Výhody a nevýhody AC a DC

Řekněte slovo „elektřina“ a mnoho Američanů myslí na Thomase Edisona, ale na mysl by se mělo přijít i jméno Nikola Tesla. Spolu s finančníkem George Westinghouseem je Tesla zodpovědný za to, že střídavá elektřina pohání každý domov v Severní Americe a také každý domov ve zbytku světa, který má elektřinu.

Alternativní proud (AC) je snadnější vyrobit než stejnosměrný proud (DC) díky indukčnímu generátoru vynalezenému společností Tesla. Další výhodou střídavého proudu je to, že je snadnější přenos. Skladování stejnosměrné elektřiny se však snáze ukládá a je to lepší pro malé aplikace zahrnující jemnou elektroniku a tenký drát. Všechna malá zařízení napájená z baterií běží na stejnosměrný proud.

V osmdesátých létech se Edison a Tesla zapletli do bitvy o stanovení typu proudu, který by nejlépe sloužil potřebám elektřiny ve Spojených státech. Historici si pamatují tuto bitvu jako válku proudů. Edison vytvořil síť stejnosměrné elektřiny, která je schopna napájet světla a jiná elektrická zařízení, ale vyskytl se problém. Protože nebyla známa žádná metoda pro zvýšení napětí, byly elektrárny potřeba v intervalech pouhých několika mil.

Pomocí transformátorů může být střídavý výkon zvýšen na velmi vysoké napětí a poté v místě použití snížen na užitečné napětí, čímž se eliminuje potřeba intervenujících elektráren. Edison věřil, že vysoké napětí v přenosových vedeních střídavého proudu je nebezpečné, i když jde o to, aby na veřejnosti zabloudil toulavá zvířata, aby prokázal svůj názor. Věc byla vyřešena, když George Westinghouse použil indukční generátor k napájení nové elektrárny v Niagarských vodopádech. Nejenže bylo bezpečné střídavé napájení, rozsvítilo se celé město Buffalo v New Yorku - a dále - jakmile se v roce 1896 připojila elektrárna Niagara Falls.

Každé malé zařízení, které spoléhá na baterii, používá stejnosměrný proud a tok elektronů z jednoho terminálu na druhý prostřednictvím obvodu je způsob, jakým většina studentů středních škol rozumí proudu. Na rozdíl od střídavého proudu, který mění směr několikrát za sekundu, stejnosměrný proud spolehlivě proudí stejným směrem. To je důležité ve světě polovodičů, LED a tranzistorů. Pokaždé, když střídavý proud mění směr, dojde k okamžité ztrátě energie. Moment je nekonečný, ale stačí to ovlivnit citlivá zařízení, která se v moderním počítačovém světě stala běžnou.

Proud střídavého i stejnosměrného proudu lze přenášet prostřednictvím elektrického vedení, ale při absenci zesíleného transformátoru je přenos střídavého proudu méně účinný. Střídavá elektřina má tendenci se pohybovat po povrchu drátu a ztrácí energii na vzdálenost díky efektu kůže a kapacitní vazbě, zatímco stejnosměrná elektřina prochází celým drátem.

Od dob Tesly a Edisona inženýři vyvinuli způsoby, jak zvýšit napětí stejnosměrného proudu pomocí transformátorů. Protože velké solární farmy a další obnovitelné zdroje energie vyrábějí stejnosměrný proud, jeho přenos jako stejnosměrný proud by eliminoval potřebu konverze střídači, což by ztratilo energii ztrátou tepla.