Vahelduvvoolu ja alalisvoolu eelised ja puudused

Öelge sõna "elekter" ja paljud ameeriklased arvavad Thomas Edisonist, kuid meelde peaks tulema ka nimi Nikola Tesla. Koos finantseerija George Westinghouse'iga vastutab Tesla selle eest, et vahelduvvoolu elektrienergiaks on kõik Põhja-Ameerika kodud, aga ka kõik ülejäänud maailma kodud, kus on elektrit.

Tänu Tesla leiutatud induktsioonigeneraatorile on vahelduvvoolu (AC) kergem toota kui alalisvoolu (DC). Veel üks vahelduvvoolu eeliseid on see, et seda on lihtsam edastada. Alalisvoolu elektrit on siiski lihtsam ladustada ning see on parem väikeste rakenduste jaoks, mis hõlmavad delikaatset elektroonikat ja õhukest traati. Kõik väikesed patareitoitega seadmed töötavad alalisvoolul.

1880. aastatel haarasid Edison ja Tesla lahingusse sellise voolu tüübi kehtestamiseks, mis vastaks kõige paremini Ameerika Ühendriikide elektrivajadustele. Ajaloolased mäletavad seda lahingut kui hoovuste sõda. Edison rajas alalisvoolu elektrivõrgu, mis on võimeline andma energiat tuledele ja muudele elektriseadmetele, kuid seal oli probleem. Kuna ühtegi meetodit pinge suurendamiseks ei tuntud, oli elektrijaamu vaja vaid mõne miili pikkuse intervalliga.

Trafosid kasutades saab vahelduvvoolu suurendada kuni väga kõrgete pingeteni ja seejärel vähendada kasuliku pingeni kasutuskohas, välistades vajaduse sekkuvate elektrijaamade järele. Edison leidis, et vahelduvvoolu ülekandeliinide kõrgepinge on ohtlik, ulatudes isegi hulkuvate loomade elektrilöögiks avalikkuses, et oma seisukohta tõestada. Asi lahenes siis, kui George Westinghouse võttis Niagara juga uue generaatorijaama toiteks kasutusele induktsioonigeneraatori. See polnud mitte ainult vahelduvvoolu toiteallikas, vaid valgustas kogu New Yorgi Buffalo linna - ja ka kaugemal - niipea, kui Niagara juga jõudis elektrijaama võrku 1896.

Iga väike aku, mis tugineb akule, kasutab alalisvoolu ja elektronide vool vooluringi kaudu ühest terminalist teise on see, kuidas enamik keskkooliõpilasi mõistab vooluhulka. Erinevalt vahelduvvoolust, mis muudab suunda mitu korda sekundis, voolab alalisvool usaldusväärselt samas suunas. See on oluline pooljuhtide, LED-ide ja transistoride maailmas. Iga kord, kui vahelduvvool suunda vahetab, väheneb hetkeliselt võimsus. Hetk on lõpmatu, kuid see on piisav, et mõjutada tundlikke seadmeid, mis on tänapäevases arvutimaailmas tavaliseks muutunud.

Vahelduvvoolu ja alalisvoolu saab mõlemad edastada elektriliinide kaudu, kuid astmelise trafo puudumisel on vahelduvvoolu edastamine vähem efektiivne. Vahelduvvoolu elekter kipub juhtme pinnal liikuma ja kaotab nahaefekti ja mahtuvusliku sidumise tõttu võimsuse pikema aja jooksul, samas kui alalisvoolu elekter liigub läbi kogu juhtme.

Alates Tesla ja Edisoni päevast on insenerid välja töötanud viise, kuidas trafode abil alalisvoolu pinget suurendada. Kuna suuremahulised päikeseenergiafarmid ja muud taastuvad energiaallikad toodavad alalisvoolu, selle alalisvooluna edastamine välistaks voolu raiskavate inverterite muundamise vajaduse soojuskao kaudu.