Proč používáme střídavý proud a ne stejnosměrný pro síťové zástrčky v domě? [duplicate]

Ve vašem domě je stále přepravováno .

Typická ztráta napětí na průměrném domácím kabelu o průřezu 1,5 mm² s průměrnou délkou 50 m (dopředu a dozadu) od skříně měřiče k vaší aplikaci je přibližně 1 V na 1A.

• 1V není moc pro 230V.
• 1V je mnohem pro nižší napětí.
• Pro nižší napětí potřebujete více proudu pro stejný výkon, takže se ztráta napětí na kabelu zhoršuje.

Proto chcete mít ve svých elektrických zásuvkách 230 V. Ale vaše otázka byla o DC. Proč ne DC?

Protože až donedávna bylo velmi nepraktické převádět jednosměrné napětí na jiné. K tomu vždy potřebujete elektroniku, která má uvnitř nějaký druh měniče DC-AC-DC.

Naproti tomu střídavý proud lze převést na jiné napětí pomocí jednoduché elektrické součásti. Žádná elektronika. Měď na železném jádru. Transformátor.

Komentáře

• DC je také těžší přepnout. Mechanické spínače, které fungují dobře pro 230VAC, by se v případě požadavku na přerušení stejnosměrného proudu obloukovitě tavily.
• Stejnosměrné spínače v domácnostech existovaly před 100 lety, kdy byly stále běžné stejnosměrné instalace 110V. Jsou to ' tyto pružinové typy otočných knoflíků. Díky jedinému spínači světla na místnost se to stalo životaschopným.
• Mohl byste rozvinout " až do poslední doby " část? Je nyní převod DC na DC praktický, a pokud ano, proč?
• Převod DC na DC je bez moderní výkonové elektroniky nepraktický. Ačkoli existovala čistá mechanická řešení, např. pro rádiové vysílače již v roce 1900. Je to ' také objemné a náchylné k chybám s elektronkami, i když řešení existovala. A je to ' zbytečné s bipolárními tranzistory nebo tyristory, ačkoli řešení existovala. – Vysokovýkonné tranzistory MOS s velmi nízkým odporem a vysokou rychlostí umožnily praktickou konverzi DC na DC. Populární se staly od 80. let.

Energetická společnost používá v distribuční síti střídavý proud, takže může snadno použít transformátory k přesunu energie mezi vysokonapěťovými segmenty (pro dálková vedení) a nízkonapěťovými segmenty (pro napájení jednotlivých zákazníků).

Aby vám mohli dodávat stejnosměrný proud, museli by v blízkosti vašeho domova přidat další zařízení na výrobu stejnosměrného proudu z jejich stávající sítě střídavého proudu. To by je stálo peníze, takže to zjevně nechtějí dělat .

Alternativně můžete vzít jejich střídavý proud a koupit si vlastní převodník pro výrobu stejnosměrného proudu pro distribuci po celém domě. Ale pak byste měli čelit poměrně komplikovanému problému s optimalizací.

• Jaké napětí byste měli použít? Velké zátěže, jako jsou motory, by chtěly vyšší napětí ke snížení nákladů na dráty, menší zátěže jako inteligentní nabíječky telefonů by požadovaly nižší napětí.

• Jak velký převodník byste si měli koupit? Víte, kolik spotřebičů za 20 let budete mít a kolik proudu budete potřebovat ?

• Měli byste pro všechny zátěže použít stejnosměrný proud, což zjednoduší zapojení? Nebo byste se měli držet střídavého proudu pro (žárovkové) osvětlení a vytápění, abyste snížili velikost (a náklady ) převaděče AC-DC, který potřebujete?

V současné době distribuujeme střídavý proud po celém domě a používáme samostatný převodník pro každý spotřebič, který chce DC. Výhodou je, že umožňuje nám optimalizovat stejnosměrný měnič pro každou zátěž, která to potřebuje.

Komentáře

• @Hearth, souhlasím, že jsem to nechal nevyřčené, ale myslím, že ' s hlavně důvod, proč síť energetických společností ' není upgradována ', zatímco tato otázka byla zaměřena na zákazníka ' s kabeláž.
• Oh! Zdá se, že jsem tuto otázku špatně přečetl. Nevadí.

Protože konverze do DC není nutné a nákladné pro celý váš dům.

Většina zařízení, která jste pojmenovali, může bez problémů používat střídavý proud.

Přestavba celého vašeho domu na DC by byla nákladná a neefektivní. K převodu celého domu byste si museli koupit velký a drahý převodník. Tento převaděč by používal energii, jak se přeměňoval, a generoval by hodně tepla. Váš účet za elektřinu by vzrostl o 30% + cokoli, co by vaše klimatizace použila k vyrovnání vzniklého tepla. Převodník by se každých 10 let zlomil, což by vyžadovalo nákladné opravy nebo výměnu, a tím by se váš dům stal bez napájení.

Nákup malých převodníků pro zařízení vyžadující stejnosměrný proud je přijatelný. Zařízení DC pouze představují malé procento z celkového využití domu. Malé převaděče jsou levné a snadno vyměnitelné.

Komentáře

• Co kdybych použil pouze sluneční energii? Pak bych nepotřeboval převodník, že?
• @MartinThoma Budete potřebovat převodník, protože fotovoltaické panely nevydávají konstantní napětí.

Pokud je místo střídavého proudu použit stejnosměrný proud, problémy s poklesem mědi stále existují, takže velké zatížení by bylo nejlepší na přiměřeně vysoké napětí. 100 VDC bylo normální, než Tesla před více než stoletím zvítězila v bitvě AC / DC. Oblouk a související nebezpečí požáru je u DC mnohem horší, protože pro zhasnutí oblouku neexistují žádné nulové přechody. Proto je rozváděč DC mnohem větší a dražší než střídavý rozvaděč s vysokým výkonem.

I pochopit, že pro přepravu elektrické energie má smysl mít střídavý proud. Ale v mém domě si již nemyslím, že by tento argument platil.

Nemáte několik problémů.

1. Generování DC. To by vyžadovalo velký napájecí zdroj AC-DC v budově.
2. Volba stejnosměrného napětí: 12 V pro automobily, 19 V pro váš notebook, 5 V pro vaše zařízení USB, 60 V pro konkrétní LED svítidlo? Na kterém z nich byste standarise? Když jste udělali, že všechno ostatní bude vyžadovat převodníky DC-DC.
3. Velikost kabelu potřebného pro vedení po domě, aby se pokles napětí udržel na přijatelné úrovni pro vyšší proudy odebírané při nízkém napětí.
4. stejnosměrné jističe.

Mám podezření, že mnoho obyvatel mimo síť, kteří se pokoušejí provozovat stejnosměrné napájecí banky, si dobře uvědomuje výhody střídavého napájení s konstantním napětím.

Komentáře

• Souhlasím – ale myslím, že byste měli zdůraznit část 2. Je snadné ', " poskytnout DC ", ale jakmile to uděláte, ' není snadný způsob, jak změnit úrovně, a to bude mít dopad na všechna stejnosměrná zařízení. Pokud poskytnete společnou úroveň střídavého proudu, jakýkoli převodník střídavého proudu / stejnosměrného proudu může jednoduše vybrat správné vinutí transformátoru, aby získal správnou úroveň stejnosměrného proudu, ačkoli přepínací převaděče bez transformátorů mohou být trochu složité.
• Při opětovném čtení souhlasím. Opraveno.