Elektrická energia je stredobodom moderného života, ale veľa ľudí nevie o jej základoch. Aký je rozdiel medzi elektrinou prechádzajúcou cez elektrické vedenie, elektrinou v domácnosti a elektrinou vo vnútri spotrebiča? Prečo posuvný prepínač na zadnej strane počítača hovorí 110 alebo 120 VAC?
Základy
Elektrická energia sa dodáva v dvoch základných variantoch: striedavý prúd a jednosmerný prúd. Jednosmerný prúd prúdi nepretržite jedným smerom, ideálne nikdy nie je prepínanie alebo kolísanie. Striedavý prúd sa mnohokrát za sekundu prepne z kladného na záporný a zo záporného na kladný.
Prúdové napätie a frekvencia
Neexistuje nič také ako napájanie VAC - je to iba napájanie striedavým prúdom. Ak na prístroji vidíte 110 VAC, znamená to 110 V striedavé napätie. Napätie je mierou „tlaku v obvode“. Vzťahuje sa na to, ako silno tlačí elektrina obvodom. Napätie pomáha určiť intenzitu prúdu - množstvo elektriny prúdiace obvodom každú sekundu. Čím vyššie je napätie, tým silnejšie elektrina na obvod tlačí a tým viac ním prúdi. AC sa tiež meria na frekvencii - ako rýchlo mení smer. Väčšina striedavého prúdu je 60 Hz, čo znamená, že sa mení z negatívneho na pozitívny na negatívny znova 60-krát za sekundu.
Typy
Väčšina Spojených štátov používa elektrinu kdekoľvek od 110 do 120 voltov striedavého prúdu. Elektronika, ktorú vyrábame, je navrhnutá tak, aby dokázala zvládnuť túto malú zmenu výkonu bez poruchy. Naopak, Európa a väčšina sveta spotrebúva energiu medzi 220 a 240 voltami. Továrne tiež používajú 240 voltov striedavého prúdu, ale s dôležitým rozdielom. Energia v továrňach je trojfázová, vyrobená z troch rôznych striedavých elektrických signálov, ktoré sú navzájom synchronizované.
Výhody
Zakaždým, keď zmeníte energiu z jednej formy na druhú, stratíte určitú energiu. Generátory vyrábajú elektrinu ako striedavý prúd, takže má zmysel ju prenášať v tejto podobe. Vytvorená elektrina má extrémne vysoké napätie, čo minimalizuje stratu množstva v elektrických vedeniach. Jednotlivé budovy však používajú oveľa nižšie napätie. Elektrická energia sa prevádza cez transformátor znižujúci napätie, zariadenie, ktoré znižuje napätie striedavého prúdu. Ak by elektrina v elektrických vedeniach bola jednosmerná, musela by byť pri každom transformátore prevedená späť na striedavý prúd, než bude možné z nej odstúpiť - zbytočný proces vyžadujúci veľa ďalšieho vybavenia.
Úvahy
Väčšina elektronických zariadení nedokáže v skutočnosti vyčerpať striedavý prúd. Namiesto toho potrebujú stabilný nízkonapäťový jednosmerný prúd. To je dôvod, prečo takmer každé spotrebiteľské zariadenie, ktoré je zapojené do zásuvky, má napájanie jednosmerným prúdom. Napájanie sa najskôr prevádza cez druhý transformátor so znížením výkonu, aby sa znížil zo 120 voltov na určitú hodnotu, zvyčajne medzi 5 a 20. Potom je vedený cez mostíkový usmerňovač, ktorý premieňa energiu na DC.
Medzinárodná premena
Ak cestujete do zahraničia, rozdiely medzi normami napájania zo siete v rôznych krajinách spôsobujú problémy s mobilnými elektronickými zariadeniami. Typy konektorov sú rôzne, takže konektor typu USA sa nezmestí napríklad do nemeckej zásuvky. Niektoré moderné zariadenia sa dodávajú s adaptérmi pre rôzne krajiny; elektronické obvody sa automaticky nastavujú na rôzne napätia. Pre ďalšie zariadenia budete potrebovať medzinárodný napäťový adaptér, ktorý prevádza vyššie cudzie napätie na 110-voltový americký štandard. Adaptér sa pripája do sieťovej zásuvky a vaše miniaplikácie amerického typu sa pripájajú k zásuvke adaptéra. Pred cestovaním skontrolujte, či vaše zariadenia môžu využívať medzinárodné sieťové napájanie alebo či si potrebujete priniesť adaptéry.