היתרונות והחסרונות של AC ו- DC

אמרו את המילה "חשמל", ואמריקאים רבים חושבים על תומאס אדיסון, אבל צריך גם לזכור את השם ניקולה טסלה. יחד עם המממן ג'ורג 'ווסטינגהאוס, טסלה אחראי לעובדה שחשמל זרם חילופין מעניק כוח לכל בית בצפון אמריקה, כמו גם לכל בית בשאר העולם שיש בו חשמל.

קל יותר לייצר זרם חילופין (זרם חילופין) מאשר זרם ישר (DC), בזכות מחולל האינדוקציה שהמציא טסלה. אחד היתרונות של זרם AC הוא שקל יותר להעביר. עם זאת קל יותר לאחסון חשמל DC, ועדיף ליישומים קטנים הכוללים אלקטרוניקה עדינה וחוט דק. כל המכשירים הקטנים המופעלים באמצעות סוללות פועלים על זרם זרם ישר.

בשנות ה -80 של המאה ה -19 הסתבכו אדיסון וטסלה בקרב כדי לבסס את סוג הזרם שישרת את צרכי החשמל הטובים ביותר של ארצות הברית בצורה הטובה ביותר. היסטוריונים זוכרים את הקרב הזה כמלחמת הזרמים. אדיסון הקים רשת חשמל DC המסוגלת להדליק אורות ומכשירים חשמליים אחרים, אך הייתה בעיה. מכיוון שלא ידוע על שום שיטה להגדיל את המתח, היה צורך בתחנות כוח במרווחים של קילומטרים ספורים בלבד.

בעזרת שנאים ניתן להעלות את מתח AC למתחים גבוהים מאוד ואז לרדת למתח שימושי בנקודת השימוש, ובכך לבטל את הצורך בתחנות כוח מתערבות. אדיסון האמין שהמתח הגבוה בקווי ההולכה של AC הוא מסוכן, אפילו הרחיק לחרוג בעלי חיים תועים בציבור כדי להוכיח את טענתו. העניין הוסדר כאשר ג'ורג 'ווסטינגהאוס העסיק את מחולל הגיוס לשלטון את תחנת הייצור החדשה במפלי הניאגרה. לא רק שכוח החשמל היה מאובטח, הוא האיר את כל העיר באפלו, ניו יורק - ומעבר לה - ברגע שתחנת הכוח של מפלי הניאגרה יצאה לרשת בשנת 1896.

כל מכשיר קטן שמסתמך על סוללה משתמש בזרם זרם ישר, וזרימת האלקטרונים מסוף אחד לשני דרך מעגל היא איך רוב התלמידים בתיכון מבינים את הזרימה הנוכחית. שלא כמו זרם זרם חילופין שמשנה כיוון מספר פעמים בשנייה, זרם זרם ישר זורם באופן אמין לאותו כיוון. זה חשוב בעולם המוליכים למחצה, נוריות LED וטרנזיסטורים. בכל פעם שזרם זרם חילופין משנה כיוון, יש הפסד רגעי של כוח. הרגע הוא אינסופי, אך מספיק להשפיע על המכשירים הרגישים שהפכו נפוצים בעולם הממוחשב המודרני.

שניהם יכולים להעביר זרם זרם חילופין וזרם ישר באמצעות קווי חשמל, אך בהיעדר שנאי מדרגה למעלה, העברת החשמל AC פחות יעילה. חשמל AC נוטה לנסוע על פני החוט ומאבד את הכוח על המרחק כתוצאה מאפקט העור והצימוד הקיבולי, ואילו חשמל DC נע דרך כל החוט.

מאז ימי טסלה ואדיסון, מהנדסים פיתחו דרכים להגדיל את מתח הספק DC באמצעות שנאים. מכיוון שחוות חשמל סולאריות בקנה מידה גדול ומקורות אנרגיה מתחדשים אחרים מייצרים חשמל DC, העברתו כזרם זרם ישר תבטל את הצורך בהמרה על ידי ממירים, שמבזבזים כוח באמצעות אובדן חום.