Die Vor- und Nachteile von AC und DC

Sagen Sie das Wort "Elektrizität", und viele Amerikaner denken an Thomas Edison, aber der Name Nikola Tesla sollte auch in den Sinn kommen. Zusammen mit dem Finanzier George Westinghouse ist Tesla dafür verantwortlich, dass Wechselstrom jedes Haus in Nordamerika sowie jedes Haus im Rest der Welt mit Strom versorgt.

Wechselstrom (AC) ist dank des von Tesla erfundenen Induktionsgenerators einfacher zu erzeugen als Gleichstrom (DC). Ein weiterer Vorteil von Wechselstrom ist, dass die Übertragung einfacher ist. Gleichstrom ist jedoch einfacher zu speichern und eignet sich besser für kleine Anwendungen mit empfindlicher Elektronik und dünnem Draht. Alle kleinen Geräte, die mit Batterien betrieben werden, werden mit Gleichstrom betrieben.

In den 1880er Jahren gerieten Edison und Tesla in einen Kampf, um die Art von Strom zu ermitteln, die den Strombedarf der Vereinigten Staaten am besten decken würde. Historiker erinnern sich an diese Schlacht als den Krieg der Strömungen. Edison baute ein Gleichstromnetz auf, das Lichter und andere elektrische Geräte mit Strom versorgen konnte, aber es gab ein Problem. Da keine Methode zur Erhöhung der Spannung bekannt war, wurden Kraftwerke in Abständen von nur wenigen Kilometern benötigt.

Mit Hilfe von Transformatoren kann die Wechselstromversorgung auf sehr hohe Spannungen und dann am Einsatzort auf eine Nutzspannung herabgesetzt werden, sodass keine dazwischenliegenden Kraftwerke erforderlich sind. Edison hielt die Hochspannung in Wechselstromübertragungsleitungen für gefährlich und ging sogar so weit, streunende Tiere in der Öffentlichkeit zu töten, um seinen Standpunkt zu beweisen. Die Angelegenheit wurde geklärt, als George Westinghouse den Induktionsgenerator einsetzte, um das neue Kraftwerk an den Niagarafällen anzutreiben. Wechselstrom war nicht nur sicher, sondern beleuchtete auch die gesamte Stadt Buffalo, New York - und darüber hinaus -, sobald das Kraftwerk Niagara Falls 1896 in Betrieb ging.

Jedes kleine Gerät, das auf einer Batterie basiert, verbraucht Gleichstrom, und der Elektronenfluss von einem Anschluss zum anderen durch einen Stromkreis ist das Verständnis der meisten Schüler für den Stromfluss. Im Gegensatz zu Wechselstrom, der mehrmals pro Sekunde die Richtung ändert, fließt Gleichstrom zuverlässig in dieselbe Richtung. Das ist wichtig in der Welt der Halbleiter, LEDs und Transistoren. Jedes Mal, wenn Wechselstrom die Richtung wechselt, tritt vorübergehend ein Stromausfall auf. Der Moment ist infinitesimal, aber es reicht aus, um die empfindlichen Geräte zu beeinflussen, die in der modernen Computerwelt üblich geworden sind.

Wechsel- und Gleichstrom können beide über Stromleitungen übertragen werden, aber ohne einen Aufwärtstransformator ist die Wechselstromübertragung weniger effizient. Wechselstrom neigt dazu, sich auf der Oberfläche des Drahtes zu bewegen und verliert aufgrund des Hauteffekts und der kapazitiven Kopplung über die Distanz an Strom, während Gleichstrom durch den gesamten Draht fließt.

Seit den Tagen von Tesla und Edison haben Ingenieure Wege entwickelt, um die Gleichspannungsspannung mit Transformatoren zu erhöhen. Weil große Solarstromparks und andere erneuerbare Energiequellen Gleichstrom erzeugen, Die Übertragung als Gleichstrom würde die Notwendigkeit einer Umwandlung durch Wechselrichter beseitigen, die Energie verschwenden durch Wärmeverlust.