KINTAMOSIOS IR NUOLATINĖS SROVĖS SKIRTUMAI? - MOKSLAS - 2025

Skirtumas tarp kintamosios ir nuolatinės srovės iš esmės taip, elektronai juda laidų, kad jį nešiotis. Kintama srove tai yra svyruojantis judesys, tuo tarpu nuolatinėje srovėje elektronai teka tik viena kryptimi: nuo neigiamo iki teigiamo poliaus.

Tačiau yra daugiau skirtumų, pradedant generavimu ir baigiant naudojimo efektyvumu, sauga ir transportavimu. Kiekvienas iš jų turi savo privalumų ir trūkumų, todėl vienų ar kitų variantų naudojimas priklauso nuo taikymo.

	Kintamoji srovė	Nuolatinė srovė
Srovės kryptis	Dvikryptis (svyruojantis)	Vienkryptis (vienodas)
Šaltinis	Generatoriai	Baterijos, baterijos, dinamika
Elektromotorinės jėgos šaltiniai (emf)	Svyruojantys ar besisukantys laidininkai ar laidininkai esant magnetiniam laukui.	Elektrocheminės reakcijos elementų ir baterijų viduje. Įjungti arba ištaisyti kintamosios srovės generatoriai su diodais
Darbinis dažnis	Buitinėse ir pramoninėse parduotuvėse 50Hz arba 60Hz	0 Hz
Darbinė įtampa	110 V arba 220 V	1,5 V; 9 V; 12 V arba 24 V
Tolimojo perdavimo įtampa	Iki 380 000 voltų	Jos negalima gabenti dideliais atstumais, nes ji patiria daug nuostolių
1 AG variklyje cirkuliuojančios lemputės	Vienfazis 110 V 60 Hz: 16 amperų	Esant 12 voltų nuolatinės srovei: 100 amperų
Didžiausia srovė, tenkanti vienam vartojimo džauliui	110 V: 0,01 A / J 220 V: 0,005 A / J	12 V: 0,08 A / J 9 V: 0,1 A / J
Pasyvieji elementai grandinėse	Varža: -Resistinis -Pajėgūs -Individualus	-Atsparumas
Privalumas	Nedaug nuostolių vežant.	Tai saugu, nes yra žemos įtampos. Galima laikyti baterijose ir baterijose.
Trūkumai	Nelabai saugu dėl aukštos darbinės įtampos.	Jos negalima gabenti dideliais atstumais, nes ji patiria daug nuostolių
Programos	Buitinė ir pramoninė: skalbimo mašinos, šaldytuvai, gamybos įmonės.	Nešiojama elektroninė įranga: išmanieji telefonai, nešiojamieji kompiuteriai, radijo imtuvai, žibintuvėliai, laikrodžiai.

Kintamoji srovė

Neįmanoma kalbėti apie kintamąją srovę, neminint Nikola Tesla (1846–1943), serbo-kroatų kilmės inžinieriaus, kuris ją išrado ir išpopuliarino. Jis buvo tas, kuris sukūrė daugiausiai patentų jos taikymui, transportavimui ir naudojimui.

Visus šiuos patentus kūrėjas paskyrė amerikiečių kompanijai „Westinghouse Electric Co“, kad gautų reikiamą finansavimą jos eksperimentams ir projektams.

Pirmuosius kintamosios srovės bandymus atliko vienas pagrindinių elektros pradininkų: Michaelas Faradėjus (1791-1867), kuris atrado elektromagnetinę indukciją ir pastatė pirmąjį kintamos srovės generatorių.

Kintamosios srovės perdavimas yra daug efektyvesnis. Šaltinis: „Pixabay“.

Vienas iš pirmųjų praktinių jo naudojimo būdų 1855 m. Buvo elektroterapija kintama srove, kad suaktyvintų raumenų susitraukimus. Šio tipo gydymui kintamoji srovė buvo daug pranašesnė už nuolatinę srovę.

Vėliau, 1876 m., Rusijos inžinierius Pavelas Yáblochkovas išrado apšvietimo sistemą, pagrįstą elektros lanko lempomis ir kintamosios srovės generatoriais. Iki 1883 m. Austrijos-Vengrijos įmonė „Ganz Works“ jau buvo įrengusi maždaug penkiasdešimt kintamos srovės apšvietimo sistemų.

„Tesla“ išradimai

Tarp pagrindinių Nicola Tesla indėlių kuriant ir naudojant kintamąją srovę yra elektrinio variklio, kuris veikia su kintamąja srove, išradimas, jo nereikia keisti į nuolatinę srovę.

Nikola Tesla taip pat išrado trifazę srovę, kad būtų galima išnaudoti kuo daugiau energijos gaminant energiją ir elektros energijai transportuoti. Šiandien ši sistema vis dar naudojama.

Transformatorius

Kitas svarbus indėlis kuriant kintamąją srovę buvo transformatoriaus išradimas. Šis prietaisas leidžia pakelti įtampą pervežant dideliais atstumais ir sumažinti įtampą, kad būtų galima saugiau naudoti namus ir pramonę.

Be abejo, šis išradimas kintamąją srovę pavertė geresne alternatyva kaip elektros energijos paskirstymo metodą nei nuolatinės srovės metodas.

Šiuolaikinio transformatoriaus pirmtakas buvo geležies šerdies įtaisas, vadinamas „antriniu generatoriumi“, kuris buvo eksponuojamas 1882 m. Londone ir vėliau Turine, kur jis buvo naudojamas elektriniam apšvietimui.

Pirmąjį uždarą geležies šerdies transformatorių, kokį mes šiandien žinome, pristatė du Vengrijos inžinieriai iš Ganzo įmonės Budapešte. Patentus įsigijo įmonė „Westinghouse Electric Co.“

Pagrindinė transformatoriaus savybė

Pagrindinė transformatoriaus charakteristika yra ta, kad antrinės V _S išėjimo įtampos ir pirminės V _P įėjimo įtampos koeficientas yra lygus antrinės apvijos V ₂ apsisukimų skaičiaus, padalyto iš V pirminė apvija Nr. ₁ :

V _S / V _P = N ₂ / N ₁

Paprasčiausiai pasirinkus tinkamą transformatoriaus pirminio ir antrinio posūkių santykį, teisingą išėjimo įtampą galima pasiekti tiksliai ir neprarandant galios.

Transformatoriaus schema. Šaltinis: „Wikimedia Commons“. „KundaliniZero“

Pirmoji komercinė elektros paskirstymo sistema, kurioje buvo naudojami transformatoriai, buvo inauguruota Masačusetso valstijoje, JAV, 1886 m.

Tačiau Europa neatsiliko nuo elektros plėtros, nes tais pačiais metais Cerchi mieste, Italijoje, buvo įrengta perdavimo linija, kurios pagrindą sudarė naujai išrastas transformatorius, kuri 30 km atstumu perduodavo kintamąją srovę, naudodama 2000 voltų įtampą. .

Transformatorius buvo ne tik revoliucija elektros energijos perdavimo srityje. Taip pat automobilių pramonės srityje, kai jį „Ford Motor Company“ naudojo „Ford Model T“ uždegimo žvakių uždegimo ritės sistemoje.

Nuolatinė srovė

Nuolatinė srovė buvo pagaminta 1800 m. Išradus voltatinę krūvą, taip pavadintą todėl, kad jos išradėjas buvo italų fizikas Alessandro Volta, gyvenęs 1745–1827 m.

Nors srovės kilmė nebuvo gerai suprantama, prancūzų fizikas André Marie Ampere (1775-1836) nustatė du voltatinių elementų poliškumus ir spėliojo, kad elektros srovė teka iš teigiamo į neigiamą polių.

Šiandien ši konvencija vis dar naudojama, nors žinoma, kad elektrinio krūvio nešiotojai yra elektronai, einantys priešingai - nuo neigiamo terminalo iki teigiamo.

4 pav. Tiesioginė srovė yra patogiai ir patogiai laikoma akumuliatoriuose. („pixabay“)

Prancūzų išradėjas Hippolyte Pixii (1808–1835) sukūrė generatorių, sudarytą iš vielos kilpos ar kilpos, besisukančios aplink magnetą, pažymint, kad kas pusę posūkio srovės srautas buvo atvirkštinis.

„Ampere“ siūlymu, išradėjas pridėjo komutatorių ir taip buvo sukurtas pirmasis dinamo arba nuolatinės srovės generatorius.

Elektros apšvietimo sistemose buvo naudojamos 1870–1880 elektros lanko lempos, kurioms reikėjo aukštos įtampos, tiek nuolatinės, tiek nuolatinės srovės.

Kaip žinoma, aukšta įtampa yra labai nesaugi naudoti namuose. Šia prasme amerikiečių išradėjas Thomas Alva Edisonas (1847–1931) padarė elektrą apšvietimo tikslais saugesnį ir komerciškesnį. Edisonas ištobulino kaitinamąją lemputę 1880 m. Ir padarė ją pelninga.

Srovių karas: AC vs DC

Kaip ir Nikola Tesla buvo kintamosios srovės rėmėjas, Thomas Alva Edisonas buvo nuolatinės srovės rėmėjas, nes, jo manymu, jis buvo saugesnis.

Net norėdamas neskatinti kintamos srovės naudojimo komerciniais tikslais, Edisonas išrado kintamos srovės kėdę, kad visuomenė suprastų jos pavojų žmonių gyvybei.

Iš pradžių Nikola Tesla dirbo „Edison Electric“ energetikos įmonėje ir daug prisidėjo prie nuolatinės srovės generatorių tobulinimo.

5 paveikslas. Iš dešinės į kairę Henris Fordas, Tomas Edisonas, JAV prezidentas Warrenas G. Hardingas ir Harvey S. Firestone'as, 1921 m., Per „Wikimedia Commons“.

Bet kadangi „Tesla“ buvo įsitikinusi kintamos srovės pranašumais jos transportavimo ir paskirstymo požiūriu, neilgai trukus skirtumai su Edisonu sukėlė šių dviejų stiprių asmenybių konfliktą. Taip prasidėjo srovių karas: AC vs. DC.

Kintamosios srovės perdavimo pranašumai ir pirmosios tarpmiestinės kintamos srovės paskirstymo sistemos 1891 m. Paskatino Edisoną, kuris atkakliai ir toliau palaikė nuolatinę srovę, prarasti prezidentą ir vadovauti jo įkurtai įmonei, kuri praėjo vadintis „General Electric“ įmone.

Nikola Tesla laimėjo ir šio karo, nes galiausiai George'as Westinghouse'as ir jo įmonės akcininkai tapo milijonieriais. Tesla, apsėsta idėjos perduoti elektros energiją dideliais atstumais be laidų, baigėsi varganai ir pamiršta.

Aukštos įtampos nuolatinė srovė

Idėja naudoti nuolatinę srovę tolimosios elektros energijos paskirstymui nebuvo visiškai atmesta, nes tokios sistemos buvo sukurtos šeštajame dešimtmetyje.

Šiandien ilgiausias povandeninis kabelis pasaulyje elektros energijai gabenti - „NorNed“ kabelis, jungiantis Norvegiją su Nyderlandais, naudoja 450 tūkstančių voltų nuolatinę srovę.

Povandeninio kabelio „NorNed“ maršrutas tarp Nyderlandų ir Norvegijos, kuris teka nuolatinę srovę per Šiaurės jūrą. Šaltinis: „Wikimedia Commons.Michiel1972“

Neįmanoma naudoti kintamos srovės povandeniniams kabeliams, nes jūros vanduo yra puikus elektros laidininkas, o kintamos srovės povandeninis kabelis sukelia sūkurines sroves druskos vandenyje. Tai sukeltų didelius norimos perduoti elektros energijos nuostolius.

Aukštosios įtampos nuolatinė srovė taip pat naudojama elektriniams traukiniams bėgiais varyti.

Nuorodos

1. Agarwal, T. (2015). „ProCus“. Gauta iš „Kuo skiriasi nuolatinės ir nuolatinės srovės“: elprocus.com
2. (2017). Difuzė. Gautas iš AC vs. DC (kintama srovė ir nuolatinė srovė): diffen.com
3. Earley, E. (2017). Mokyklos inžinerija. Gauta iš „Kuo skiriasi kintama ir nuolatinė nuolaida?“: Engineering.mit.edu
4. Khatri, I. (2015 m. Sausio 19 d.). Quora. Gauta iš Kuo skiriasi kintamos ir nuolatinės srovės?: Quora.com
5. (2017). „SparkFun Electronics“. Gaunamas iš kintamosios srovės (AC) vs. Nuolatinė srovė (DC): sužinoti.parparfundas.lt.
6. Vikipedija. Kintamoji srovė. Atkurta iš: es.wikipedia.com
7. Vikipedija. DC. Išieškota iš: es. wikipedia.com
8. Vikipedija. „NorNed“ laidas. Išieškota iš: es. wikipedia.com