AC vs DC (střídavý vs. stejnosměrný proud): Podobnosti a rozdíly (s grafem)

Iniciály AC / DC by mohly připomenout určitou slavnou rockovou kapelu, ale v zemi fyziky se tyto zkratky vztahují na střídavý proud a stejnosměrný proud.

Střídavý proud neboli střídavý proud je proud, který osciluje a mění směr na určité frekvenci. Frekvence je počet oscilací za sekundu a měří se v jednotkách hertzu (Hz), kde 1 Hz = 1 s^-1.

Můžete si představit, že se volné dráty drátu pohybují tam a zpět a oscilují kolem jednoho pevného bodu. To se děje se střídavým proudem. Možná by vás zajímalo, jestli by tato oscilace měla znatelné účinky na objekty, které se používají k napájení protože pokud proud kmitá, pak je na krátkou chvíli periodicky nulový, než se změní směr. Frekvence oscilace je ale obvykle dostatečně vysoká, aby byly tyto účinky nepostřehnutelné.

Střídavý proud generují elektrárny a je to to, k čemu připojujete své spotřebiče, když je zapojíte do zásuvek ve vaší domácnosti.

Stejnosměrný proud nebo stejnosměrný proud je proud, který teče nepřetržitě v jednom směru konstantní rychlostí. V uzavřené smyčce se všechny elektrony pohybují v jednom směru kolem smyčky.

Toto je typ proudu, který obvykle protéká jakýmkoli obvodem připojeným k baterii. Je to proto, že baterie jsou navrženy takovým způsobem, který umožňuje pouze tok elektronů v jednom směru z jejich anody (negativní na jejich katodu (kladný pól) pomocí vodivého drátu (na rozdíl od protékajícího samotnou baterií, v opačném směr).

Ve Spojených státech koncem 80. let 19. století bojovali Thomas Edison a George Westinghouse o to, co bylo lepší: AC nebo DC. Edison vyvinul stejnosměrný proud a byl to standard používaný v prvních dnech s nízkonapěťovými obvody napájejícími světla v domech.

Vysoké napětí střídavého proudu mezitím napájelo pouliční lampy. Když společnost George Westinghouse vyvinula způsob, jak snížit vysoké střídavé napětí pomocí transformátorů pro použití v domácnosti, následovala tvrdá konkurence.

Nakonec AC zvítězilo díky schopnosti přenášet na dlouhé vzdálenosti bez ztráty, AC je větší účinnost a skutečnost, že je mnohem snazší snižovat napětí při práci se střídavým proudem, než je s DC.

AC lze převést na DC pomocí usměrňovače a DC lze převést na AC pomocí invertoru. Obecně řečeno, usměrňovač je jednodušší obvod, zatímco střídač má tendenci být komplikovanější. To je další důvod, proč je zdrojem elektřiny, ke které je váš domov připojen, střídavý proud, nikoli stejnosměrný proud.

Jak střídavý, tak stejnosměrný proud jsou výsledkem indukce náboje, který prochází dráty, aby přenášel elektrickou energii a používal ji k napájení různých zařízení.

V obou případech zdroj napětí iniciuje toky proudu v obvodech. Je také možné převádět z jednoho typu proudu na druhý, i když přechod z AC na DC je obecně považován za jednodušší.

AC a DC proudy jsou generovány odlišně. DC se generuje z baterií a stejnosměrných generátorů, zatímco střídavé se generuje z generátorů střídavého proudu a elektrických elektráren, které přeměňují mechanickou energii na střídavý proud energie snadněji než stejnosměrný proud, protože tyto generátory se obvykle spoléhají na kruhový nebo oscilační pohyb, který přímo indukuje střídavý proud.

Střídavé a stejnosměrné proudy mají také různá použití. Vše připojené k „síti“ běží na střídavý proud, zatímco zařízení napájená z baterie, jako je váš telefon nebo elektrické nářadí, fungují na stejnosměrný proud.