Η διαφορά μεταξύ (εναλλακτικό ρεύμα και συνεχές ρεύμα): 13 βήματα

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:32

Όλοι γνωρίζουν ότι η ηλεκτρική ενέργεια είναι ως επί το πλείστον Dc, αλλά τι γίνεται με έναν άλλο τύπο ηλεκτρικής ενέργειας; Γνωρίζετε τον Ac; Τι σημαίνει AC; Μπορεί να χρησιμοποιηθεί στη συνέχεια DC; Σε αυτή τη μελέτη θα γνωρίζουμε τη διαφορά μεταξύ των τύπων ηλεκτρικής ενέργειας, των πηγών, της εφαρμογής και του ιστορικού του πολέμου μεταξύ τους και θα προσπαθήσουμε να θέσουμε ένα τέλος σε αυτόν τον πόλεμο, ας ξεκινήσουμε

Ιστορικός πόλεμος (το AC είναι καλύτερο, το No Dc είναι τέλειο) Καλώς ήρθατε στη δεκαετία του 1880. Υπάρχει ένας μαζικός πόλεμος μεταξύ συνεχούς ρεύματος (DC) και εναλλασσόμενου ρεύματος (AC). Αυτός ο πόλεμος των ρευμάτων, όπως κάθε άλλη σύγκρουση στην ανθρώπινη ιστορία, έχει μια σειρά από ανταγωνιστικές ιδέες για το πώς να παραδώσει καλύτερα την ηλεκτρική ενέργεια στον κόσμο. Και φυσικά, υπάρχουν πολλά χρήματα που πρέπει να γίνουν στην πορεία. Θα μπορούσε λοιπόν ο Τόμας Έντισον και το τάγμα του DC να είναι σταθεροί, ή ο Τζορτζ Γουέστινγκχαουζ και η AC Armada του θα διεκδικούσαν τη νίκη; Αυτή ήταν μια μάχη για το μέλλον της ανθρωπότητας, με άφθονο κακό παιχνίδι. Ας δούμε πώς κατέβηκε. Παρά τις υπέροχες χρήσεις του σε πράγματα όπως smartphone, τηλεοράσεις, φακούς, ακόμη και ηλεκτρικά οχήματα, το συνεχές ρεύμα έχει τρεις σοβαρούς περιορισμούς:

1) Υψηλές τάσεις. Εάν χρειάζεστε υψηλές τάσεις, όπως αυτό που θα χρειαζόταν για να τροφοδοτήσετε ένα ψυγείο ή ένα πλυντήριο πιάτων, τότε η DC δεν είναι κατάλληλη για το έργο. 2) Μεγάλες αποστάσεις. Η DC δεν μπορεί επίσης να διανύσει μεγάλες αποστάσεις χωρίς να τελειώσει ο χυμός της.

3) Περισσότερα εργοστάσια παραγωγής ενέργειας. Λόγω της μικρής απόστασης που μπορεί να διανύσει η DC, πρέπει να εγκαταστήσετε ένα σωρό περισσότερες μονάδες ηλεκτροπαραγωγής σε όλη τη χώρα για να τις πάρετε στα σπίτια των ανθρώπων. Αυτό θέτει σε δύσκολη θέση τον λαό που ζει σε αγροτικές περιοχές.

Αυτοί οι περιορισμοί ήταν ένα τεράστιο πρόβλημα για τον Edison καθώς ο πόλεμος των ρευμάτων συνέχιζε να ξεδιπλώνεται. Πώς επρόκειτο να τροφοδοτήσει μια ολόκληρη πόλη, πόσο μάλλον μια χώρα, όταν η τάση DC μετά βίας μπορούσε να διανύσει ένα μίλι χωρίς να εκτοξευτεί; Η λύση του Έντισον ήταν να έχει έναν σταθμό παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας DC σε κάθε τμήμα μιας πόλης, ακόμη και σε γειτονιές. Και με 121 σταθμούς ισχύος Edison διάσπαρτους σε όλη την Ηνωμένη Πολιτεία, ο Tesla πίστευε ότι το εναλλασσόμενο ρεύμα (ή AC) ήταν η λύση σε αυτό το πρόβλημα.

Το εναλλασσόμενο ρεύμα αντιστρέφει την κατεύθυνση ορισμένες φορές ανά δευτερόλεπτο - 60 στις ΗΠΑ - και μπορεί να μετατραπεί σε διαφορετικές τάσεις σχετικά εύκολα χρησιμοποιώντας έναν επικίνδυνο μετασχηματιστή, ακόμη και μέχρι εκεί [1]. Ο Έντισον, μη θέλοντας να χάσει τα δικαιώματά του κέρδιζε από τα διπλώματα ευρεσιτεχνίας του, ξεκίνησε μια εκστρατεία δυσφήμισης του εναλλασσόμενου ρεύματος. Εξέδωσε παραπληροφόρηση λέγοντας ότι το εναλλασσόμενο ρεύμα ήταν πιο μακριά από το να ηλεκτροδοτεί δημόσια αδέσποτα ζώα χρησιμοποιώντας εναλλασσόμενο ρεύμα για να αποδείξει την άποψή του [2]

Βήμα 1: DC Ρεύμα

Ρεύμα DC

Ορισμός:

είναι το ηλεκτρικό φορτίο μιας κατεύθυνσης ή μιας κατεύθυνσης. Ένα ηλεκτροχημικό στοιχείο είναι ένα εξαιρετικό παράδειγμα ισχύος DC. Το συνεχές ρεύμα μπορεί να ρέει μέσω ενός αγωγού όπως ένα σύρμα, αλλά μπορεί επίσης να ρέει μέσω ημιαγωγών, μονωτών ή ακόμη και μέσω κενού όπως σε δέσμες ηλεκτρονίων ή ιόντων. Το ηλεκτρικό ρεύμα ρέει σε σταθερή κατεύθυνση, διακρίνοντάς το από εναλλασσόμενο ρεύμα (AC). Ένας όρος που χρησιμοποιούνταν παλαιότερα για αυτόν τον τύπο ρεύματος ήταν το γαλβανικό ρεύμα [3].

Βήμα 2: Εργαλεία μέτρησης

Το ρεύμα DC μπορεί να μετρηθεί με πολύμετρο

Το πολύμετρο είναι:

συνδέεται σε σειρά με το φορτίο. Ο αισθητήρας Black (COM) ενός πολύμετρου συνδέεται με τον αρνητικό ακροδέκτη της μπαταρίας. Ο θετικός αισθητήρας (κόκκινος αισθητήρας) συνδέεται με το φορτίο. Ο θετικός ακροδέκτης της μπαταρίας συνδέεται με το φορτίο όπως φαίνεται στο σχήμα (3).

Βήμα 3: Εφαρμογές

Τα διάφορα πεδία παρατίθενται ως εξής:

Supply Τροφοδοσία DC που χρησιμοποιείται σε πολλές εφαρμογές χαμηλής τάσης, όπως φόρτιση μπαταριών κινητής τηλεφωνίας. Σε οικιακό και εμπορικό κτίριο, το DC χρησιμοποιείται για φωτισμό έκτακτης ανάγκης, κάμερες ασφαλείας και τηλεόραση κ.λπ.

● Σε ένα όχημα, η μπαταρία χρησιμοποιείται για την εκκίνηση του κινητήρα, των φώτων και του συστήματος ανάφλεξης. Το ηλεκτρικό όχημα λειτουργεί με μπαταρία (ρεύμα DC).

● Στην επικοινωνία, χρησιμοποιείται παροχή DC 48V. Γενικά, χρησιμοποιεί ένα μόνο καλώδιο για επικοινωνία και χρησιμοποιεί μια γείωση για τη διαδρομή επιστροφής. Οι περισσότερες συσκευές δικτύωσης επικοινωνίας λειτουργούν με ρεύμα DC.

Is Η μετάδοση ισχύος υψηλής τάσης είναι δυνατή με τη γραμμή μετάδοσης HVDC. Υπάρχουν πολλά πλεονεκτήματα των συστημάτων μετάδοσης HVDC έναντι των συμβατικών συστημάτων μετάδοσης HVAC. Ένα σύστημα HVDC είναι πιο αποτελεσματικό από ένα σύστημα HVAC, καθώς δεν παρουσιάζει απώλειες ισχύος λόγω του φαινομένου corona ή του δέρματος.

Σε ένα ηλιακό εργοστάσιο, η ενέργεια που παράγεται με τη μορφή συνεχούς ρεύματος.

Cannot Η τροφοδοσία AC δεν μπορεί να αποθηκευτεί όπως το DC. Έτσι, για την αποθήκευση ηλεκτρικής ενέργειας, το DC χρησιμοποιείται πάντα.

Σε ένα σύστημα έλξης, οι μηχανές ατμομηχανής λειτουργούν με ρεύμα DC. Στις ατμομηχανές ντίζελ επίσης, ο ανεμιστήρας, τα φώτα, το AC και οι πρίζες λειτουργούν με ρεύμα DC [4].

Βήμα 4: Ρεύμα AC

Ορισμός:

είναι ένα ηλεκτρικό ρεύμα που αντιστρέφει περιοδικά την κατεύθυνση, σε αντίθεση με το συνεχές ρεύμα (DC) που ρέει μόνο προς μία κατεύθυνση. Το εναλλασσόμενο ρεύμα είναι η μορφή με την οποία παρέχεται ηλεκτρική ενέργεια σε επιχειρήσεις και κατοικίες

Βήμα 5: Εργαλεία μέτρησης

Μπορεί να μετρηθεί με πολύμετρο ως ρεύμα DC.

Οποιοδήποτε αμπερόμετρο πρέπει να συνδέεται σε σειρά με το κύκλωμα που θα μετρηθεί. Σε ορισμένες περιπτώσεις αυτό γίνεται περίπλοκο, επειδή πρέπει να ανοίξετε το κύκλωμα και να τοποθετήσετε το αμπερόμετρο. Υπάρχει τρόπος να μετρήσετε το ρεύμα χωρίς να ανοίξετε το κύκλωμα, εάν χρησιμοποιείτε μετρητή σφιγκτήρα. Για να μετρήσετε το ρεύμα με αυτό το όργανο, το μόνο που έχετε να κάνετε είναι να το σφίξετε γύρω από το σύρμα που πρόκειται να μετρηθεί, χωρίς να ανοίξετε το κύκλωμα. Προσέξτε να αποφύγετε ηλεκτροπληξίες ή βραχυκυκλώματα, μόλις ενεργοποιηθεί το κύκλωμα.

Βήμα 6: Εφαρμογές

Το AC λύνει τους σοβαρούς περιορισμούς με το DC

Παραγωγή και μεταφορά ηλεκτρικής ενέργειας.

Current Το ρεύμα AC ταξιδεύει καλά σε μικρές και μεσαίες αποστάσεις, με μικρή απώλεια ισχύος

Major Ένα σημαντικό πλεονέκτημα του εναλλασσόμενου ρεύματος είναι ότι η τάση του μπορεί να τροποποιηθεί σχετικά εύκολα χρησιμοποιώντας έναν μετασχηματιστή, ο οποίος επιτρέπει τη μετάδοση ισχύος σε πολύ υψηλές τάσεις προτού μειωθεί σε ασφαλέστερες τάσεις για εμπορική και οικιακή χρήση. Αυτό ελαχιστοποιεί τις απώλειες ενέργειας

Βήμα 7: AC Generation

Για να δημιουργήσουμε AC σε ένα σύνολο σωλήνων νερού, συνδέουμε ένα μηχανικό

μανιβέλα σε ένα έμβολο που κινεί το νερό στους σωλήνες μπρος -πίσω (το "εναλλασσόμενο" ρεύμα μας). Παρατηρήστε ότι το τσιμπημένο τμήμα του σωλήνα εξακολουθεί να παρέχει αντίσταση στη ροή του νερού ανεξάρτητα από την κατεύθυνση ροής. F igure (8): Γεννήτρια τάσης AC. Ορισμένες γεννήτριες εναλλασσόμενου ρεύματος μπορεί να έχουν περισσότερα από ένα πηνία στον πυρήνα οπλισμού και κάθε πηνίο παράγει εναλλασσόμενο emf. Σε αυτές τις γεννήτριες, παράγονται περισσότερα από ένα emf. Έτσι ονομάζονται γεννήτριες πολλαπλών φάσεων. Στην απλοποιημένη κατασκευή τριφασικής γεννήτριας εναλλασσόμενου ρεύματος, ο πυρήνας οπλισμού έχει 6 σχισμές, κομμένες στο εσωτερικό του χείλος. Κάθε υποδοχή απέχει 60 ° η μία από την άλλη. Έξι αγωγοί οπλισμού είναι τοποθετημένοι σε αυτές τις σχισμές. Οι αγωγοί 1 και 4 ενώνονται σε σειρά για να σχηματίσουν πηνίο 1. Οι αγωγοί 3 και 6 σχηματίζουν πηνίο 2 ενώ οι αγωγοί 5 και 2 σχηματίζουν πηνίο 3. Έτσι, αυτά τα πηνία έχουν ορθογώνιο σχήμα και απέχουν μεταξύ τους 120 °

Βήμα 8: Μετασχηματιστής AC

Ο μετασχηματιστής AC είναι μια ηλεκτρική συσκευή που χρησιμοποιείται για την αλλαγή

την τάση στα ηλεκτρικά κυκλώματα εναλλασσόμενου ρεύματος (AC) σε (DC). Ένα από τα μεγάλα πλεονεκτήματα του AC έναντι του DC για τη διανομή ηλεκτρικής ενέργειας είναι ότι είναι πολύ πιο εύκολο να ανεβείτε και να ανεβάσετε τα επίπεδα τάσης με το AC παρά με το DC. Για μετάδοση ισχύος σε μεγάλες αποστάσεις είναι επιθυμητό να χρησιμοποιείτε όσο το δυνατόν υψηλότερη τάση και όσο το δυνατόν μικρότερο ρεύμα. Αυτό μειώνει τις απώλειες R*I2 στις γραμμές μεταφοράς και μπορούν να χρησιμοποιηθούν μικρότερα καλώδια, εξοικονομώντας κόστος υλικού

Βήμα 9: Μετατροπέας AC σε DC

Χρησιμοποιήστε ένα από τα κυκλώματα ανορθωτή (μισό κύμα, πλήρες κύμα ή ανορθωτής γέφυρας) για μετατροπή

η τάση AC σε DC. … Οι ανορθωτές γέφυρας θα το μετατρέψουν σε DC, θα λειτουργούν μόνο 2 δίοδοι ανά πάσα στιγμή, οπότε η έξοδος τάσης του μετασχηματιστή θα μειωθεί κατά 1,4v (0,7 για κάθε δίοδο).

Βήμα 10: Τύποι ανορθωτών

Βήμα 11: Μετατροπέας DC σε DC

είναι ένα ηλεκτρονικό κύκλωμα ή μια ηλεκτρομηχανική συσκευή που μετατρέπει το α

πηγή συνεχούς ρεύματος (DC) από το ένα επίπεδο τάσης στο άλλο. Είναι ένας τύπος μετατροπέα ηλεκτρικής ενέργειας. Τα επίπεδα ισχύος κυμαίνονται από πολύ χαμηλά (μικρές μπαταρίες) έως πολύ υψηλά (μετάδοση ισχύος υψηλής τάσης)

Βήμα 12: Σύνοψη

Από αυτή τη μελέτη συμπεραίνουμε ότι τόσο το AC όσο και το DC έχουν πολλές εφαρμογές, καμία

είναι καλύτερη από την άλλη, καθένας από αυτούς έχει τη δική του εφαρμογή. Χάρη στην Tesla και την Edison για την παραγωγή αυτών των τύπων ηλεκτρικής ενέργειας, επίσης χάρη στην τεχνολογία που βρήκε τρόπους μετατροπής μεταξύ τους

Βήμα 13: Αναφορές

[1] -

[2]-https://www.energy.gov/articles/war-currents-ac-v… 0late%201880s, the%20War%20of%20the%20Currents. & Text = Direct%20current%20is%20not%20ea sily, το%20 λύση%20 έως%20 είναι%20 πρόβλημα

[3]- Βασικά ηλεκτρονικά & γραμμικά κυκλώματα

[4]-https://nanopdf.com/download/direct-current-sourc…

[5]-https://nanopdf.com/download/direct-current-sourc…