AC versus DC (wisselstroom versus gelijkstroom): overeenkomsten en verschillen (met grafiek)

De initialen AC/DC doen misschien denken aan een bepaalde beroemde rockband, maar in het land van de natuurkunde verwijzen deze afkortingen naar respectievelijk wisselstroom en gelijkstroom.

Wisselstroom, of AC, is stroom die oscilleert en van richting verandert met een bepaalde frequentie. Frequentie is het aantal trillingen per seconde en wordt gemeten in eenheden van hertz (Hz), waarbij 1 Hz = 1s^-1.

Je kunt je voorstellen dat de vrije elektronen in een draad heen en weer bewegen, oscillerend rond een enkel vast punt. Dit is wat er gebeurt met wisselstroom. Je zou je kunnen afvragen of deze oscillatie merkbare effecten zou hebben in de objecten die het wordt gebruikt om aan te drijven want als de stroom oscilleert, is deze periodiek even nul voordat hij verandert richting. Maar de oscillatiefrequentie is meestal zo hoog dat deze effecten niet waarneembaar zijn.

Wisselstroom wordt gegenereerd door elektriciteitscentrales en is waar u uw apparaten op aansluit wanneer u ze op de stopcontacten in uw huis aansluit.

Gelijkstroom, of gelijkstroom, is stroom die continu met een constante snelheid in één richting stroomt. In een lus met gesloten circuit bewegen alle elektronen in één richting rond de lus.

Dit is het type stroom dat typisch stroomt in elk circuit dat op een batterij is aangesloten. Dat komt omdat batterijen zo zijn ontworpen dat alleen de stroom van elektronen in één richting vanaf hun anode (negatieve terminal) naar hun kathode (positieve terminal) via een geleidende draad (in tegenstelling tot stromend door de batterij zelf, in het tegenovergestelde richting).

In de Verenigde Staten aan het eind van de jaren 1880 vochten Thomas Edison en George Westinghouse over wat beter was: AC of DC. Edison had gelijkstroom ontwikkeld en het was de standaard die in de begintijd werd gebruikt met laagspanningscircuits die lampen in huizen van stroom voorzien.

Hoogspanningswisselstroom voedde ondertussen straatlantaarns. Toen het bedrijf van George Westinghouse een manier ontwikkelde om hoge wisselspanningen te verlagen met behulp van transformatoren voor huishoudelijk gebruik, ontstond er hevige concurrentie.

Uiteindelijk heeft AC gewonnen vanwege de mogelijkheid om zonder verlies over lange afstanden te zenden, AC's groter efficiëntie en het feit dat het veel gemakkelijker is om de spanningen te verlagen bij het werken met wisselstroom dan het is met dc.

AC kan worden omgezet in DC met behulp van een gelijkrichter en DC kan worden omgezet in AC met behulp van een omvormer. Over het algemeen is een gelijkrichter een eenvoudiger circuit, terwijl een omvormer vaak ingewikkelder is om te bouwen. Dit is nog een reden waarom de elektriciteitsbron waarop uw huis is aangesloten AC is en niet DC.

Zowel AC- als DC-stroom zijn het gevolg van het induceren van lading om door draden te bewegen om elektrische energie over te dragen en deze te gebruiken om verschillende apparaten van stroom te voorzien.

In beide gevallen initieert een spanningsbron de stroom in de circuits. Het is ook mogelijk om van het ene type stroom naar het andere te converteren, hoewel het over het algemeen als gemakkelijker wordt beschouwd om van AC naar DC te gaan.

AC- en DC-stromen worden verschillend gegenereerd. DC wordt gegenereerd door batterijen en DC-generatoren, terwijl AC wordt gegenereerd door AC-generatoren en elektrische centrales, die mechanische energie omzetten in AC vermogen gemakkelijker dan gelijkstroom, omdat deze generatoren doorgaans afhankelijk zijn van cirkelvormige of oscillerende beweging die direct wisselstroom induceert.

AC- en DC-stromen hebben ook verschillende toepassingen. Alles dat "op het elektriciteitsnet" is aangesloten, werkt op wisselstroom, terwijl apparaten die op batterijen werken, zoals uw telefoon of elektrisch gereedschap, op gelijkstroom werken.