AC εναντίον DC (εναλλασσόμενο vs συνεχές ρεύμα): Ομοιότητες & διαφορές (με διάγραμμα)

Τα αρχικά AC / DC μπορεί να φέρουν στο μυαλό μια συγκεκριμένη διάσημη ροκ μπάντα, αλλά στη χώρα της φυσικής, αυτές οι συντομογραφίες αναφέρονται σε εναλλασσόμενο ρεύμα και συνεχές ρεύμα αντίστοιχα.

Το εναλλασσόμενο ρεύμα ή AC είναι ρεύμα που ταλαντεύεται και αλλάζει κατεύθυνση σε μια συγκεκριμένη συχνότητα. Η συχνότητα είναι ο αριθμός των ταλαντώσεων ανά δευτερόλεπτο και μετριέται σε μονάδες hertz (Hz), όπου 1 Hz = 1s^-1.

Μπορείτε να φανταστείτε τα ελεύθερα ηλεκτρόνια σε ένα σύρμα να κινείται μπρος-πίσω, που ταλαντεύονται γύρω από ένα μόνο σταθερό σημείο. Αυτό συμβαίνει με το ρεύμα AC. Ίσως αναρωτιέστε εάν αυτή η ταλάντωση θα προκαλούσε αξιοσημείωτα εφέ στα αντικείμενα που χρησιμοποιείται για την τροφοδοσία γιατί εάν το ρεύμα ταλαντεύεται, τότε είναι περιοδικά μηδέν για μια σύντομη στιγμή πριν αλλάξει κατεύθυνση. Όμως, η συχνότητα ταλάντωσης είναι συνήθως αρκετά υψηλή ώστε αυτά τα αποτελέσματα να είναι αντιληπτά.

Το ρεύμα εναλλασσόμενου ρεύματος παράγεται από σταθμούς παραγωγής ενέργειας και είναι αυτό που συνδέετε τις συσκευές σας όταν τα συνδέετε στις πρίζες του σπιτιού σας.

Το συνεχές ρεύμα, ή DC, είναι ρεύμα που ρέει συνεχώς προς μία κατεύθυνση με σταθερό ρυθμό. Σε έναν βρόχο κλειστού κυκλώματος, όλα τα ηλεκτρόνια κινούνται προς μια κατεύθυνση γύρω από τον βρόχο.

Αυτός είναι ο τύπος ρεύματος που ρέει συνήθως σε οποιοδήποτε κύκλωμα συνδεδεμένο με μπαταρία. Αυτό συμβαίνει επειδή οι μπαταρίες έχουν σχεδιαστεί με τέτοιο τρόπο που επιτρέπει μόνο τη ροή ηλεκτρονίων σε μία μόνο κατεύθυνση από την άνοδο τους (αρνητικό ακροδέκτη) στην κάθοδο τους (θετικό τερματικό) μέσω ενός αγώγιμου καλωδίου (σε αντίθεση με τη ροή μέσω της ίδιας της μπαταρίας, στο αντίθετο κατεύθυνση).

Στις Ηνωμένες Πολιτείες στα τέλη της δεκαετίας του 1880, ο Τόμας Έντισον και ο Τζορτζ Γουέστινγκενς έκαναν μάχη για το οποίο ήταν καλύτερο: AC ή DC. Ο Edison είχε αναπτύξει συνεχές ρεύμα και ήταν το πρότυπο που χρησιμοποιήθηκε κατά τις πρώτες μέρες με κυκλώματα χαμηλής τάσης που τροφοδοτούν φώτα στα σπίτια.

Εν τω μεταξύ, η ισχύς AC υψηλής τάσης τροφοδοτούσε λαμπτήρες δρόμου. Όταν η εταιρεία του George Westinghouse ανέπτυξε έναν τρόπο μείωσης των υψηλών τάσεων AC χρησιμοποιώντας μετασχηματιστές για οικιακή χρήση, ακολούθησε έντονος ανταγωνισμός.

Τελικά η AC κέρδισε λόγω της ικανότητας μετάδοσης σε μεγάλες αποστάσεις χωρίς απώλεια, η AC είναι μεγαλύτερη αποδοτικότητα και το γεγονός ότι είναι πολύ πιο εύκολο να μειώσετε τις τάσεις όταν εργάζεστε με AC από ό, τι είναι με DC.

Το AC μπορεί να μετατραπεί σε DC χρησιμοποιώντας ανορθωτή και το DC μπορεί να μετατραπεί σε AC χρησιμοποιώντας έναν μετατροπέα. Σε γενικές γραμμές, ένας ανορθωτής είναι ένα απλούστερο κύκλωμα ενώ ένας μετατροπέας τείνει να είναι πιο περίπλοκος στην κατασκευή. Αυτός είναι ένας άλλος λόγος για τον οποίο συνδέεται η πηγή ηλεκτρικής ενέργειας στο σπίτι σας είναι AC και όχι DC.

Τόσο το ρεύμα εναλλασσόμενου ρεύματος όσο και το συνεχές ρεύμα προκύπτουν από την επαγωγή φόρτισης για μετακίνηση μέσω καλωδίων για τη μετάδοση ηλεκτρικής ενέργειας και τη χρήση της για την τροφοδοσία διαφόρων συσκευών.

Και στις δύο περιπτώσεις, μια πηγή τάσης ξεκινά ροές ρεύματος στα κυκλώματα. Είναι επίσης δυνατή η μετατροπή από τον ένα τύπο ρεύματος στον άλλο, αν και η μετάβαση από εναλλασσόμενο ρεύμα σε DC θεωρείται γενικά ευκολότερη.

Τα ρεύματα AC και DC δημιουργούνται διαφορετικά. Το DC παράγεται από μπαταρίες και γεννήτριες DC, ενώ το AC παράγεται από γεννήτριες εναλλασσόμενου ρεύματος και ηλεκτροπαραγωγούς σταθμούς, οι οποίοι μετατρέπουν τη μηχανική ενέργεια σε AC ισχύ πιο εύκολα από ό, τι θα τροφοδοτούν DC επειδή αυτές οι γεννήτριες βασίζονται συνήθως σε κυκλική ή ταλαντωτική κίνηση που προκαλεί άμεσα εναλλασσόμενο ρεύμα.

Τα ρεύματα AC και DC έχουν διαφορετικές χρήσεις επίσης. Όλα τα συνδεδεμένα "στο πλέγμα" λειτουργούν με εναλλασσόμενο ρεύμα, ενώ συσκευές που λειτουργούν με μπαταρία, όπως το τηλέφωνό σας ή τα ηλεκτρικά εργαλεία λειτουργούν σε DC.