Energia elektryczna jest w centrum współczesnego życia, ale wiele osób nie zna jej podstaw. Jaka jest różnica między elektrycznością płynącą przez linie energetyczne, elektrycznością w domu i elektrycznością wewnątrz urządzenia? Dlaczego suwak z tyłu komputera wskazuje 110 lub 120 VAC?
Podstawy
Energia elektryczna występuje w dwóch podstawowych wersjach: AC i DC. Prąd stały płynie w sposób ciągły w jednym kierunku, najlepiej nigdy nie przełączając się ani nie wahając. Prąd AC zmienia się z dodatniego na ujemny i ujemny na dodatni wielokrotnie na sekundę.
Natężenie i częstotliwość napięcia
Nie ma czegoś takiego jak zasilanie VAC – to po prostu zasilanie AC. Kiedy widzisz 110 VAC na urządzeniu, oznacza to 110 woltów prądu przemiennego. Napięcie jest miarą „ciśnienia w obwodzie”. Odnosi się do tego, jak mocno prąd przepycha się przez obwód. Napięcie pomaga określić natężenie prądu – ilość energii elektrycznej przepływającej przez obwód w ciągu sekundy. Im wyższe napięcie, tym mocniej prąd napiera na obwód i tym więcej prądu przez niego przepływa. AC mierzy się również częstotliwością – jak szybko zmienia kierunek. Większość prądu przemiennego ma 60 Hz, co oznacza, że zmienia się z ujemnego na dodatni i ponownie ujemny 60 razy na sekundę.
Rodzaje
Większość Stanów Zjednoczonych korzysta z energii elektrycznej o napięciu od 110 do 120 woltów prądu przemiennego. Budowana przez nas elektronika została zaprojektowana tak, aby mogła poradzić sobie z tymi niewielkimi wahaniami mocy bez wadliwego działania. Z kolei Europa i większość świata zużywają prąd o napięciu od 220 do 240 woltów. Fabryki również używają 240 woltów prądu przemiennego, ale z istotną różnicą. Moc w fabrykach to moc trójfazowa, składająca się z trzech różnych sygnałów elektrycznych prądu przemiennego, które nie są ze sobą zsynchronizowane.
Korzyści
Za każdym razem, gdy zmieniasz energię z jednej formy w drugą, tracisz trochę energii. Generatory wytwarzają prąd jako prąd przemienny, więc sensowne jest przesyłanie go w tej formie. Wytwarzana energia elektryczna ma bardzo wysokie napięcie, co minimalizuje straty w liniach energetycznych. Poszczególne budynki wykorzystują jednak znacznie niższe napięcie. Elektryczność przepływa przez transformator obniżający napięcie, urządzenie obniżające napięcie prądu przemiennego. Gdyby energia elektryczna w liniach energetycznych była prądem stałym, musiałaby zostać przekształcona z powrotem na prąd przemienny przy każdym transformatorze, zanim mogłaby zostać obniżona – jest to nieekonomiczny proces wymagający wielu dodatkowych urządzeń.
Rozważania
Większość urządzeń elektronicznych nie może faktycznie odpływać z prądu przemiennego. Zamiast tego potrzebują stałego, niskonapięciowego prądu stałego. Dlatego prawie każde podłączane urządzenie konsumenckie ma zasilacz prądu stałego. Moc jest najpierw przepuszczana przez drugi transformator obniżający napięcie, aby obniżyć ją z 120 woltów do pewnej wartości, zwykle między 5 a 20. Następnie przechodzi przez prostownik mostkowy, który zamienia zasilanie na prąd stały.
Konwersja międzynarodowa
Jeśli podróżujesz za granicę, różnice między standardami zasilania prądem przemiennym w różnych krajach stanowią problem dla mobilnych urządzeń elektronicznych. Rodzaje wtyczek są różne, więc złącze typu amerykańskiego nie pasuje na przykład do niemieckiego gniazdka. Niektóre nowoczesne urządzenia są dostarczane z adapterami wtyczek dla różnych krajów; obwody elektroniczne automatycznie dostosowują się do różnych napięć. W przypadku innych urządzeń będziesz potrzebować międzynarodowego adaptera napięcia, który konwertuje wyższe napięcia obce na amerykański standard 110-woltowy. Adapter podłącza się do gniazdka ściennego, a gadżet typu amerykańskiego podłącza się do gniazda adaptera. Przed podróżą sprawdź, czy Twoje urządzenia mogą korzystać z międzynarodowego zasilania prądem zmiennym lub czy musisz zabrać ze sobą adaptery.