AC vs DC (prąd przemienny vs prąd stały): podobieństwa i różnice (z wykresem)

Inicjały AC/DC mogą przywodzić na myśl pewien słynny zespół rockowy, ale w krainie fizyki te skróty odnoszą się odpowiednio do prądu przemiennego i prądu stałego.

Prąd przemienny lub AC to prąd, który oscyluje i zmienia kierunek z określoną częstotliwością. Częstotliwość to liczba oscylacji na sekundę mierzona w hercach (Hz), gdzie 1 Hz = 1s^-1.

Możesz sobie wyobrazić swobodne elektrony w drucie poruszające się tam iz powrotem, oscylujące wokół jednego stałego punktu. Tak dzieje się z prądem przemiennym. Możesz się zastanawiać, czy ta oscylacja wywoła zauważalne efekty w obiektach, których używa do zasilania? ponieważ jeśli prąd oscyluje, to okresowo przez krótką chwilę wynosi zero, zanim się zmieni kierunek. Jednak częstotliwość oscylacji jest zwykle na tyle wysoka, że ​​efekty te są niezauważalne.

Prąd przemienny jest generowany przez elektrownie i jest tym, do którego podłączasz swoje urządzenia, gdy podłączasz je do gniazdek w domu.

Prąd stały lub DC to prąd, który płynie nieprzerwanie w jednym kierunku ze stałą prędkością. W zamkniętej pętli wszystkie elektrony poruszają się w jednym kierunku wokół pętli.

Jest to rodzaj prądu, który zwykle płynie w dowolnym obwodzie podłączonym do akumulatora. Dzieje się tak dlatego, że baterie są zaprojektowane w taki sposób, aby umożliwić przepływ elektronów tylko w jednym kierunku z ich anody (ujemny zacisku) do ich katody (zacisk dodatni) za pomocą przewodu przewodzącego (w przeciwieństwie do przepływu przez sam akumulator, na odwrót kierunek).

W Stanach Zjednoczonych pod koniec lat 80. XIX wieku Thomas Edison i George Westinghouse walczyli o to, co było lepsze: AC czy DC. Edison rozwinął prąd stały i był to standard stosowany we wczesnych dniach w obwodach niskiego napięcia zasilających światła w domach.

Tymczasem prąd przemienny wysokiego napięcia zasilał lampy uliczne. Kiedy firma George'a Westinghouse'a opracowała sposób na obniżenie wysokiego napięcia prądu przemiennego za pomocą transformatorów do użytku domowego, wywiązała się ostra konkurencja.

Ostatecznie AC wygrał ze względu na możliwość transmisji na duże odległości bez strat, AC jest większy wydajność i fakt, że znacznie łatwiej jest obniżyć napięcia podczas pracy z prądem przemiennym niż jest z DC.

AC można przekształcić w DC za pomocą prostownika, a DC w AC za pomocą falownika. Ogólnie rzecz biorąc, prostownik jest prostszym obwodem, podczas gdy falownik jest bardziej skomplikowany w budowie. Jest to kolejny powód, dla którego źródłem energii elektrycznej, do której podłączony jest Twój dom, jest prąd zmienny, a nie prąd stały.

Zarówno prąd przemienny, jak i stały, wynikają z indukowania ładunku w przewodach w celu przesłania energii elektrycznej i wykorzystania jej do zasilania różnych urządzeń.

W obu przypadkach źródło napięcia inicjuje przepływ prądu w obwodach. Możliwe jest również przejście z jednego rodzaju prądu na drugi, chociaż przejście z prądu przemiennego na stały jest ogólnie uważane za łatwiejsze.

Prądy AC i DC są generowane w różny sposób. Prąd stały jest generowany z akumulatorów i generatorów prądu stałego, natomiast prąd zmienny jest generowany z generatorów prądu przemiennego i elektrowni, które zamieniają energię mechaniczną na prąd przemienny moc łatwiej niż w przypadku zasilania prądem stałym, ponieważ generatory te zazwyczaj opierają się na ruchu kołowym lub oscylacyjnym, który bezpośrednio indukuje prąd przemienny.

Prądy AC i DC mają również różne zastosowania. Wszystko podłączone „do sieci” działa na prąd zmienny, podczas gdy urządzenia zasilane bateryjnie, takie jak telefon czy elektronarzędzia, działają na prąd stały.