Sähkövirtaa on kahta eri tyyppiä: vaihtovirta ja tasavirta, lyhennettynä AC ja DC. Molemmilla tyypeillä on omat erityiset käyttötarkoituksensa sähköntuotannossa ja käytössä, vaikka vaihtovirta on yleisin sähkövirran tyyppi kotona. Erona on, että tasavirta kulkee vain yhteen suuntaan, kun taas vaihtovirta vaihtaa suuntaa nopeasti.
Sähkö on elektronien virtaus
Sähkö on seurausta elektronien liikkumisesta. Kaikissa aineissa atomien negatiivisesti varautuneet elektronit liikkuvat satunnaisesti. Kun elektronit alkavat virrata tiettyyn suuntaan aineen sisällä tai esineestä toiseen, tuloksena on sähköä. Elektronien liike voidaan hyödyntää energiaksi. Elektronien liikkeet tapahtuvat, kun kaksi esinettä hierotaan yhteen ja elektronit siirtyvät yhdestä toiseen, mikä on staattista sähköä. Kun elektronit virtaavat virrassa, esimerkiksi kuparilangan kaltaisen johtimen läpi, sähköä kutsutaan sähkövirraksi.
Kuinka nykyinen virtaa?
Sähkövirta on elektronien virtaus, mutta elektronit eivät hyppää suoraan virran lähtöpisteestä määränpäähän. Sen sijaan kukin elektroni siirtyy lyhyen matkan seuraavaan atomiin, siirtäen energiansa uuden atomin elektronille, joka hyppää toiseen atomiin, ja niin edelleen. Yksittäiset elektronit eivät liiku nopeasti, mutta itse virta kulkee valon nopeudella. Nykyinen virtaus lämmittää johtimen. Tämä mekaanikko tuottaa valoa hehkulampuissa ja lämpöä sähköliesi.
Tasavirta ja vaihtovirta
Tasavirta on sähkövirta, joka kulkee vain yhteen suuntaan. Yhteinen paikka tasavirran löytämiseksi on paristoissa. Akku ladataan ensin tasavirralla, joka sitten muunnetaan kemialliseksi energiaksi. Kun akku on käytössä, se muuttaa kemiallisen energian takaisin sähköksi tasavirran muodossa. Akut tarvitsevat tasavirtaa latautuakseen ja tuottavat vain tasavirtaa.
Tarvitset induktiivisen generaattorin vaihtovirran tuottamiseksi. Englantilainen fyysikko Michael Faraday löysi sähkömagneettisen induktion ja Nikola Tesla yhdessä Westinghouse Companyn kanssa kehitti suuret induktiogeneraattorit, jotka käyttävät virtaa sivilisaatio tänään. Koska induktiogeneraattorissa on pyörivä roottori, sen tuottama sähkö muuttaa suuntaa kerran ja takaisin roottorin jokaisessa jaksossa. Yhdysvalloissa tämän jakson jaksoksi on vakioitu 60 hertsiä.
Vaihtovirta voittaa päivän
Kun sähköä tuotetaan laajamittaisesti, kuten voimalaitoksessa, sillä on vaarallisen korkea jännite, joka on laskettava alas käyttäjän päässä. Se on helpompaa tehdä vaihtovirralla kuin tasavirralla. Se ei kuitenkaan ole tärkein syy siihen, että vaihtovirta on kotimaisen kulutuksen nykyinen valinta. 1800-luvun lopulla taistelu teollisuustuottajien Westinghousen ja General Electricin välillä edistyi Tasavirta loppui Westinghousen hyväksi, kun se toimi onnistuneesti 1893 Chicagon maailmanmessuilla vaihtovirralla nykyinen. Siitä lähtien vaihtovirta käyttää koteja ja kaikkea muuta, mikä vetää virtaa sähkölinjoissa.