오늘날의 과학자들은 전기가 자연에서 가장 근본적인 현상 중 하나라고 이해합니다. 전기 충격은 우리 몸 전체에 끊임없이 흐르고, 심지어 우리 세상의 문제조차도 전하에 의해 결합됩니다. 그럼에도 불구하고 전기는 여전히 발견되어야했고 누가 이것을 가장 먼저했는지에 대한 논란이있다.
발견자는 1600 년에 처음으로 "electricus"라는 단어를 사용한 영국의 의사 William Gilbert 일 것입니다. 몇 년 후 "전기"라는 단어를 만든 사람은 영국 과학자 토마스 브라운 (Thomas Browne) 일 수도 있습니다.
미국인들은 1752 년 번개가 전기라는 것을 증명 한 발명가 벤자민 프랭클린이라고 믿고 싶어합니다. 고대 그리스인과 페르시아인이 전기에 대해 알고 있다는 증거도 있습니다. 상을받는 사람은 DC 전기 (직류)를 발견했을 것입니다. AC 전기 (교류)는 19 세기까지 나오지 않았습니다.
DC 전기는 무엇입니까?
과학자들은 전기를 전자라고하는 음으로 하전 된 입자의 흐름으로 시각화합니다. 그들은 물질을 구성하는 모든 원자의 핵을 공전하는 동일한 입자입니다.
전기의 두 가지 기본 법칙은 반대가 끌어 당기는 것과 같은 것입니다. 결과적으로 전자는 양의 단자를 향해 흐르고 음의 단자에서 멀어집니다. 흐름은 한 방향으로 만 발생하며 흐름의 강도 또는 전류는 두 단자 간의 전하 차이에 따라 달라집니다. 이 차이는 단자 간의 전압입니다.
외부 입력이 없으면 전자가 양극 단자에 축적되어 두 단자 사이의 전위차가 줄어들고 결국 흐름이 중지됩니다.
직류 예
아마도 가장 잘 알려진 DC 전류 흐름의 예는 낙뢰 일 것입니다. 번개가 전기적 현상이라는 것을 증명 한 것은 벤자민 프랭클린의 진정한 업적이었습니다. 프랭클린은 뇌우에서 연을 날려 연줄에 열쇠를 달았습니다. 열쇠가 전기적으로 충전되어 약간의 충격을 주었을 때 그는 기뻐했습니다. 그는 전하가 구름에 축적되고 번개가 DC 전류의 순간적인 플래시에서이 전기 에너지의 방전임을 증명했습니다.
배터리는 또 다른 일반적인 DC 전기 공급원입니다. 한 쌍의 반대로 충전 된 단자로 구성되어 있으며 단자를 도체로 연결하면 음극 단자 (음극)에서 양극 단자 (양극)로 전기가 흐릅니다.
배터리의 충전 차이는 일반적으로 코어의 화학 공정에 의해 제공되며이 공정은 제한된 시간 동안 만 계속 될 수 있습니다. 배터리에서 계속 전원을 끌어 오면 결국 충전 생산이 중단되고 방전됩니다.
AC 전기는 무엇입니까?
영국의 물리학 자 Michael Faraday는 1831 년에 전자기 유도를 발견했습니다. 자석을 앞뒤로 움직여서 도선 코일에 전류를 생성 할 수 있습니다. 코일.
결정적으로 패러데이는 자석의 방향을 바꿀 때마다 전류의 방향이 바뀌 었다고 지적했습니다. 프랑스의 악기 제조업체 인 Hippolyte Pixii는이 발견을 사용하여 1832 년 최초의 교류 발전기를 제작했습니다.
AC 전기는 항상 Pixii가 만든 유형의 유도 발전기에 의해 생산되지만 최신 발전기는 Pixii의 기계보다 훨씬 더 정교합니다. 발전기는 회전 자석을 사용하거나 회전 코일을 가질 수 있지만 항상 일부 회전 유형 및 회전 기간은 현재 변경 빈도를 정의합니다. 방향.
방향이 바뀌기 때문에 AC 전기에는 연결된 주파수가 있는데, 이는 초당 역전되는 횟수입니다.
교류 예
AC 전기의 예를 찾기 위해 멀리 볼 필요가 없습니다. 여러분이 앉아있는 방의 조명, 에어컨, 전기 히터 및 모든 가전 제품은 지역 발전소에서 생성되는 AC 전원으로 작동합니다.
대부분의 발전소는 화석 연료, 핵분열 또는 지열 과정에서 생성 된 증기를 사용하여 터빈을 회전시킵니다. 터빈은 전자기 유도에 의해 전기를 생성하고 회전 속도를 신중하게 제어하여 고정 주파수로 전기를 생산합니다. 북미에서는 주파수가 60Hz (초당주기)이지만 나머지 대부분의 지역에서는 50Hz입니다.
풍차는 AC 전기도 생성하는 재생 가능 에너지 원이지만 화석 연료 나 핵 연료 대신 풍력에 의존하여 터빈을 회전시킵니다. 일부 파동 발전기에는 AC 전력을 생산하는 터빈도 있습니다. 파도가 유압 시스템이나 밀폐 된 공기 주머니를 압축 할 때 저장된 에너지는 터빈을 회전시키는 데 사용됩니다.
AC와 DC의 차이점
21 세기의 전기 화 된 세계에서 전기가없는 시대를 상상하기는 어렵지만 그 시간은 얼마 전이 아닙니다. 19 세기 말에 전구가 발명되었지만 사람들이 새로운 발명품을 사용할 수 있도록 전력을 생산하여 집에 가져올 방법이 없었습니다.
전구의 개발 및 판매를 도왔던 Thomas Edison은 DC 생성 네트워크를 선호했습니다. 세르비아의 발명가이자 Edison 's의 전 직원 인 Nikola Tesla는 AC를 선호했습니다. 발전기. 테슬라가 이겼고 그 이유는 다음과 같습니다.
- 광범위한 전기 사용에 필요한 전압에서 AC 전기는 전압 강하가 적은 전력선을 따라 더 멀리 전송 될 수 있습니다. Edison이 우세하고 DC 전기가 표준이 되었다면 서로 1 마일 이내에 발전소가 있어야했을 것입니다. 반면에 Tesla는 나이아가라 폭포 아래에 위치한 단일 유도 발전기로 뉴욕 주 버팔로시 전체에 전력을 공급할 수있었습니다.
- AC 발전은 더 저렴합니다. 나이아가라 폭포와 같은 수력 발전기는 자연적인 과정에서 전기를 생성 할 수 있습니다. 다른 입력은 필요하지 않습니다.
- AC 전원의 전압은 변압기로 변경할 수 있습니다. Tesla와 Edison 당시에는 DC 전류로는 불가능했습니다. 그러나 오늘날에는 내부 회로 또는 인버터를 사용하여 DC 전류의 전압을 변경하는 변압기를 사용할 수 있습니다.
AC를 DC로 변경하고 다시 다시 변경
전력선을 통해 들어오는 전기는 AC이지만 전자 장비에는 종종 DC 전기가 필요합니다. 회로도에서 직류 기호는 그 아래에 세 개의 점 또는 선이있는 직선이고 교류 기호는 단일 물결 선입니다. AC 전류를 DC로 변환하기 위해 전자 전문가는 일반적으로 다이오드 또는 정류기라는 회로 구성 요소를 사용합니다. 한 방향으로 만 전류를 전달하므로 AC 전류 소스에서 펄싱 DC 신호가 생성됩니다.
DC를 AC 전류로 변환하는 도구를 인버터라고합니다. 매우 빠르게 켜고 끌 수있는 회로 구성 요소 인 트랜지스터를 사용하여 일련의 회로를 따라 전류를 전달합니다. AC를 연결하는 회로의 일부인 한 쌍의 중앙 터미널에서 방향을 효과적으로 변경하는 경로 하중. 인버터는 전기 자동차에 사용됩니다. 또한 태양 광 패널에서 생성 된 DC 전기를 가정에서 사용하기 위해 AC 전류로 변환하는 태양 광 시스템에도 사용됩니다.