Постоянный и переменный ток

Постоянный ток (DC) не меняет направление: батарейка, USB, блок питания ноутбука. Переменный (AC) меняет полярность с частотой: в России 50 Гц, то есть 50 раз в секунду ток идёт то туда, то обратно.

Цифры, которые полезно помнить. В розетке «220 В» — это действующее значение (RMS). Амплитуда при этом 220 × 1.414 ≈ 311 В, а размах от пика до пика — 622 В. Когда выбираешь конденсатор или диод «на 400 В», считают именно по амплитуде, а не по надписи на розетке.

Зачем вообще переменный? Его легко трансформировать: трансформатор работает только на переменном токе, повышает напряжение до сотен киловольт для передачи, потом понижает. На постоянном токе трансформатор не работает вовсе — ему нужно меняющееся магнитное поле.

В электронике почти всё питается постоянным током: 3.3 В для ESP32, 5 В для USB, 12 В для моторов. Поэтому в каждом блоке питания стоит выпрямитель: диодный мост превращает переменный в пульсирующий, конденсатор сглаживает, стабилизатор держит ровные 5 В. Осциллограф в этот момент показывает не прямую линию, а пилу с пульсациями — их называют ripple.

Отдельная сущность — переменный сигнал поверх постоянного смещения. Датчик звука выдаёт ±10 мВ вокруг 1.65 В. Для схемы это «переменная составляющая на постоянной»: конденсатор пропускает переменную и не пускает постоянную — так делают развязку между каскадами.

Практический вывод: когда читаешь характеристики, всегда смотри, о каком напряжении речь — постоянном или переменном, и о каком значении: амплитудном, действующем или размахе. Путаница между ними — классическая ошибка при выборе деталей.

Проверь себя

Конденсатор в фильтре блока питания стоит после выпрямителя сети 230 В. Какое минимальное рабочее напряжение брать?

Амплитуда 230 × 1.414 ≈ 325 В, плюс запас на выбросы. Берут 400 В или 450 В. Конденсатор на 250 В в этой точке взорвётся.