы и выпрямители переменного тока.
                             

  Переменный ток

Электрический ток может протекать  в электрической цепи двумя разными способами.
При наличии постоянного источника электрической энергии мы имеем в такой цепи постоянный ток.

Если полярность источника электрической энергии периодически меняется, то мы имеем в такой цепи переменный ток (рис. 3). В этом случае направление электрического поля в проводнике меняется с частотой сети, а свободные электроны совершают колебательные движения относительно некоторого положения равновесия. При этом свободные электроны не движутся ни в одну, ни в другую сторону, но под действием переменного электрического поля (изменяющегося по синусоидальному закону) они совершают колебания в полном соответствии с изменениями электрического поля.

Рис. 3. Переменный ток (Alternating Current — AC)  
          

                                                                       

Таким образом, переменный ток — это ток, который с определенной периодичностью (50 или 60 раз в секунду — в зависимости от электрической системы, принятой в стране) меняет направление движения и величину (рис. 4).
У нас в России в бытовой сети используется стандарт переменного напряжения и тока  — 220 В, 50 Гц в отличие от США, где переменный ток в розетках меняет свое направление 60 раз в секунду (60 Гц). Под эти параметры сети рассчитаны все бытовые потребители (светильники, электродвигатели пылесосов и холодильников, стиральные машины и др.). Многие бытовые электроприборы работают на постоянном токе при напряжении в 5-12 вольт, однако из сети они получают переменный ток, а затем внутри электроприборов переменный ток с помощью выпрямительных устройств преобразуется в постоянный, если в этом есть необходимость.

Рис. 4. В течение одного периода колебания величина тока повышается до максимума, затем проходит через ноль, а потом происходит обратный процесс, но уже с другим знаком.

В чем преимущества переменного тока?

Можно спросить, а зачем нужен такой ток, в чем его преимущество?
Действительно, в некоторых случаях переменный ток (AC) не имеет никакого практического преимущества по сравнению с постоянным током (DC).
В тех случаях, когда электроэнергия используется для рассеивания энергии в виде тепла, полярность или направление тока не имеет значения до тех пор, пока существует достаточное напряжение и ток в нагрузке для получения требуемого тепла (рассеиваемой мощности).

Вместе с тем, на переменном токе можно построить электрические генераторы и двигатели, которые будут более простыми и более надежными, чем на постоянном токе.
Но главное, переменный ток наилучшим образом подходит для передачи электроэнергии на дальние расстояния.
Это становится возможным при использовании такого устройства, как трансформатор (рис. 5).

Рис. 5. Трансформатор «преобразует» переменное напряжение и ток.

В простейшем случае трансформатор представляет собой две индуктивные катушки, расположенные на общем сердечнике.
Если мы активируем одну катушку переменным током, то за счет эффекта взаимной индукции в другой катушке также будет создаваться напряжение переменного тока. Если количество витков W2 > W1, то и напряжение U2 > U1. И наоборот.

Способность трансформатора легко увеличивать или уменьшать напряжение переменного тока простым изменением числа витков вторичной обмотки дает переменному току непревзойденное преимущество в области распределения электроэнергии (рис. 6).

Рис. 6

При помощи трансформатора низкое напряжение вначале преобразуется в высокое напряжение, после чего его можно передавать на любые расстояния (при меньших значениях тока, меньшем диаметре проводов, с меньшими тепловыми потерями энергии).
У потребителей происходит обратное преобразование тока высокого напряжения – в переменный ток низкого напряжения.

Похожие статьи: 1. Взаимодействие электрических зарядов. Закон Кулона
                              2. Направление электрического тока
                              3. Что такое электрический ток?
                              4. Проводники и изоляторы. Полупроводники
                              5. О скорости распространения электрического тока
                              6. Электрический ток в жидкостях 
                              7. Проводимость в газах
                              8. Электрический ток в вакууме
                              9. О проводимости полупроводников
  

Инвертор постоянного или переменного тока: какой лучше выбрать

С момента своего появления и по сегодняшний день сварка прочно удерживает первенство в процессах соединения различных деталей, изделий и элементов металлических конструкций. Такая широкая сфера применения требует большого количества методов и технологий. Для того чтобы иметь возможность варить значительный ассортимент металлов, используют различные виды сварочных токов.

1 / 1

С момента своего появления и по сегодняшний день сварка прочно удерживает первенство в процессах соединения различных деталей, изделий и элементов металлических конструкций. Такая широкая сфера применения требует большого количества методов и технологий. Для того чтобы иметь возможность варить значительный ассортимент металлов, используют различные виды сварочных токов.

Виды сварочного тока

Сварочные трансформаторы выдают на выходе переменный ток (AC) сетевой частоты, то есть 50 герц. Скажем откровенно: сваривание металлов таким способом – процесс достаточно проблематичный. Во-первых, требуются сварщики высокой квалификации, во-вторых, шов получается недостаточно качественным.

Изменение напряжения дуги 100 раз в секунду приводит к соответствующим изменениям в скорости переноса расплавленного металла и температуры сварочной ванны. Результатом этих процессов станет разбрызгивание металла и неравномерность провара. Кроме того, такому виду сваривания свойственен уход шва в сторону.

Лучшие показатели получаются при ведении сварки постоянным (DC) током как прямой, так и обратной полярности (для подключения обратной полярности «+» и «-» источника меняют местами).

Постоянный ток можно получить от сварочного трансформатора с дополнительным силовым выпрямителем. Но, как вы понимаете, это вызовет лишние расходы. Наилучшие возможности предлагают нам инверторы. Здесь можно получить на выходе как переменное, так и постоянное напряжение.

Переменное напряжение сварочных инверторов имеет высокую частоту, за счет чего параметры дуги становятся более стабильными и по своим характеристикам приближаются к параметрам дуги постоянного тока. Некоторые металлы и сплавы можно варить только переменным током, например, алюминий, который имеет очень специфическую оксидную плёнку на поверхности. Эта плёнка может быть разрушена только переменным током. Таким образом, на сегодняшний день мы имеем широко востребованными три вида сварочного тока:

• высокочастотный переменный;

• постоянный прямой полярности;

• постоянный обратной полярности.

Инверторы постоянного и переменного тока

Устройство и отличие

Рассмотрим принцип работы инвертора переменного тока. Преобразование сетевого напряжения в сварочное происходит в следующей последовательности. Вначале оно выпрямляется и поступает на преобразователь, который генерирует высокочастотную последовательность импульсов. Основная идея состоит в том, чтобы на понижающий трансформатор подать напряжение сети 220 вольт с частотой не 50 Гц, а 30 – 70 кГц.

В этом случае значительно снижаются габариты и вес трансформатора. Для того чтобы вы смогли представить себе эту колоссальную разницу, приведем пример: трансформатор мощностью около 5000 Вт, преобразующий напряжение частотой 50 Гц, будет весить около 20 килограммов. Трансформатор такой же мощности, но работающий на частоте 50 кГц будет весить 250грамм. Что вы выберете?   

Далее пониженное до 60 вольт напряжение поступает на сварочный электрод с выхода трансформатора.

Инвертор постоянного тока в большей части повторяет схему инвертора переменного тока. Но на выходе добавлен выпрямитель, который преобразует выходное переменное напряжение в постоянное. 

Что выбрать

С отличиями в устройстве этих типов источников питания для сварочных процессов мы разобрались. Но, по большому счёту, для большинства пользователей устройство источника питания представляет слабый интерес. Более важным для него является назначение различных источников и области их применения. Это и станет, в конце концов, решающим при выборе.

Постарайтесь выбрать сварочный источник питания, который можно подключить к существующей сети без риска её перегрузки. Кроме того, назначение источника должно соответствовать работам, которые вы собираетесь выполнять с его помощью. Для правильного выбора ознакомьтесь с особенностями сваривания различных металлов. 

Отличается ли сварка переменным и постоянным током

Сваривание металлов постоянным током, полученным от инверторных преобразователей, позволяет получить качественный сварной шов даже сварщикам невысокой квалификации. Отсутствие изменений направления и силы тока, свойственные переменному напряжению, обеспечивают ровное и стабильное горение дуги, что приводит к увеличению глубины проплавления металла и создаёт условия увеличения механической прочности сварного соединения.

Ещё одно существенное преимущество сварки постоянным током — уменьшение разбрызгивания металла, которое экономит электроды, присадочные материалы и повышает производительность труда за счёт уменьшения объёмов работ по зачистке швов.

Инверторные преобразователи входят в состав различных аппаратов как источники питания. Аппараты ручной дуговой сварки прекрасно справляются со свариванием стальных и чугунных деталей. Для сваривания нержавеющих сталей и цветных металлов, лучше использовать аппараты аргонно-дуговой сварки. Автомобильный кузов обычно ремонтируют точечной сваркой на базе того же инвертора постоянного тока.

Обратная полярность напряжения имеет свои преимущества и недостатки, в сравнении со свариванием постоянным напряжением прямой полярности. Для реализации этого метода требуются специальные электроды или проволока (в случае работы на полуавтомате). Принятие решения об использовании той или иной полярности зависит от особенностей процесса и вида сварочного оборудования.

Сварку переменным током используют для соединения тугоплавких металлов. В современной практике этот вид применяется для сваривания деталей, имеющих загрязнённую поверхность. Так иногда случается, что очистить деталь либо невозможно, либо очень сложно. Этот метод хорошо справляется с оксидными плёнками на поверхности металлов, даже на алюминии. На крупносерийных производствах сваривание переменным током используют как способ снижения себестоимости работ на изделиях, не требующих особой точности шва.

Делаем выводы: каждый вид имеет место в производстве, но наиболее универсальным и подходящим для дома, гаража, дачи является сварка изделий постоянным током, получаемым от сварочных инверторов. В подтверждение справедливости наших выводов можно привести статистические данные, говорящие о том, что 95,9 % сварочных аппаратов, купленных в Москве в прошлом году, составили аппараты на основе инверторов постоянного тока. Приобрести инверторные аппараты постоянного тока вы можете от производителя КЕДР на официальном сайте:

констант и переменных

Covid-19 привел мир к феноменальному переходу.

За электронным обучением будущее уже сегодня.

Оставайтесь дома, оставайтесь в безопасности и продолжайте учиться !!!

Константы и переменные: Константы — это фиксированные числа, а переменные — это литералы.

Диаметр d окружности радиуса r определяется формулой d = 2r. В этой формуле 2 — фиксированное число, тогда как буквальные числа d и r не фиксированы, потому что они зависят от размера круга.Для кругов разного размера значения d и r будут разными.

Из приведенных выше примеров следует, что в алгебре мы встречаем два типа символов, а именно константы и переменные, как определено ниже.

Константа: Символ, имеющий фиксированное числовое значение, называется константой.
OR
Число перед алфавитом (переменной) называется константой. Переменная: Символ, принимающий различные числовые значения, называется переменной.
OR
Алфавит после числа (константы) называется переменной.

В формулах d = 2r; 2 — константа, тогда как r и d — переменные.

Примечание: В некоторых случаях буквальные числа также рассматриваются как константы. В таких ситуациях предполагается, что конкретное буквальное число примет несколько фиксированных значений. Примеры:

Определите константы и переменные в каждом из следующих элементов: —
i) 8a

Решение:
Константа = 8; Переменная = a

ii) 3d

Решение:
Константа = 3; Переменная = d

iii) 4t

Решение:
Константа = 4; Переменная = t

iv) ab

Решение:
Константа = 0; Переменная = ab

v) 44

Решение:
Константа = 44; Переменная = нет

vi) 21ac

Решение:
Константа = 21; Переменная = a и c

vii) 13r

Решение:
Константа = 13; Переменная = r

viii) 23s

Решение:
Константа = 23; Переменная = s

ix) 3-я

Решение:
Константа = 3; Переменная = r и d

x) 24-я

Решение:
Константа = 24; Переменная = t и h

---

Введение в алгебру

• Добавление литералов
• Вычитание литералов
• Умножение литералов
• Деление литералов

• Константы и переменные

• Коэффициент

Домашняя страница

Covid-19 имеет повлияли на физические взаимодействия между людьми.

Не позволяйте этому влиять на ваше обучение.

Переменные и константы

Переменные и константы

Переменные и константы

Переменные

Переменная — это то, что может изменяться по значению. Переменной может быть количество слов на разных страницах этого буклета, температура воздуха каждый день или экзаменационные отметки, выставленные классу школьников.

Переменную можно сравнить с ящиком для хранения, содержимое которого может часто меняться.Ящику или переменной необходимо дать имя, чтобы отличать его от других. Согласно правилам FORTRAN, имя переменной должно начинаться с буквы и может сопровождаться до пяти символов (только буквы или цифры).

Переменные в FORTRAN бывают разных типов. Вы указываете тип и имя каждой переменной, которую собираетесь использовать, в верхней части вашей программы, после оператора PROGRAM и перед любыми другими исполняемыми строками. Прокомментированные строки не являются исполняемыми, поэтому они могут появляться в любом месте программы.

Если объявления переменных опущены, компилятор сделает определенные предположения, например, что любые переменные, начинающиеся с букв I, J, K, L, M, N, являются INTEGER. Отсутствие спецификации часто приводит к программным ошибкам, и настоятельно рекомендуется всегда объявлять типы переменных. Числовые данные могут быть разделены на целые и действительные числа.

Целые числа

Целые числа — это целые числа без десятичной точки (например, 7, 4563, 99), которые хранятся в целочисленных переменных.

Общая форма объявления целочисленных переменных:

Пример

ЦЕЛОЕ ЦЕЛОЕ, СРЕДНЕЕ, СУММ

Реал

Реальные числа — это дробные числа, включая десятичную точку (например, 0,2, 653,46, 1,0), которые хранятся в вещественных переменных. Действительные числа не могут быть сохранены точно. Точность реальной переменной зависит от компьютера.

Общая форма объявления реальной переменной:

Пример

REAL FRACT, MEAN, STDDEV

Персонажи

Символьные переменные содержат один или несколько символов (например, G или OXFORD).

Общие формы:

ХАРАКТЕР namel, name2, где name1 и name2 - по 1 символу каждое. ХАРАКТЕР * n namel, name2, где name1 и name2 имеют длину n символов каждый. СИМВОЛ namel * nl, name2 * n2, где name1 имеет длину n1, а name2 iS - длину n2.

Константы

Константы — это величины, значения которых не изменяются во время выполнения программы.В FORTRAN они могут быть числового или символьного типа.

Двойная точность

Значения реальных данных обычно называют данными одинарной точности, потому что каждая действительная константа хранится в одной ячейке памяти. Обычно это дает семь значащих цифр для каждого действительного значения. Во многих вычислениях, особенно в тех, которые включают итерацию или длинные последовательности вычислений, одинарной точности недостаточно для выражения требуемой точности. Чтобы преодолеть это ограничение, FORTRAN предоставляет тип данных двойной точности .Каждая двойная точность хранится в двух ячейках памяти, таким образом обеспечивая вдвое больше значащих цифр.

Общая форма объявления переменной двойной точности:

ДВОЙНАЯ ТОЧНОСТЬ namel, name2

Пример

КОРЕНЬ ДВОЙНОЙ ТОЧНОСТИ, VELO

---

Определения управляющих, постоянных, независимых и зависимых переменных в научном эксперименте

Смысл эксперимента состоит в том, чтобы помочь экспериментатору определить взаимосвязь между двумя частями естественного процесса или реакции. Факторы, которые могут изменять значение во время эксперимента или между экспериментами, например температура воды, называются переменными, а те, которые остаются неизменными, например ускорение свободного падения в определенном месте, называются константами.

Константы

Экспериментальные константы — это значения, которые не меняются ни во время, ни между экспериментами. Многие природные силы и свойства, такие как скорость света и атомный вес золота, являются экспериментальными константами. В некоторых случаях свойство можно считать постоянным для целей эксперимента, даже если технически оно может измениться при определенных обстоятельствах.Температура кипения воды изменяется с высотой, а ускорение свободного падения уменьшается с удалением от земли, но для экспериментов в одном месте их также можно считать постоянными.

Независимая переменная

Независимая переменная в эксперименте — это переменная, значение которой ученый систематически изменяет, чтобы увидеть, какой эффект имеют эти изменения. Хорошо спланированный эксперимент имеет только одну независимую переменную, чтобы тест был честным. Если бы экспериментатор изменил две или более переменных, было бы труднее объяснить, что вызвало изменения в экспериментальных результатах.Например, кто-то, пытающийся выяснить, насколько быстро закипает вода, может изменить объем воды или температуру нагрева, но не оба сразу.

Зависимая переменная

Зависимая переменная — это то, что экспериментатор наблюдает, чтобы найти эффект систематического изменения независимой переменной. Хотя в эксперименте может быть несколько зависимых переменных, часто разумнее сосредоточить эксперимент на одной зависимой переменной, чтобы можно было четко выделить связь между ней и независимой переменной.Например, в ходе эксперимента можно проверить, сколько сахара может раствориться в заданном объеме воды при различных температурах. Экспериментатор систематически изменяет температуру (независимая переменная), чтобы увидеть ее влияние на количество растворенного сахара (зависимая переменная).

Контроль

Управляемая переменная — это переменная, которая может изменяться, но которую экспериментатор намеренно сохраняет постоянной, чтобы более четко выделить взаимосвязь между независимой переменной и зависимой переменной.Например, эксперимент, изучающий взаимосвязь между количеством солнечного света (независимая переменная) и высотой их роста (зависимая переменная), должен убедиться, что ни один из других факторов не изменится. Экспериментатор должен контролировать, сколько воды и когда получают растения, в какой тип почвы они высажены и как можно больше других переменных.

Константы и переменные — Константы, переменные и типы данных — GCSE Computer Science Revision

В программе значения данных могут быть константами или переменными .Если значения являются переменными, они могут быть изменены программой и пользователем.

При запуске программы значения данных сохраняются в памяти, пока они обрабатываются.

Константы

Значения данных, которые остаются неизменными каждый раз при выполнении программы, называются константами. Изменения констант не ожидается.

Литеральные константы — это фактические значения, зафиксированные в исходном коде. Примером этого может быть строка символов «привет, мир». Значение данных «hello world» было исправлено в коде.

11v3ahrus8u.0.0.0.1:0.1.0.$0.$2.$3″> Именованные константы — это значения, в которых определено имя, которое будет использоваться вместо буквальной константы. Примером этого может быть утверждение, что «начальный уровень» игры всегда обозначается как 1.

Примерами константы в игре могут быть:

• единица силы тяжести
• количество жизней, доступных для игрок
• количество времени, разрешенное для уровня в игре

Переменные

Переменные — это значения данных, которые могут изменяться, когда пользователю задают вопрос, например, его возраст.Переменные могут изменяться во время выполнения программы.

Переменная — это ячейка памяти. У него есть имя, связанное с этим местом. Эта ячейка памяти используется для хранения данных. Ключевое различие при сравнении константы с переменной заключается в том, что значение, связанное с именем переменной, может измениться во время выполнения программы. Например, «highScore» должен быть переменным, чтобы его можно было изменять на протяжении игры.

Содержимое и организация памяти компьютера не являются фиксированными — так же как и значение, на которое указывает переменная.

Когда данные считываются из переменной, содержимое ячейки памяти копируется и используется в вычислениях.

Переменные, константы и литералы C

Переменные

В программировании переменная — это контейнер (область хранения) для хранения данных.

Чтобы указать область хранения, каждой переменной должно быть присвоено уникальное имя (идентификатор). Имена переменных — это просто символическое представление области памяти. Например:

  int playerScore = 95;  

Здесь playerScore — это переменная типа int .Здесь переменной присвоено целочисленное значение 95 .

Значение переменной можно изменить, отсюда и имя переменной.

  char ch = 'а';
// какой-то код
ch = 'l';  

---

Правила присвоения имени переменной

1. Имя переменной может содержать только буквы (как прописные, так и строчные), цифры и подчеркивание.
2. Первая буква переменной должна быть буквой или знаком подчеркивания.
3. Нет правила относительно длины имени переменной (идентификатора).Однако в некоторых компиляторах могут возникнуть проблемы, если имя переменной длиннее 31 символа.

Примечание: Вы всегда должны пытаться давать значащие имена переменным. Например: firstName — лучшее имя переменной, чем fn .

C — это строго типизированный язык. Это означает, что тип переменной не может быть изменен после того, как он объявлен. Например:

  int number = 5; // целочисленная переменная
число = 5.5; // ошибка
двойной номер; // ошибка  

Здесь тип переменной number — int . Этой переменной нельзя присвоить значение с плавающей запятой (десятичное) 5.5 . Кроме того, вы не можете переопределить тип данных переменной на double . Кстати, чтобы хранить десятичные значения в C, вам нужно объявить его тип как double или float .

Посетите эту страницу, чтобы узнать больше о различных типах данных, которые может хранить переменная.

---

Литералы

Литералы — это данные, используемые для представления фиксированных значений. Их можно использовать прямо в коде. Например: 1 , 2,5 , ‘c’ и т. Д.

Здесь 1 , 2,5 и ‘c’ — литералы. Почему? Вы не можете присвоить этим условиям разные значения.

---

1. Целые числа

Целое число — это числовой литерал (связанный с числами) без дробной или экспоненциальной части.В программировании на C есть три типа целочисленных литералов:

• десятичное (основание 10)
• восьмеричное (основание 8)
• шестнадцатеричный (основание 16)

Например:

Десятичный: 0, -9, 22 и т. Д.
Восьмеричный: 021, 077, 033 и т. Д.
Шестнадцатеричный: 0x7f, 0x2a, 0x521 и т. Д. 

В программировании на C восьмеричное начинается с 0 , а шестнадцатеричное — с 0x .

---

2. Литералы с плавающей запятой

Литерал с плавающей запятой — это числовой литерал, имеющий либо дробную, либо экспоненциальную форму.Например:

-2,0
0,0000234
-0,22E-5 

Примечание: E-5 = 10 -5

---

3. Персонажи

Символьный литерал создается заключением одного символа в одинарные кавычки. Например: ‘a’ , ‘m’ , ‘F’ , ‘2’ , ‘}’ и т. Д.

---

4. Последовательности побега

Иногда необходимо использовать символы, которые нельзя ввести или которые имеют особое значение в программировании на C.Например: новая строка (ввод), табуляция, вопросительный знак и т. Д.

Для использования этих символов используются escape-последовательности.

Последовательности побега

Последовательности побега	Персонаж
\ b	Backspace
\ f	Подача формы
\ п	Новая строка
\ r	Возврат
\ т	Горизонтальная вкладка
\ v	Вертикальный язычок
\	Обратная косая черта
\ '	Одиночные кавычки
\ "	Двойные кавычки
\?	Вопросительный знак
\ 0	Нулевой символ

---

Например: \ n используется для новой строки. Обратная косая черта \ вызывает переход от обычного способа обработки символов компилятором.

---

5. Строковые литералы

Строковый литерал — это последовательность символов, заключенная в двойные кавычки. Например:

"хорошо" // строковая константа
"" // константа пустой строки
"" // строковая константа из шести пробелов
"x" // строковая константа, состоящая из одного символа.
"Земля круглая \ n" // выводит строку с новой строкой 

---

Константы

Если вы хотите определить переменную, значение которой нельзя изменить, вы можете использовать ключевое слово const .Это создаст константу. Например,

  const двойной PI = 3,14;  

Обратите внимание, мы добавили ключевое слово const .

Здесь PI — символическая константа; его значение не может быть изменено.

  const двойной PI = 3,14;
PI = 2,9; // Ошибка  

---

Вы также можете определить константу с помощью директивы препроцессора #define . Мы узнаем об этом в учебнике по макросам C.

переменных, констант и литералов Python

Переменные Python

Переменная — это именованное место, используемое для хранения данных в памяти.Полезно думать о переменных как о контейнере, в котором хранятся данные, которые могут быть изменены позже в программе. Например,

  число = 10
  

Здесь мы создали переменную с именем номер . Мы присвоили переменной значение 10 .

Вы можете думать о переменных как о сумке для хранения книг, и эту книгу можно заменить в любой момент.

  число = 10
число = 1,1
  

Первоначально значение числа было 10 .Позже он был изменен на 1.1 .

Примечание : В Python мы фактически не присваиваем значения переменным. Вместо этого Python дает ссылку на объект (значение) переменной.

---

Присвоение значений переменным в Python

Как видно из приведенного выше примера, вы можете использовать оператор присваивания = , чтобы присвоить значение переменной.

Пример 1: Объявление и присвоение значения переменной

  website = "яблоко.com "
печать (веб-сайт)
  

Выход

  apple.com
  

В приведенной выше программе мы присвоили значение apple.com переменной website . Затем мы распечатали значение, присвоенное веб-сайту , то есть apple.com

Примечание : Python — это язык с предполагаемым типом, поэтому вам не нужно явно определять тип переменной. Он автоматически знает, что apple.com является строкой, и объявляет переменную website как строку.

---

Пример 2: Изменение значения переменной

  website = "apple.com"
печать (веб-сайт)

# присвоение нового значения сайту
website = "programiz.com"

печать (веб-сайт)
  

Выход

  apple.com
programiz.com
  

В приведенной выше программе мы изначально присвоили apple.com переменной веб-сайта . Затем значение меняется на programiz.com .

---

Пример 3: Присвоение нескольких значений нескольким переменным

  а, б, в = 5, 3.2, «Привет»

печать (а)
печать (б)
печать (с)
  

Если мы хотим присвоить одно и то же значение нескольким переменным одновременно, мы можем сделать это следующим образом:

  x = y = z = "такой же"

печать (х)
печать (у)
печать (z)
  

Вторая программа присваивает одну и ту же строку всем трем переменным x , y и z .

---

Константы

Константа — это тип переменной, значение которой нельзя изменить. Полезно думать о константах как о контейнерах, содержащих информацию, которую нельзя изменить позже.

Вы можете думать о константах как о сумке для хранения некоторых книг, которые нельзя заменить после помещения в сумку.

---

Присвоение значения константе в Python

В Python константы обычно объявляются и назначаются в модуле. Здесь модуль — это новый файл, содержащий переменные, функции и т. Д., Который импортируется в основной файл. Внутри модуля константы написаны заглавными буквами и подчеркиванием, разделяющим слова.

Пример 3: Объявление и присвоение значения константе

Создайте константу .py :

  PI = 3,14
ВЕС = 9,8
  

Создайте main.py :

  импортная константа

печать (постоянный.PI)
печать (постоянная. ГРАВИРНОСТЬ)
  

Выход

  3,14
9,8
  

В приведенной выше программе мы создаем файл модуля constant.py . Затем мы присваиваем постоянное значение PI и GRAVITY . После этого мы создаем файл main.py и импортируем модуль константы .Наконец, мы печатаем постоянное значение.

Примечание : На самом деле мы не используем константы в Python. Именование их заглавными буквами является условием отделения их от переменных, однако на самом деле это не предотвращает переназначение.

---

Правила и соглашение об именах для переменных и констант

1. Имена констант и переменных должны содержать комбинацию букв в нижнем регистре (от a до z) или прописных (от A до Z ), цифр ( от 0 до 9 ) или символа подчеркивания ( _ ).Например:

   snake_case
   MACRO_CASE
   верблюд
   CapWords 

2. Придумайте логичное имя. Например, гласная имеет больше смысла, чем v .
3. Если вы хотите создать имя переменной, состоящее из двух слов, используйте подчеркивание для их разделения. Например:

   Мое имя
   current_salary 

4. Используйте заглавные буквы, чтобы объявить константу. Например:

   ПИ
   грамм
   МАССА
   СКОРОСТЬ СВЕТА
   ТЕМП 

5. Никогда не используйте специальные символы, такие как!, @, #, $,% И т. Д.
6. Не начинайте имя переменной с цифры.

---

Литералы

Литерал — это необработанные данные, представленные в виде переменной или константы. В Python есть разные типы литералов, они следующие:

Числовые литералы

Числовые литералы неизменяемы (неизменяемы). Числовые литералы могут принадлежать к 3 различным числовым типам: Integer , Float и Complex .

Пример 4: Как использовать числовые литералы в Python?

  a = 0b1010 # Двоичные литералы
b = 100 # Десятичный литерал
c = 0o310 # октальный литерал
d = 0x12c # Шестнадцатеричный литерал

#Float Literal
float_1 = 10.5
float_2 = 1.5e2

#Complex Literal
х = 3,14j

print (a, b, c, d)
print (float_1, float_2)
print (x, x.imag, x.real)
  

Выход

  10 100 200 300
10,5 150,0
3,14j 3,14 0,0
  

В указанной выше программе

• Мы присвоили целочисленные литералы различным переменным. Здесь a — двоичный литерал, b — десятичный литерал, c — восьмеричный литерал и d — шестнадцатеричный литерал.
• Когда мы печатаем переменные, все литералы преобразуются в десятичные значения.
• 10,5 и 1.5e2 — литералы с плавающей запятой. 1,5e2 выражается экспоненциально и эквивалентно 1,5 * 10 ² .
• Мы присвоили комплексный литерал, например, 3.14j переменной x . Затем мы используем мнимый литерал (x.imag) и действительный литерал (x.real) для создания мнимой и действительной частей комплексных чисел.

Чтобы узнать больше о числовых литералах, обратитесь к Python Numbers.

---

Строковые литералы

Строковый литерал — это последовательность символов, заключенная в кавычки. Для строки можно использовать как одинарные, так и двойные или тройные кавычки. И символьный литерал — это одиночный символ, заключенный в одинарные или двойные кавычки.

Пример 7: Как использовать строковые литералы в Python?

  strings = "Это Python"
char = "C"
multiline_str = "" "Это многострочная строка с более чем одним строчным кодом."" "
unicode = u "\ u00dcnic \ u00f6de"
raw_str = r "сырая \ n строка"

печать (строки)
печать (символ)
печать (multiline_str)
печать (юникод)
печать (raw_str)
  

Выход

  Это Python
C
Это многострочная строка с более чем одним строковым кодом.
Юникёде
необработанная \ n строка
  

В приведенной выше программе Это Python — строковый литерал, а C — символьный литерал.

Значение в тройных кавычках "" ", присвоенное multiline_str , является многострочным строковым литералом.

Строка u «\ u00dcnic \ u00f6de» — это литерал Unicode, который поддерживает символы, отличные от английских. В этом случае = представляет Ü , а = представляет ö .

r «необработанная \ n строка» — необработанный строковый литерал.

---

Логические литералы

Логический литерал может иметь любое из двух значений: True или False .

Пример 8: Как использовать логические литералы в Python?

  x = (1 == Истина)
y = (1 == Ложь)
а = Истина + 4
b = Ложь + 10

print ("x is"; x)
print ("у есть", у)
print ("a:", a)
print ("b:", b)
  

Выход

  x верно
y ложно
а: 5
а: 10
  

В приведенной выше программе мы используем логический литерал True и False .В Python True представляет значение как 1 и False как 0 . Значение x равно True , потому что 1 равно True . И значение y равно False , потому что 1 не равно False .

Точно так же мы можем использовать True и False в числовых выражениях в качестве значения. Значение a равно 5 , потому что мы добавляем True , которое имеет значение 1 с 4 .Точно так же b равно 10 , потому что мы добавляем False , имеющее значение 0 , с 10 .

---

Специальные литералы

Python содержит один специальный литерал, то есть Нет . Мы используем его, чтобы указать, что поле не было создано.

Пример 9: Как использовать специальные литералы в Python?

  drink = "Есть в наличии"
food = Нет

def меню (x):
    если x == пить:
        распечатать (выпить)
    еще:
        печать (еда)

меню (напиток)
меню (еда)
  

Выход

  Есть в наличии
Никто
  

В приведенной выше программе мы определяем функцию меню .Внутри меню , когда мы устанавливаем аргумент как напиток , тогда отображается Доступно . И, когда аргумент — food , он отображает None .

---

Буквальные коллекции

Имеется четыре различных набора литералов Литералы списка, литералы Tuple, литералы Dict и литералы Set.

Пример 10: Как использовать коллекции литералов в Python?

  fruit = ["яблоко", "манго", "апельсин"] #list
числа = (1, 2, 3) # кортеж
alphabets = {'a': 'яблоко', 'b': 'мяч', 'c': 'кошка'} # словарь
гласные = {'a', 'e', ​​'i', 'o', 'u'} # set

печать (фрукты)
печать (числа)
печать (алфавиты)
печать (гласные)
  

Выход

  ["яблоко", "манго", "апельсин"]
(1, 2, 3)
{'a': 'яблоко', 'b': 'мяч', 'c': 'кошка'}
{'e', 'a', 'o', 'i', 'u'}
  

В приведенной выше программе мы создали список из фруктов , кортеж из чисел , словарь dict , имеющий значения с ключами, назначенными для каждого значения, и набор из гласных .

Чтобы узнать больше о коллекциях литералов, см. Типы данных Python.

Навыков Графика: Первый Блок

Навыков Графика: Первый Блок

---

---

Цели

Изучив этот блок, вы сможете:

• Определите члены постоянной и переменная.
• Определите, является ли элемент константой или переменной.
• Определить, является ли объект зависимым или независимая переменная.

Переменные и константы

Во многих вводных курсах вы встретите характеристики или такие элементы, как ставки, результаты, доход и т. д., измеряемые числовые значения. Некоторые из них всегда останутся неизменными, и некоторые изменятся. Характеристика или Элемент, который остается неизменным, называется константой . Например, количество пончиков в дюжине всегда равно 12. Это означает, что количество пончиков в дюжине постоянно.

Хотя некоторые из этих характеристик или элементов остаются то же самое, некоторые из этих значений могут отличаться (например, цена дюжины пончики могут меняться от 2,50 до 3,00 долларов), мы называем эти характеристики или элементы переменных . Переменная — это общий термин для любой характеристики или элемент, который меняется. Вы сможете определить, какие характеристики или элементы являются константами, а которые являются переменными.

Пример

Что из перечисленного является переменными, а какое константами?

1. Температура за пределами вашего дома.

   Это переменная. Температура снаружи вашего дома изменится в зависимости от погоды.

2. Количество квадратных футов в комнате размером 12 на 12 футов. Это постоянная величина. Квадратные футы в комнате размером 12 на 12 футов всегда 144 квадратных футов. Это не меняется.
3. Уровень шума на концерте.

   Это переменная. Уровень шума меняется в зависимости от количество людей, говорящих и кричащих в любой момент времени.

---

Найдите минутку, чтобы немного попрактиковаться в Выявлении переменные и константы.
(Нажмите кнопку «Практика» ниже.)
[практика]

---

Взаимосвязи между переменными

Мы выражаем связь между двумя переменными, которую мы обозначены как x и y , указав следующее: значение переменной y зависит от значения переменной x .Мы можем записать взаимосвязь между переменными в уравнение. Например:

y = а + б x

— это пример связи между x и y . переменные. В уравнении также есть буквы «а» и «б». в этом. Это константы, которые помогают определить взаимосвязь между две переменные.

• В этом уравнении переменная y зависит от значений x , a и b.В y — зависимая переменная .
• Значение x , на с другой стороны, не зависит от значений y , a и b. В x — независимая переменная .

Ниже приведен пример, иллюстрирующий, как эти уравнения построены.

В этом руководстве мы будем использовать пример пиццерии, которая берет 7 долларов за простую пиццу с без начинки и 75 центов за каждую добавленную добавку.В общая стоимость пиццы ( у ) зависит от количества начинок ( x ) Вы заказываете. Итак, цена пиццы — это зависимая переменная и число. начинки — независимая переменная. В этом примере оба цена и количество начинок могут меняться, поэтому и являются переменными. Общая стоимость пиццы также зависит от цена простой пиццы и цена за начинку. В нашем примере цена простой пиццы и цена за начинку не меняются, следовательно, это константы.Соотношение цены пиццы и количество начинок можно выразить уравнением формы:

y = а + б x

Если мы знаем, что x (количество начинок) и y (общая цена) представляют собой переменные, что такое a и b? В нашем пример пиццы, «а» — это цена простой пиццы с без начинки, а «b» — цена каждой начинки.Они постоянны. Другими словами, это фиксированные значения, которые определяют как x соотносится с y .

Мы можем составить уравнение, чтобы показать, как общая стоимость пиццы относится к количеству заказанных начинок.

Если мы создадим таблицу этой конкретной связи между x и y , мы увидим все комбинации x и y которые соответствуют уравнению.Например, если обычная пицца (а) стоит 7 долларов США а цена каждой начинки (b) составляет 0,75 доллара, получаем:

и = 7,00 + .75 x

предоставлено:

y = а + б x

л Окончательная цена	а Обычный	б Цена каждого топпинга	х Количество начинок
7 долларов.00	7,00 долл. США	0,75 долл. США	0
7,75	7,00	0,75	1
8,50	7,00	0,75	2
9,25	7.00	0,75	3
10,00	7,00	0,75	4

В следующих разделах мы рассмотрим, как эта информация может отображаться в виде графика.