Warum verwenden wir Wechselstrom und nicht Gleichstrom für Netzstecker in einem Haus? [duplizieren]

In Ihrem Haus ist Strom immer noch transportiert .

Der typische Spannungsverlust eines durchschnittlichen Haushaltskabels mit einem Querschnitt von 1,5 mm² und einer durchschnittlichen Länge von 50 m (hin und zurück) vom Messgeräteschrank zu Ihrer Anwendung beträgt ca. 1 V. pro 1A.

• 1 V ist nicht viel für 230 V.
• 1 V ist viel für niedrigere Spannungen.
• Für niedrigere Spannungen benötigen Sie mehr Strom Bei gleicher Leistung wird der Spannungsverlust am Kabel schlechter.

Deshalb möchten Sie 230 V an Ihren Steckdosen haben. Aber Ihre Frage betraf DC. Warum nicht Gleichstrom?

Weil es bis vor kurzem höchst unpraktisch war, eine Gleichspannung in eine andere umzuwandeln. Sie benötigen immer Elektronik, um eine Art DC-AC-DC-Wechselrichter zu verwenden.

AC hingegen kann durch eine einfache elektrische Komponente in eine andere Spannung umgewandelt werden. Keine Elektronik. Kupfer auf einem Eisenkern. Ein Transformator.

Kommentare

• DC ist auch schwieriger zu schalten. Mechanische Schalter, die für 230 V Wechselstrom gut funktionieren, würden Lichtbogen / Sicherung erzeugen, wenn sie aufgefordert würden, einen Gleichstrom zu unterbrechen.
• Gleichstromschalter in Haushalten gab es vor 100 Jahren, als 110 V Gleichstrominstallationen noch üblich waren. ' sind diese federbelasteten Drehknopf-Typen. Auch ein einziger Lichtschalter pro Raum machte dies möglich.
• Könnten Sie die " bis vor kurzem " näher erläutern Teil? Ist die Umwandlung von Gleichstrom in Gleichstrom jetzt praktikabel, und wenn ja, warum?
• Die Umwandlung von Gleichstrom in Gleichstrom ist ohne moderne Leistungselektronik nicht praktikabel. Obwohl rein mechanische Lösungen existierten, z. für Funksender bereits im Jahr 1900. Es ' ist auch sperrig und fehleranfällig bei Vakuumröhren, obwohl es Lösungen gab. Und ' ist mit Bipolartransistoren oder Thyristoren verschwenderisch, obwohl es Lösungen gab. – Hochleistungs-MOS-Transistoren mit sehr geringem Widerstand und hoher Geschwindigkeit machten die Umwandlung von Gleichstrom in Gleichstrom praktisch. Sie wurden ab den 1980er Jahren populär.

Das Energieversorgungsunternehmen verwendet AC im Verteilungsnetz, damit Es kann leicht Transformatoren verwenden, um Strom zwischen Hochspannungssegmenten (für Fernleitungen) und Niederspannungssegmenten (für die Versorgung einzelner Kunden) zu bewegen.

Um Sie mit Gleichstrom zu versorgen, müssten sie zusätzliche Geräte in der Nähe Ihres Hauses hinzufügen, um den Gleichstrom aus ihrem vorhandenen Wechselstromnetz zu produzieren. Das würde sie Geld kosten, also wollen sie das offensichtlich nicht .

Alternativ können Sie den Wechselstrom nehmen und einen eigenen Konverter kaufen, um Gleichstrom für die Verteilung in Ihrem Haus zu erzeugen. Aber dann würden Sie mit einem ziemlich komplizierten Optimierungsproblem konfrontiert sein.

• Welche Spannung sollten Sie verwenden? Große Lasten wie Motoren möchten höhere Spannungen, um die Drahtkosten zu senken, kleinere Lasten wie smart Telefonladegeräte möchten niedrigere Spannungen.

• Wie groß sollte ein Konverter sein? Wissen Sie, wie viele Geräte Sie in 20 Jahren haben und wie viel Strom sie benötigen? ?

• Sollten Sie für alle Lasten Gleichstrom verwenden, um die Verkabelung zu vereinfachen? Oder sollten Sie sich für (Glühlampen-) Beleuchtungs- und Heizungslasten an Wechselstrom halten, um die Größe (und die Kosten) zu reduzieren ) des AC-DC-Wandlers, den Sie benötigen?

Derzeit verteilen wir Wechselstrom im ganzen Haus und verwenden einen separaten Wandler für jedes Gerät, das Gleichstrom benötigt. Der Vorteil davon ist, dass dies der Fall ist Lassen Sie uns den DC-Wandler für jede Last optimieren, die ihn benötigt.

Kommentare

• @Hearth, ich stimme zu, dass ich das nicht gesagt habe, aber ich denke, dass ' s Dies ist hauptsächlich der Grund, warum das Netzwerk des Energieversorgungsunternehmens ' nicht ' aktualisiert wird, während der Schwerpunkt dieser Frage auf dem Kunden ' s Verkabelung.
• Oh! Ich habe die Frage anscheinend falsch verstanden. Dann macht das nichts.

Weil konvertieren zu DC ist für Ihr gesamtes Haus nicht erforderlich und kostspielig.

Die meisten der von Ihnen genannten Geräte können AC ohne Probleme verwenden.

Die Umwandlung Ihres gesamten Hauses in DC wäre teuer und ineffizient. Sie müssten einen großen und teuren Konverter kaufen, um das ganze Haus umzubauen. Dieser Konverter würde beim Umwandeln Energie verbrauchen und viel Wärme erzeugen. Ihre Stromrechnung würde um 30% steigen + was auch immer Ihre Klimaanlage zusätzlich verwenden würde, um der erzeugten Wärme entgegenzuwirken. Der Konverter würde alle 10 Jahre kaputt gehen und teure Reparaturen oder Austauscharbeiten erfordern, wodurch Ihr Haus ohne Strom wäre.

Der Kauf kleiner Konverter für Geräte, für die Gleichstrom erforderlich ist, ist akzeptabel. Nur-Gleichstrom-Geräte machen einen kleinen Prozentsatz der Gesamtnutzung des Hauses aus. Kleine Konverter sind billig und leicht austauschbar.

Kommentare

• Was ist, wenn ich nur Sonnenenergie verwendet habe? Dann würde ich keinen Konverter brauchen, oder?
• @MartinThoma Sie würden einen Konverter brauchen, weil PV-Module ' keine konstante Spannung ausgeben.

Wenn DC anstelle von AC verwendet wird, treten immer noch Kupferabfallprobleme auf, sodass große Lasten am besten für a geeignet sind Eine vernünftig hohe Spannung von 100 VDC war normal, bevor Tesla vor über einem Jahrhundert die AC / DC-Schlacht gewann. Die Lichtbogenbildung und die damit verbundene Brandgefahr sind bei Gleichstrom viel schlimmer, da es keine Nulldurchgänge gibt, an denen der Lichtbogen erlöschen kann. Daher ist die Gleichstromschaltanlage viel größer und teurer als Wechselstromschaltanlagen bei hoher Leistung.

I. Verstehen Sie, dass es für den Transport elektrischer Energie viel sinnvoller ist, Wechselstrom zu haben. Aber in meinem Haus glaube ich nicht, dass dieses Argument mehr zutrifft.

Sie hätten mehrere Probleme.

1. Erzeugung des DC. Dies würde ein großes AC-DC-Netzteil im Gebäude erfordern.
2. Wahl der Gleichspannung: 12 V für Autos, 19 V für Ihren Laptop, 5 V für Ihre USB-Geräte, 60 V für eine bestimmte LED Leuchte? Auf welchem würdest du stehen? Wenn Sie dies getan haben, sind für alles andere DC-DC-Wandler erforderlich.
3. Größe des Kabels, das erforderlich ist, um das Haus zu umrunden, damit der Spannungsabfall für die bei niedriger Spannung gezogenen höheren Ströme auf einem akzeptablen Niveau bleibt.
4. DC-Leistungsschalter.

Ich vermute, dass viele netzferne Bewohner, die versuchen, mit DC-Powerbanks zu arbeiten, sich der Vorteile einer Konstantspannungs-Wechselstromversorgung bewusst sind.

Kommentare

• Stimmen Sie zu – aber ich denke, Sie sollten Teil 2 hervorheben. ' ist leicht zu sagen, " stellt DC " bereit, aber sobald Sie dies tun, gibt es ' keine einfache Möglichkeit Ändern Sie die Pegel, und dies wirkt sich auf alle DC-Geräte aus. Wenn Sie einen gemeinsamen AC-Pegel bereitstellen, kann jeder AC / DC-Wandler einfach die richtige Transformatorwicklung auswählen, um den richtigen DC-Pegel zu erhalten, obwohl transformatorlose Schaltwandler etwas schwierig sein können.
• Beim erneuten Lesen stimme ich zu. Behoben.