Glavna razlika - izmjenična ili istosmjerna struja

Električna energija se može isporučivati ​​ili kao izmjenična struja (AC) ili kao a istosmjerna struja (DC). The glavna razlika između izmjenične i istosmjerne struje je to u istosmjernoj struji elektroni kontinuirano teku u jednom smjeru dok, u izmjeničnoj struji elektroni povremeno osciliraju naprijed -natrag.

Što je istosmjerna struja

U istosmjernoj struji elektroni teku samo u jednom smjeru. Jednosmjerna struja može nastati spajanjem vodiča dviju točaka na različitim električnim potencijalima. Elektroni će tada teći od negativnijeg potencijala prema manje negativnom, sve dok se potencijali održavaju. Na primjer, ako spojimo dvije točke na električnim potencijalima -2 V i -5 V, elektroni će teći s kraja -5 V na kraj -2 V.

Iz povijesnih razloga, smjer struje uzima se da je u suprotnom smjeru od smjera protoka elektrona. Smjer struje u gornjem primjeru je od -2 V do -5 V. Ništa ne teče u ovom smjeru: to je samo konvencija.

Što je izmjenična struja

U izmjeničnoj struji elektroni osciliraju naprijed -natrag. Kuće se obično napajaju izmjeničnom strujom. Ovdje je vodič povezan između potencijala koji povremeno mijenja svoju vrijednost i potencijala koji ostaje na 0 V. Promjenjivi potencijal mijenja svoju vrijednost između pozitivnih i negativnih vrijednosti, tako da se elektroni u vodiču putuju naprijed -natrag. Razlika potencijala primijenjena preko vodiča tada varira sinusno:

Kako se napon mijenja s vremenom u krugovima AC (plavo) i DC (crveno)

Većina elektroničke opreme radi s istosmjernom strujom. Često se izmjenična struja iz napajanja mora pretvoriti u istosmjernu struju prije nego što uređaj može koristiti struju. The glavni razlog korištenja izmjenične struje za prijenos (a ne istosmjerni) je da je povijesno bilo lako promijeniti napon izmjeničnih struja pomoću transformatora. To je značilo da se električna energija mogla prenositi na velike udaljenosti pod visokim naponom i malom strujom. Kada se električna energija prenosi manjom strujom, gubitak snage tijekom prijenosa znatno je manji. Prilikom opskrbe električnom energijom domova, transformator se može koristiti za jednostavno pretvaranje manje struje s visokim naponom u dalekovodima u veću struju s manjim naponom koji se koristi u domovima.

Budući da struja stalno oscilira, snaga koja se raspršuje na bilo kojem uređaju spojenom na izmjeničnu struju također će se povremeno mijenjati. Međutim, za izmjenične struje napon se može okarakterizirati jednim brojem koji se naziva srednji kvadratni (RMS) napon. Za sinusoidnu izmjeničnu struju, RMS napon može se dati u smislu maksimalnog napona (

) kao:

Srednje kvadratni (RMS) napon i maksimalni (vršni) napon za sinusoidni napon

Često se snaga koja se raspršuje pomoću komponente izračunava pomoću RMS napona. RMS napon i frekvencija (koliko puta struja mijenja smjer u sekundi) razlikuju se od zemlje do zemlje. Obično se koriste RMS naponi od 230 V, s frekvencijom od 50 Hz. U SAD -u se napaja RMS naponom od 120 V na frekvenciji 60 Hz.

AC vs DC: Rat struja

Krajem 1800 -ih, Thomas Edison zagovarao je korištenje istosmjerne struje za prijenos električne energije. Međutim, Nikola Tesla i George Westinghouse bili su uvjereni u prednosti izmjenične struje za prijenos na velike udaljenosti. Natjecanje između dvije grupe nazvano je "Rat struja". Rečeno je da se Edison jako potrudio učiniti izmjeničnu struju nepopularnom, uključujući ubijanje životinja izmjeničnom strujom kako bi se ljudi osjećali opasnom. Međutim, na kraju je izmjenična struja trijumfirala i većina prijenosa danas se vrši pomoću izmjenične struje. Međutim, prijenos istosmjerne struje može biti relativno jeftiniji i u današnje vrijeme nije teško promijeniti napon istosmjerne struje. Stoga se za prijenos snage povremeno koriste i visokonaponske istosmjerne struje.

Rat struja: Edison (lijevo) želio je distribuirati električnu energiju pomoću istosmjerne struje, dok je Tesla (desno) želio distribuirati električnu energiju pomoću izmjenične struje.

Razlika između izmjenične i istosmjerne struje

Tok nosača naboja

U Istosmjerna struja, nosači naboja teku samo u jednom smjeru.

U Izmjenična struja, nosači naboja teku naprijed -natrag.

Varijacije snage

U Istosmjerna struja, snaga rasipana preko opterećenja ostaje gotovo konstantna.

U Izmjenična struja, snaga koja se rasipa kroz opterećenje kontinuirano varira.

Kabliranje

Istosmjerna struja mogao prenositi pomoću samo dva kabela.

Izmjenična struja (3-fazni) za prijenos trebaju 3 kabela.

Ljubaznošću slike:

"Thomas Alva Edison, portret u tri četvrtine, sjedi, okrenut prema naprijed", Louis Bachrach, Bachrach Studios, restaurirao Michel Vuijlsteke (Digitalni ID Odjela za ispise i fotografije Kongresne knjižnice Sjedinjenih Država cph.3c05139) [Javna domena], putem Wikimedije Zajedničko

"Fotografija Nikole Tesle (1856-1943) u 34. godini." napisao Napoleon Sarony (razglednica (radiographics.rsna.org)) [Public Domain], putem Wikimedia Commons