Waarom is de standaard voor het leveren van elektriciteit aan onze huizen via wisselstroom en niet rechtstreeks? Voorzover ik weet heeft bijna elk elektronisch apparaat een AC »DC-omzetter omdat hun interne onderdelen gelijkstroom gebruiken.
Opmerkingen
- Omdat Edison het bij het verkeerde eind had en Tesla had het goed 🙂
- Gerelateerd
- Met wisselstroom kan het energiebedrijf u verkopen iets, en zuig het dan weer op in de volgende halve cyclus 😉 Wat een bedrijf!
- @OlinLathrop Doet me denken aan een ander, veel ouder bedrijf met vergelijkbare mechanica: p Dus ik denk dat het ‘ een redelijk soort.
Antwoord
Van Wiki :
Transmissieverlies
Het voordeel van wisselstroom voor het verdelen van vermogen over een afstand is te danken aan het gemak waarmee spanningen kunnen worden gewijzigd met een transformator. Beschikbaar elektrisch vermogen is het product van stroom × volt leeftijd bij de belasting. Voor een bepaalde hoeveelheid stroom vereist een lage spanning een hogere stroom en een hogere spanning een lagere stroom. Omdat metalen geleidende draden een bijna vaste elektrische weerstand hebben, zal er wat vermogen als warmte in de draden verloren gaan. Dit vermogensverlies wordt gegeven door de eerste wet van Joule en is evenredig met het kwadraat van de stroom. Dus als het totale uitgezonden vermogen hetzelfde is en gezien de beperkingen van praktische geleiderafmetingen, zullen transmissies met hoge stroomsterkte en lage spanning lijden een veel groter vermogensverlies dan lage stroom, hoge spanning. Dit geldt of gelijkstroom of wisselstroom wordt gebruikt.
Om gelijkstroom van de ene spanning naar de andere om te zetten, is een grote draaiende roterende omzetter of motorgenerator vereist set, die moeilijk, duur, inefficiënt en vereist onderhoud was, terwijl met AC de spanning kan worden gewijzigd met eenvoudige en efficiënte transformatoren die geen bewegende delen hebben en zeer weinig onderhoud vergen. Dit was de sleutel tot het succes van het wisselstroomsysteem. Moderne transmissienetten gebruiken regelmatig wisselspanningen tot 765.000 volt.
Reacties
- AC voorkomt ook corrosie van de verschillende metalen. zeker of dat vroeger een welkom toeval was of een slimme ontwerpvereiste.
- @jippie: Goed opgemerkt. Het handhaven van een constante polariteit kan bijdragen aan ionisatie, aangezien ionen uit de omgeving zullen samenvloeien naar alles wat omgekeerd is opgeladen. Ik ‘ d zei dat ‘ een leuke bonus is gezien de enorme voordelen van het gebruik van transformatoren.
- ” Voor het omzetten van gelijkstroom van de ene spanning naar de andere is een grote draaiende roterende omvormer of motorgeneratorset ” vereist – maar er zijn solid-state DC-naar-DC-omzetters . Zijn deze gewoon onbruikbaar voor zeer grote hoeveelheden stroom?
- @thomasrutter Onthoud dat je toen ‘ niet eens een transistor had en vacuümbuizen relatief nieuw waren. DC-naar-DC-converters zoals die die tegenwoordig bestaan, waren toen ‘ niet haalbaar.
Antwoord
Vermogensverlies in elk resistief element is $$ P = I ^ 2 * R1 $$
Vermogen geleverd aan een belasting is $$ P = I * R2 $$
We kunnen R1 beschouwen als onze transmissiekabel en R2 als het apparaat dat wordt aangedreven (OK, in werkelijkheid gedragen de meeste apparaten zich niet als weerstanden, maar het verhaal blijft hetzelfde)
1: Het verlies (verspild vermogen) neemt dus toe met het kwadraat van de stroom, maar het aan de belasting geleverde vermogen niet. Dit betekent dat het, om hetzelfde vermogen te leveren, beter is om een lage stroom in een transmissie te gebruiken. draad met een hoge spanning in plaats van een lage spanning met een hoge stroom.
2: Het is heel eenvoudig en efficiënt om een transformator te gebruiken om wisselstroom van de ene spanning naar de andere om te zetten. Gelijkstroom van de ene spanning naar de andere omzetten is kostbaar en complex.
Tel dit alles bij elkaar op en het is logischer om stroom over te brengen via wisselstroom dan DC. Er wordt minder stroom verspild, stroomverspilling betekent geldverspilling.
Ook omdat de stroom minder is, de draad kleiner en lichter is, betekent dit dat de kosten van de infrastructuur lager zijn.
Antwoord
Het belangrijkste voordeel is dat het veel gemakkelijker is om wisselstroom om te zetten naar verschillende combinaties van spanning en stroom. Dit was bijna onmogelijk met DC terug toen de standaard opkwam. Ook grote machines zoals motoren en de generatoren die het net aandrijven, produceren inherent wisselstroom. Dit kan worden verholpen met diodes of sommige soorten communtatie, maar het resultaat zal op zijn best nog steeds een kabbelend DC zijn.
DC heeft een voordeel bij de krachtoverbrenging omdat er geen capacitief en stralingsverlies is, en de geleiders geen last hebben van skin-effect. Het feit dat de meeste transmissies, zelfs de hoogspanningsleidingen, tegenwoordig wisselstroom zijn, is bewijs van de moeilijkheid bij het omzetten naar gelijkstroom en weer terug naar wisselstroom aan het andere uiteinde. Gelijkstroomtransmissie wordt tegenwoordig op een paar plaatsen gebruikt, beperkt tot lange afstanden en / of om vermogen over te dragen tussen twee elektriciteitsnetten die niet fasevergrendeld zijn. efficiëntie over de lange afstand compenseert de kosten van de conversie aan elk uiteinde.
Een voorbeeld van zon gelijkstroomleiding is de hydro-Quebec feeder in het elektriciteitsnet van New England. Dit loopt voor zoiets als 1000 mijl van grote dammen in het noorden van Quebec tot aan een onderstation in Ayer, Massachusetts, niet ver van mijn huis. De mogelijkheid om de gelijkstroom te ontvangen en om te zetten voor aansluiting op het lokale elektriciteitsnet is niet triviaal. Kijk eens naar 42.5705 N, 71.5242W als je de schaal wilt zien, maar dat is over het algemeen nog steeds blijkbaar goedkoper dan betalen voor de stroomverliezen en duurdere kabels over 1000 mijl transmissielijn.