Fördelarna och nackdelarna med AC och DC

Säg ordet "el", och många amerikaner tänker på Thomas Edison, men namnet Nikola Tesla borde också komma ihåg. Tesla ansvarar tillsammans med finansmannen George Westinghouse för att växelströmselektricitet driver varje hem i Nordamerika, liksom varje hem i resten av världen som har el.

Växelström (AC) är lättare att producera än likström (DC), tack vare induktionsgeneratorn som uppfann av Tesla. En annan fördel med AC-ström är att det är lättare att överföra. DC-elektricitet är emellertid lättare att lagra och det är bättre för små applikationer som involverar känslig elektronik och tunn tråd. Alla små enheter som drivs med batterier körs med likström.

På 1880-talet var Edison och Tesla inblandade i en strid för att fastställa den typ av ström som bäst skulle tjäna USA: s elbehov. Historiker kommer ihåg denna strid som kriget av strömmarna. Edison etablerade ett nätverk av DC-elektricitet som kunde driva ljus och andra elektriska apparater, men det var ett problem. Eftersom ingen metod var känd för att öka spänningen, behövdes kraftverk med intervaller på bara några mil.

Med hjälp av transformatorer kan växelström trappas upp till mycket höga spänningar och sedan trappas ner till en användbar spänning vid användningspunkten, vilket eliminerar behovet av mellanliggande kraftverk. Edison trodde att högspänningen i växellådans överföringsledningar var farlig, till och med att gå så långt som att elektrode djur i allmänheten för att bevisa sin poäng. Målet avgjordes när George Westinghouse anställde induktionsgeneratorn för att driva den nya generationsstationen vid Niagara Falls. Inte bara var växelströmssäker, den tände upp hela staden Buffalo, New York - och därefter - så snart kraftverket i Niagara Falls kom online 1896.

Varje liten enhet som förlitar sig på ett batteri använder likström, och flödet av elektroner från en terminal till den andra genom en krets är hur de flesta gymnasieelever förstår det aktuella flödet. Till skillnad från växelström, som ändrar riktning flera gånger per sekund, flödar likström pålitligt i samma riktning. Det är viktigt i världen av halvledare, lysdioder och transistorer. Varje gång växelströmmen växlar riktning, är det en stund förlorad ström. Momentet är oändligt, men det räcker för att påverka de känsliga enheter som har blivit vanliga i den moderna datoriserade världen.

AC och DC-ström kan båda överföras via kraftledningar, men i frånvaro av en trapptransformator är växelströmsöverföringen mindre effektiv. AC-elektricitet tenderar att resa på kabelns yta och tappar kraft över avståndet på grund av Skin Effect och kapacitiv koppling, medan DC-elektricitet reser genom hela ledningen.

Sedan Tesla och Edisons dagar har ingenjörer utvecklat sätt att öka spänningen i likström med transformatorer. Eftersom storskaliga solenergifarmar och andra förnybara kraftkällor genererar likström, överföring av den som likström skulle eliminera behovet av omvandling av växelriktare, som slösar bort ström genom värmeförlust.