Proč je standardem dodávek elektřiny do našich domovů střídavý proud, a ne přímý? Pokud vím, téměř každé elektronické zařízení má AC »DC převodník, protože jejich interní zařízení používají stejnosměrný proud.
Komentáře
- Protože Edison to pokazil a Tesla to pochopila 🙂
- Související
- Se střídavým proudem vás energetická společnost prodá něco, pak to nasát zpět na další poloviční cyklus 😉 Co je to za podnikání!
- @OlinLathrop Připomíná mi to další, mnohem starší podnik s podobnými mechanikami: p Takže myslím, že ‚ je spravedlivý druh.
odpověď
Od Wiki :
Přenosová ztráta
Výhodou střídavého proudu pro distribuci energie na vzdálenost je snadná změna napětí pomocí transformátoru. Dostupná elektrická energie je součinem proudu × volt věk při zatížení. Pro dané množství energie vyžaduje nízké napětí vyšší proud a vyšší napětí vyžaduje nižší proud. Vzhledem k tomu, že kovové vodivé dráty mají téměř pevný elektrický odpor, část energie bude zbytečná jako teplo v vodičích. Tato ztráta výkonu je dána prvním Jouleovým zákonem a je úměrná druhé mocnině proudu. Pokud je tedy celkový přenášený výkon stejný, a vzhledem k omezením praktických velikostí vodičů, vysokonapěťové a nízkonapěťové přenosy budou trpí mnohem větší ztrátou energie než nízkonapěťové a vysokonapěťové. Platí to, zda se používá stejnosměrný nebo střídavý proud.
Převod stejnosměrného proudu z jednoho napětí na jiné vyžaduje velký rotující rotační měnič nebo motorgenerátor sada, která byla obtížná, nákladná, neefektivní a vyžadovala údržbu, vzhledem k tomu, že pomocí střídavého proudu lze napětí měnit pomocí jednoduchých a účinných transformátorů, které nemají žádné pohyblivé části a vyžadují jen velmi malou údržbu. To byl klíč k úspěchu systému střídavého proudu. Moderní přenosové sítě pravidelně používají střídavé napětí až do 765 000 voltů.
Komentáře
- AC také zabraňuje korozi různých kovů. Ne jistě, jestli to byla za starých časů vítaná náhoda nebo požadavek na inteligentní design.
- @jippie: Dobře poznamenáno. Udržování konstantní polarity může přispět k ionizaci, protože ionty z okolí se hromadí na cokoli, co je nabité opačně. ‚ říkám, že ‚ je pěkný bonus vzhledem k obrovským výhodám používání transformátorů.
- “ Konverze stejnosměrného proudu z jednoho napětí na jiné vyžaduje velký rotující rotační měnič nebo generátor motoru “ – ale existují polovodičové Převaděče DC-na-DC . Jsou tyto jednoduše nepoužitelné pro velmi vysoké množství proudu?
- @thomasrutter Pamatujte si, že jste tehdy ‚ neměli ani tranzistor a elektronky byly relativně nové. Převaděče stejnosměrného proudu na stejnosměrné, jako jsou ty, které dnes existují, nebyly tehdy ‚ proveditelné.
Odpovědět
class = „answer“>
Ztráta výkonu v jakémkoli odporovém prvku je $$ P = I ^ 2 * R1 $$
Síla dodávaná do zátěže je $$ P = I * R2 $$
Můžeme si představit, že R1 je náš přenosový vodič a R2 jako zařízení, které je napájeno (OK, ve skutečnosti se většina zařízení nechová jako rezistory, ale příběh zůstává stejný)
1: Ztráta (plýtvání energií) se tedy zvyšuje s druhou mocninou proudu, ale výkon dodávaný do zátěže nikoli. To znamená, že k dodání stejného výkonu je lepší použít v přenosu nízký proud vodič při vysokém napětí než při použití nízkého napětí při vysokém proudu.
2: Je velmi jednoduché a efektivní použít transformátor k převodu střídavého proudu z jednoho napětí na druhé. Převod stejnosměrného napětí z jednoho napětí na druhé je nákladné a složité.
Přidejte toto vše dohromady a má větší smysl přenášet energii pomocí střídavého proudu než DC. Mrhá se méně energie, zbytečná energie znamená zbytečné peníze.
Protože jsou proudy menší, velikost drátu je menší a lehčí, znamená to, že náklady na infrastrukturu jsou nižší.
Odpovědět
Hlavní výhodou je, že je mnohem snazší převést střídavý proud na různé kombinace napětí a proudu. To bylo téměř nemožné s DC zpět, když se objevil standard. Také velké stroje, jako jsou motory a generátory, které napájí síť, ze své podstaty produkují střídavý proud. To lze napravit diodami nebo některými typy komunace, ale výsledkem bude přinejlepším zvlnění DC.
DC má výhodu v přenosu energie, protože nedochází ke ztrátě kapacity a záření a vodiče netrpí účinkem kůže. Skutečnost, že většina přenosu, dokonce i hlavní vedení vysokého výkonu, je dnes střídavá, je důkaz obtíží při převodu na stejnosměrný proud a zpět na střídavý proud na druhém konci. Stejnosměrný přenos se dnes používá na několika místech, omezený na velké vzdálenosti a / nebo k přenosu energie mezi dvěma energetickými sítěmi, které nejsou fázově uzamčeny. Čím větší účinnost na dlouhé vzdálenosti vyrovnává náklady na provedení převodu na každém konci.
Jedním příkladem takového stejnosměrného vedení je hydro-quebecský napájecí zdroj do energetické sítě v Nové Anglii. To funguje jako něco jako 1 000 mil od velkých přehrad v severním Quebecu až k napájecí stanici v Ayer Massachusetts nedaleko od mého domu. Zařízení pro příjem stejnosměrného proudu a jeho převod pro připojení k místní síti není triviální. Podívejte se na 42,5705 N, 71,5242 W, pokud chcete vidět měřítko. To však je stále celkově zjevně levnější než platba za ztráty energie a dražší kabel přes 1 000 mil přenosového vedení.