Forskjeller mellom vekselstrøm og likestrøm

De forskjell mellom vekselstrøm og likestrøm det er grunnleggende i måten elektroner beveger seg i kablene som leder det. I vekselstrøm er det en oscillerende bevegelse, mens i likestrøm strømmer elektronene i bare én retning: fra den negative til den positive polen..

Men det er flere forskjeller, alt fra generasjon til effektivitet i bruk, sikkerhet og transport. Hver og en har sine fordeler og ulemper, så bruken av den ene eller den andre avhenger av applikasjonen.

	Vekselstrøm	Likestrøm
Nåværende retning	Toveis (oscillerende).	Enveis (ensartet).
Fontene	Alternatorer.	Batterier, batterier, dynamoer.
Kilder til elektromotorisk kraft (f.m)	Oscillerende eller roterende ledere eller ledere i nærvær av magnetfelt.	Elektrokjemiske reaksjoner inne i celler og batterier. Byttet eller rettet vekselstrømsgenerator med dioder.
Driftsfrekvens	I innenlandske og industrielle uttak 50Hz eller 60Hz	0 Hz
Driftsspenning	110 V eller 220 V	1,5V; 9V; 12V eller 24V
Langdistanse overføringsspenning	Opptil 380 000 volt.	Den kan ikke transporteres lange avstander fordi den har mye tap.
Forsterker som sirkulerer i en 1 hk motor	Enfaset 110V 60Hz: 16 ampere.	Ved 12 volt DC: 100 ampere.
Maksimal strøm per Joule forbruk	110V: 0,01 A / J  220V: 0,005 A / J	12V: 0,08 A / J 9V: 0,1 A / J
Passive elementer i kretsløp	Impedanser: -Motstandsdyktig -Kapasitiv -Induktiv	-Utholdenhet
Fordel	Lavt tap ved transport.	Det er trygt fordi det er lavspenning. Oppbevares i celler og batterier.
Ulemper	Usikker på grunn av høy driftsspenning.	Den kan ikke transporteres lange avstander fordi den har mye tap.
applikasjoner	Innenriks og industri: vaskemaskiner, kjøleskap, produksjonsanlegg.	Bærbart elektronisk utstyr: smarttelefoner, bærbare datamaskiner, radioer, lommelykter, klokker.

Vekselstrøm

Det er ikke mulig å snakke om vekselstrøm uten å nevne Nikola Tesla (1846-1943), ingeniøren av serbokroatisk opprinnelse som oppfant og promoterte den. Han var den som genererte flest patenter for applikasjoner, transport og bruk.

Alle disse patentene ble tildelt det amerikanske selskapet Westinghouse Electric Co. av skaperen, for å få den nødvendige finansieringen for eksperimenter og prosjekter.

De første testene i vekselstrøm ble laget av en av hovedpionerene innen elektrisitet: Michael Faraday (1791-1867), som oppdaget elektromagnetisk induksjon og bygde den første vekselstrømsgeneratoren.. 

En av de første praktiske bruksområdene i 1855 var elektroterapi med vekselstrøm for aktivering av muskelsammentrekning. For denne typen behandling var vekselstrøm mye bedre enn likestrøm..

Senere i 1876 oppfant den russiske ingeniøren Pavel Yáblochkov et belysningssystem basert på lysbuelys og vekselstrømsgeneratorer. I 1883 var det østerriksk-ungarske selskapet Ganz jobber hadde allerede installert rundt femti AC-belysningssystemer.

Teslas oppfinnelser

Blant de viktigste bidragene til Nicola Tesla for utvikling og bruk av vekselstrøm er oppfinnelsen av den elektriske motoren som fungerer med vekselstrøm, uten at det er behov for å konvertere til likestrøm.

Nikola Tesla oppfant også trefasestrømmen for å få mest mulig ut av energien i produksjonen og infrastrukturen i transport av elektrisitet. I dag brukes dette systemet fortsatt.

Transformator

Det andre store bidraget i utviklingen av vekselstrøm var oppfinnelsen av transformatoren. Denne enheten gjør at spenningen kan heves for langtransport, og spenningen senkes for tryggere bruk i hjem og industri..

Definitivt gjorde denne oppfinnelsen vekselstrøm til et bedre alternativ som en metode for elektrisk kraftfordeling enn likestrømsmetoden..

Forløperen til den moderne transformatoren var en jernkjerneenhet kalt en "sekundær generator", utstilt i London i 1882 og senere i Torino, hvor den ble brukt til elektrisk belysning..

Den første lukkede jernkjernetransformatoren, slik vi kjenner den i dag, ble presentert av to ungarske ingeniører fra Ganz-selskapet i Budapest. Patentene ble kjøpt av Westinghouse Electric Co..

Transformator grunnleggende karakteristikk

Den grunnleggende egenskapen til transformatoren er at kvotienten mellom utgangsspenningen på sekundær V_S og inngangsspenningen på den primære V_P er lik kvotienten mellom antall omdreininger til sekundærviklingen V._to delt på antall svinger av primærviklingen N₁:

V_S / V_P = N_to / N₁

Ved å velge riktig svingforhold mellom transformatorens primære og sekundære, kan riktig utgangsspenning oppnås nøyaktig og uten nevneverdig tap av kraft..

Det første kommersielle elektriske distribusjonssystemet som brukte transformatorer ble innviet i staten Massachusetts, USA, i 1886. 

Men Europa holdt tritt med den elektriske utviklingen, ettersom det samme året ble installert en overføringsledning basert på den nylig oppfunnte transformatoren i Cerchi, Italia, som overførte vekselstrøm over en avstand på 30 km med en effektiv spenning på 2000 volt..

Transformatoren var ikke bare en revolusjon innen elektrisk kraftoverføring. Også innen bilindustrien, da den ble brukt av Ford Motor Company i tennspolesystemet til Ford Model T-tennpluggene..

Likestrøm

Likestrøm ble produsert i 1800 gjennom oppfinnelsen av den voltaiske haugen, så kalt fordi oppfinneren var den italienske fysikeren Alessandro Volta, som bodde mellom 1745 og 1827..

Selv om strømens opprinnelse ikke var godt forstått, identifiserte den franske fysikeren André Marie Ampere (1775-1836) to polariteter i de voltaiske cellene og antok at den elektriske strømmen strømmet fra den positive polen til den negative polen..

I dag brukes denne konvensjonen fortsatt, selv om det er kjent at bærerne av elektrisk ladning er elektronene som går akkurat motsatt, fra den negative terminalen til den positive terminalen..

Den franske oppfinneren Hippolyte Pixii (1808-1835) bygde en generator bestående av en sløyfe eller en sløyfe av ledning som roterte rundt en magnet, og bemerket at strømmen hver gang var omvendt.

På forslag fra Ampere la oppfinneren til en kommutator, og dermed ble den første dynamoen eller likestrømsgeneratoren opprettet..

Når det gjelder elektriske belysningssystemer, ble det brukt mellom 1870 og 1880 lysbuer som krevde høy spenning, enten likestrøm eller likestrøm.. 

Som kjent er høyspenning veldig utrygt å brukes i hjem. Sånn sett gjorde den amerikanske oppfinneren Thomas Alva Edison (1847-1931) bruken av elektrisitet til belysningsformål tryggere og mer kommersiell. Edison perfeksjonerte glødelampen i 1880 og gjorde den lønnsom.

Strømkrigen: AC vs DC

Akkurat som Nikola Tesla var promoter av vekselstrøm, var Thomas Alva Edison promoter av likestrøm fordi han anså det tryggere.

Selv for å motvirke bruken av vekselstrøm til kommersielle formål, oppfant Edison vekselstrømstolen, slik at publikum ville forstå faren for menneskeliv..

Nikola Tesla jobbet opprinnelig i Edison Electric og ga forskjellige bidrag for å forbedre likestrømsgeneratorer..

Men siden Tesla var overbevist om fordelene med vekselstrøm fra transport og distribusjon, tok det ikke lang tid før forskjellene med Edison brakte disse to sterke personlighetene i konflikt. Dermed startet strømmen: AC vs. DC.

Fordelene med vekselstrømsoverføring og de første distribusjonssystemene i vekselstrøm i byene i 1891 førte til at Edison, som hardnakket fortsatte å argumentere for likestrøm, mistet presidentskapet og ledelsen til selskapet han hadde grunnlagt, som gikk over til å bli kalt General Electric-selskapet.. 

Nikola Tesla vant heller ikke denne krigen, for til slutt ble George Westinghouse og selskapets aksjonærer millionærer. Tesla, som ble besatt av ideen om å overføre elektrisk kraft over lange avstander uten ledninger, endte dårlig og glemt.

Høyspennings likestrøm

Ideen om å bruke likestrøm til distribusjon av elektrisk kraftdistribusjon er ikke helt forkastet, ettersom slike systemer ble utviklet på 1950-tallet..

I dag bruker den lengste sjøkabelen i verden for transport av elektrisk energi, NorNed-kabelen, som forbinder Norge med Nederland, likestrøm på 450 tusen volt..

Bruken av vekselstrøm til sjøkabler er ikke egnet da sjøvann er en utmerket leder av elektrisitet og en vekselstrømssjøkabel induserer virvelstrømmer i saltvann. Dette vil føre til store tap av elektrisk energi som vil overføres.

.