რა არის AC & DC ელექტროენერგია?

დღევანდელ მეცნიერებს ესმით, რომ ელექტროენერგია ბუნებაში ერთ-ერთი ყველაზე ფუნდამენტური მოვლენაა. ელექტრული იმპულსები მუდმივად მოძრაობს ჩვენს სხეულში და ჩვენი სამყაროს საკითხიც კი ელექტრონულ მუხტებთან ერთად იმართება. ამის მიუხედავად, ელექტროენერგია მაინც უნდა აღმოჩენილიყო და არსებობს გარკვეული დაპირისპირებები იმასთან დაკავშირებით, თუ ვინ ვინ გააკეთა ეს პირველი.

აღმოჩენა შეიძლება ყოფილიყო ინგლისელი ექიმი უილიამ გილბერტი, რომელმაც პირველმა გამოიყენა სიტყვა "ელექტროუსი" 1600 წელს. შესაძლოა ეს იყო ინგლისელი მეცნიერი თომას ბრაუნიც, რომელმაც რამდენიმე წლის შემდეგ შექმნა სიტყვა "ელექტროენერგია".

ამერიკელებს უყვართ სჯერათ, რომ ეს იყო გამომგონებელი ბენჯამინ ფრანკლინი, რომელმაც დაამტკიცა, რომ ელვა ელექტროენერგია იყო 1752 წელს. არსებობს მტკიცებულებებიც კი, რომ ძველი ბერძნები და სპარსელები იცოდნენ ელექტროენერგიის შესახებ. ვინც პრიზს მიიღებს, ის დარწმუნებულია, რომ მათ აღმოაჩინეს DC ელექტროენერგია (პირდაპირი მიმდინარე). AC ელექტროენერგია (ალტერნატიული მიმდინარე) XIX საუკუნემდე არ გამოდიოდა.

მეცნიერები წარმოიდგენენ ელექტროენერგიას, როგორც უარყოფითად დამუხტული ნაწილაკების ნაკადს, რომლებსაც ელექტრონები ეწოდება. ისინი იგივე ნაწილაკებია, რომლებიც ორბიტაზე მოძრაობენ ყველა ატომის ბირთვში, რომლებიც ქმნიან მატერიას.

ელექტროენერგიის ორი ფუნდამენტური კანონია, რომ საწინააღმდეგოები იზიდავს და მოსწონს მოგერიება. შესაბამისად, ელექტრონები მიედინება პოზიტიური ტერმინალისკენ და ნეგატიურისგან მოშორებით. ნაკადი ხდება მხოლოდ ერთი მიმართულებით და დინების სიძლიერე, ან მიმდინარეობა დამოკიდებულია ორ ტერმინალს შორის მუხტის სხვაობაზე. ეს განსხვავება არის ძაბვა ტერმინალებს შორის.

გარე შეყვანის არარსებობის შემთხვევაში, ელექტრონები დაგროვდება პოზიტიურ ტერმინალზე და შეამცირებს პოტენციურ სხვაობას ორ ტერმინალს შორის და საბოლოოდ დინება შეჩერდება.

DC– ს დინების ალბათ ყველაზე ცნობილი მაგალითია ელვის დარტყმა. იმის დამტკიცება, რომ ელვა ელექტრული მოვლენაა, ბენჯამინ ფრანკლინის ნამდვილი მიღწევა იყო. ფრანკლინმა მეტეხი ააფეთქა და კეიტის სიმს მიაწოდა გასაღები. როდესაც გასაღები ელექტრონულად დაიმუხტა და მსუბუქი შოკი მიაყენა, ის გახარებული იყო. მან დაადასტურა, რომ ელექტრული მუხტი გროვდება ღრუბლებში, და რომ ელვა არის ამ ელექტროენერგიის გამონადენი DC დენის წამიერად.

ბატარეა არის DC ელექტროენერგიის კიდევ ერთი გავრცელებული წყარო. იგი შედგება წყვილი საწინააღმდეგოდ დამუხტული ტერმინალისგან და როდესაც ტერმინალებს კონდუქტორთან დააკავშირებთ, ელექტროენერგია მიედინება უარყოფითი ტერმინალიდან (კათოდიდან) პოზიტიურში (ანოდი).

ელემენტის დატენვის სხვაობა, როგორც წესი, უზრუნველყოფილია მის ბირთვში არსებული ქიმიური პროცესით და ეს პროცესი შეიძლება გაგრძელდეს მხოლოდ შეზღუდული დროით. თუ ბატარეიდან ენერგიას იღებთ, ის საბოლოოდ წყვეტს მუხტის გამომუშავებას და ქრება.

ინგლისელმა ფიზიკოსმა მაიკლ ფარადეიმ 1831 წელს აღმოაჩინა ელექტრომაგნიტური ინდუქცია, როდესაც მან აღმოაჩინა, რომ იგი შეეძლო ელექტროენერგიის წარმოქმნა გამტარ მავთულხლართში მაგნიტის გადაადგილებით წინ და უკან შიგნით ხვია

განსაკუთრებით მნიშვნელოვანია, ფარადეიმ აღნიშნა, რომ მიმდინარეობა იცვლიდა მიმართულებას, როდესაც ის შეცვლიდა მაგნიტის მიმართულებას. საფრანგეთის ინსტრუმენტების მწარმოებელმა Hippolyte Pixii- მ ეს აღმოჩენა გამოიყენა 1832 წელს პირველი ალტერნატიული დენის გენერატორის ასაშენებლად.

AC ელექტროენერგიას ყოველთვის აწარმოებს Pixii– ს მიერ აშენებული ტიპის ინდუქციური გენერატორი, თუმცა თანამედროვე გენერატორები ბევრად უფრო დახვეწილია ვიდრე Pixii– ს მანქანა. გენერატორს შეუძლია გამოიყენოს მბრუნავი მაგნიტები, ან მას შეიძლება ჰქონდეს მბრუნავი ხვია, მაგრამ ყოველთვის არსებობს ისინი როტაციის ტიპი და როტაციის პერიოდი განსაზღვრავს რამდენად ხშირად იცვლება მიმდინარეობა მიმართულება

იმის გამო, რომ იგი ცვლის მიმართულებას, AC ელექტროენერგიას აქვს ასოცირებული სიხშირე, რაც წამში ხდება მისი უკუქცევით.

თქვენ არ გჭირდებათ შორს ძებნა, რომ იპოვოთ AC ელექტროენერგიის მაგალითები. ოთახის შუქები, რომელშიც თქვენ იჯდებით, ასევე კონდიციონერი, ელექტრო გამათბობელი და ყველა მოწყობილობა მუშაობს AC ენერგიით, რომელიც წარმოიქმნება თქვენს ადგილობრივ ელექტროსადგურში.

ელექტროსადგურების უმეტესობა ტურბინის დასატრიალებლად იყენებს წიაღისეული საწვავის, ბირთვული გახლეჩის ან გეოთერმული პროცესების შედეგად წარმოქმნილ ორთქლს. ტურბინა წარმოქმნის ელექტროენერგიას ელექტრომაგნიტური ინდუქციით, ხოლო ბრუნვის სიჩქარე ფრთხილად რეგულირდება ფიქსირებული სიხშირით ელექტროენერგიის წარმოებისთვის. ჩრდილოეთ ამერიკაში სიხშირეა 60 ჰერცი (წამში ციკლი), მაგრამ დანარჩენ მსოფლიოს უმეტეს ნაწილში ეს არის 50 ჰერცი.

ქარის წისქვილები განახლებადი ენერგიის წყაროებია, რომლებიც ასევე ქმნიან AC ელექტროენერგიას, მაგრამ ისინი ქარს ეყრდნობიან ტურბინებს წიაღისეული საწვავის ან ბირთვული საწვავის ნაცვლად. ტალღების ზოგიერთ გენერატორს აქვს ტურბინები, რომლებიც აწარმოებენ AC ენერგიას. როდესაც ტალღები შეკუმშავს ჰიდრავლიკურ სისტემას ან დახურული ჰაერის ჯიბეს, შენახული ენერგია გამოიყენება ტურბინის ტრიალისთვის.

21-ე საუკუნის ელექტრიფიცირებულ სამყაროში ძნელი წარმოსადგენია დრო, როდესაც ელექტროენერგია არ იყო, მაგრამ ეს დრო არც ისე დიდი ხნის წინ იყო. მე -19 საუკუნის ბოლოს გამოიგონეს ნათურა, მაგრამ ელექტროენერგიის გამომუშავების და სახლებში შეღწევის საშუალება არ არსებობდა, რათა ხალხმა ახალი გამოგონება გამოიყენოს.

თომას ედისონი, რომელიც დაეხმარა ნათურების განვითარებას და რეალიზაციას, მხარს უჭერს DC წარმოქმნის ქსელს სადგურები, ხოლო ნიკოლა ტესლა, სერბი გამომგონებელი და ედისონის ყოფილი თანამშრომელი, უპირატესობას ანიჭებდა AC- ს გენერატორები. ტესლამ მოიგო და აქ არის რამოდენიმე მიზეზი:

• ელექტროენერგიის ფართომასშტაბიანი გამოყენებისათვის საჭირო ძაბვებში, AC ელექტროენერგიის გადაცემა შესაძლებელია ელექტროგადამცემი ხაზების გასწვრივ ნაკლები ძაბვის ვარდნით. თუ ედისონი გაიმარჯვებდა და DC ელექტროენერგია სტანდარტად იქცეოდა, უნდა ყოფილიყო ელექტროსადგურები ერთმანეთის მილში. მეორეს მხრივ, ტესლამ შეძლო მთელი ქალაქის ბუფალო, ნიუ იორკის ენერგიის მიცემა, ერთი ინდუქციური გენერატორით, რომელიც განთავსებული იყო ნიაგარას ჩანჩქერის ქვეშ.

• AC ენერგიის წარმოება უფრო იაფია. ისეთი ჰიდროელექტრო გენერატორი, როგორიცაა ნიაგარის ჩანჩქერი, შეუძლია შექმნას ელექტროენერგია ბუნებრივი პროცესისგან. სხვა შეყვანა არ არის საჭირო.

• AC ენერგიის ძაბვის შეცვლა შესაძლებელია ტრანსფორმატორთან ერთად. ტესლას და ედისონის დროს ეს შეუძლებელი იყო DC დენით. დღესდღეობით, ხელმისაწვდომია ტრანსფორმატორი, რომელიც იყენებს შიდა სქემებს ან ინვერტორებს DC დენის ძაბვის შესაცვლელად.

მიუხედავად იმისა, რომ ელექტროგადამცემი ხაზების საშუალებით ხდება AC, ელექტრონიკის მოწყობილობა ხშირად მოითხოვს DC ელექტროენერგიას. წრიული დიაგრამაში, პირდაპირი დენის სიმბოლო არის სწორი ხაზი, რომლის ქვეშ სამი წერტილია ან ხაზი, ხოლო მონაცვლე დენისთვის არის ერთი ტალღოვანი ხაზი. AC დენის DC- ზე გადასაყვანად, ელექტრონიკის სპეციალისტები, ჩვეულებრივ, იყენებენ წრედ კომპონენტს, რომელსაც ეწოდება დიოდი, ან გამსწორებელი. იგი გადის დენს მხოლოდ ერთი მიმართულებით, ამგვარად ქმნის პულსირებად DC სიგნალს AC დენის წყაროდან.

DC– ს AC– ის დენის გადაქცევის ინსტრუმენტს ინვერტორს უწოდებენ. იგი იყენებს ტრანზისტორებს, რომლებიც მიკროსქემის კომპონენტებია, რომლებსაც შეუძლიათ ძალიან სწრაფად ჩართონ და გამორთონ, წრიული სერიის გასწვრივ მიმდინარეობა ბილიკები, რომლებიც ეფექტურად ცვლის მის მიმართულებას წყვილი ცენტრალური ტერმინალის გასწვრივ, რაც არის წრედის ის ნაწილი, რომელზეც დართავთ AC დატვირთვა. ინვერტორებს იყენებენ ელექტრომობილებში. ისინი ასევე გამოიყენება ფოტოვოლტალურ სისტემებში, მზის პანელების მიერ წარმოებული DC ელექტროენერგიის AC- ში გადასაყვანად სახლში გამოყენებისთვის.