Hvorfor bruger vi vekselstrøm og ikke jævnstrøm til stikkontakter i et hus? [duplikat]

I dit hus er elektricitet stadig transporteret .

Det typiske spændingstab på det gennemsnitlige husstandskabel på 1,5 mm² tværsnit med en gennemsnitlig længde på 50 m (frem og tilbage) fra målerskabet til din anvendelse er ca. 1V pr. 1A.

• 1V er ikke meget for 230V.
• 1V er meget for lavere spændinger.
• For lavere spændinger har du brug for mere strøm for den samme effekt, så spændingstabet på kablet bliver værre.

Derfor vil du have 230V ved dine stikkontakter. Men dit spørgsmål handlede om DC. Hvorfor ikke DC?

Fordi indtil for nylig var det meget upraktisk at omdanne en jævnstrømsspænding til en anden. Du har altid brug for elektronik til at gøre det, der har en slags DC-AC-DC inverter.

AC på den anden side kan omdannes til en anden spænding ved hjælp af en simpel elektrisk komponent. Ingen elektronik. Kobber på en jernkerne. En transformer.

Kommentarer

• DC er også sværere at skifte. Mekaniske afbrydere, der fungerer fint for 230VAC, ville bue / sikres, hvis de blev bedt om at bryde en jævnstrøm.
• Jævnstrømsafbrydere i husholdninger eksisterede for 100 år siden, da 110V jævnstrømsinstallationer stadig var almindelige. Det ' er disse fjederbelastede drejeknapstyper. Desuden gjorde en enkelt lysafbryder pr. Værelse dette levedygtigt.
• Kunne du uddybe " indtil for nylig " en del? Er DC til DC-konvertering praktisk nu, og hvis ja, hvorfor?
• DC til DC-konvertering er upraktisk uden moderne strømelektronik. Skønt der eksisterede rene mekaniske løsninger, f.eks. til radiosendere så tidligt som i 1900. Det ' er også klodset og udsat for fejl med vakuumrør, selvom der eksisterede løsninger. Og det ' er spildt med bipolære transistorer eller tyristorer, selvom der eksisterede løsninger. – MOS-transistorer med høj effekt med meget lav modstand og høj hastighed gjorde DC til DC-konvertering praktisk. De blev populære fra 1980erne.

Kraftselskabet bruger vekselstrøm i distributionsnetværket, så det kan let bruge transformere til at flytte strøm mellem højspændingssegmenter (til langdistancelinjer) og lavspændingssegmenter (til forsyning af individuelle kunder).

For at forsyne dig med jævnstrøm skal de tilføje ekstra udstyr i nærheden af dit hjem for at producere jævnstrøm fra deres eksisterende vekselstrømsnetværk. Det ville koste dem penge, så det er klart de ikke vil gøre det .

Alternativt kan du tage deres AC og købe din egen konverter til at producere DC til distribution rundt i dit hjem. Men så står du over for et ret kompliceret optimeringsproblem.

• Hvilken spænding skal du bruge? Store belastninger som motorer vil have højere spændinger for at reducere ledningsomkostningerne, mindre belastninger som smart telefonopladere vil have lavere spændinger.

• Hvor stor en konverter skal du købe? Ved du, hvor mange apparater du har i 20 år, og hvor meget strøm de har brug for ?

• Skal du bruge jævnstrøm til alle belastninger, hvilket gør ledningerne lettere? Eller skal du holde dig til vekselstrøm til (glødelampe) belysning og opvarmning for at reducere størrelsen (og omkostningerne ) af den AC-DC-konverter, du har brug for?

I øjeblikket distribuerer vi AC rundt i huset og bruger en separat konverter til hvert apparat, der ønsker DC. Fordelen ved dette er det lader os optimere DC-konverteren til hver belastning, der har brug for det.

Kommentarer

• @Hearth, jeg er enig i at jeg lader det være usagt, men jeg tror at ' s hovedsageligt grunden til, at elselskabet ' s netværk ikke ' ikke opgraderes, mens fokus i dette spørgsmål var på kunden ' s ledninger.
• Åh! Jeg læser forkert spørgsmålet. Gør det ligeglad.

Fordi konvertering til DC er ikke nødvendigt og dyrt for hele dit hus.

De fleste af de enheder, du navngav, kan bruge vekselstrøm uden problemer.

At konvertere hele dit hus til DC ville være dyrt og ineffektivt. Du bliver nødt til at købe en stor og dyr konverter for at konvertere hele huset. Denne konverter ville bruge energi, da den konverterede og ville generere en hel del varme. Din elregning vil stige med 30% + uanset hvilket ekstra dit klimaanlæg bruger til at modvirke den genererede varme. Konverteren ville gå i stykker hvert 10. år og kræve dyre reparationer eller udskiftninger, mens det i mellemtiden gør dit hus uden strøm.

At købe små konvertere til enheder, der kræver jævnstrøm, er acceptabelt. DC-enheder er kun en lille procentdel af husets samlede brug. Små omformere er billige og let udskiftelige.

Kommentarer

• Hvad hvis jeg kun brugte solenergi? Så ville jeg ikke have brug for en konverter, ikke?
• @MartinThoma Du ville have brug for en konverter, fordi PV-paneler ikke ' t udsender en konstant spænding.

Hvis DC bruges i stedet for AC, er kobberfaldsproblemerne stadig der, så store belastninger ville være bedst på en rimelig højspænding .100VDC var normal, før Tesla vandt AC / DC-slaget for over et århundrede siden. Bue og dens tilknyttede brandfare er meget værre med DC, fordi der ikke er nogen nulkrydsninger for lysbuen at gå ud. Derfor er DC-koblingsudstyr meget større og dyrere end vekselstrømsudstyr ved høj effekt.

I forstå, at det er mere fornuftigt at have vekselstrøm ved transport af elektrisk energi. Men inden for mit hus tror jeg ikke, at argumentet holder længere.

Du ville have flere problemer.

1. Generering af DC. Dette ville kræve en stor AC-DC PSU i bygningen.
2. Valg af jævnstrømsspænding: 12 V til bilartikler, 19 V til din bærbare computer, 5 V til USB-enheder, 60 V til en bestemt LED lys montering? Hvilken vil du stå på? Når du er færdig med at alt andet vil kræve DC-DC-konvertere.
3. Kabeltørrelse, der kræves for at løbe rundt i huset for at holde spændingsfaldet på et acceptabelt niveau for de højere strømme trukket ved lav spænding.
4. DC-afbrydere.

Jeg har mistanke om, at mange off-grid-beboere, der prøver at køre på jævnstrømsbanker, er godt klar over fordelene ved en konstant spændingsforsyning.

Kommentarer

• Enig – men jeg synes, du skal understrege del 2. Det ' er let at sige, " giver DC ", men når du først gør det, er ' ingen nem måde at ændre niveauer, og det vil påvirke alle jævnstrømsenhederne. Hvis du giver et fælles vekselstrømsniveau, kan enhver vekselstrøms- / jævnstrømsomformer simpelthen vælge den rigtige transformatorvikling for at få det rette jævnstrømsniveau, selvom transformerløse switchomformere kan være lidt vanskelige.
• Når jeg læser det igen, er jeg enig. Fast.