Por que o padrão de fornecimento de eletricidade para nossas casas é por meio de corrente alternada e não direta? Pelo que eu sei, quase todos os dispositivos eletrônicos têm um conversor AC »DC porque seus internos usam corrente contínua.
Comentários
- Porque Edison entendeu errado e a Tesla acertou 🙂
- Relacionado
- Com a corrente alternada, a empresa de energia consegue vender você algo, depois sugá-lo de volta no próximo meio ciclo 😉 Que negócio!
- @OlinLathrop me lembra de outro negócio muito mais antigo com mecânica semelhante: p Então eu acho que ‘ um tipo justo.
Resposta
De Wiki :
Perda de transmissão
A vantagem da CA para distribuir energia à distância se deve à facilidade de alterar as tensões usando um transformador. A energia elétrica disponível é o produto da corrente × volt idade na carga. Para uma determinada quantidade de energia, uma tensão baixa requer uma corrente mais alta e uma tensão mais alta requer uma corrente mais baixa. Como os fios condutores de metal têm uma resistência elétrica quase fixa, parte da energia será desperdiçada como calor nos fios. Esta perda de potência é dada pela primeira lei de Joule e é proporcional ao quadrado da corrente. Assim, se a potência geral transmitida for a mesma, e dadas as restrições dos tamanhos práticos dos condutores, as transmissões de alta corrente e baixa tensão irão sofrem uma perda de energia muito maior do que as de baixa corrente e alta tensão. Isso é válido quer seja CC ou CA.
A conversão de energia CC de uma tensão para outra requer um grande conversor rotativo giratório ou motor-gerador conjunto, que era difícil, caro, ineficiente e exigia manutenção, enquanto com CA a tensão pode ser alterada com transformadores simples e eficientes que não têm partes móveis e exigem muito pouca manutenção. Esta foi a chave para o sucesso do sistema CA. As redes de transmissão modernas usam regularmente tensões CA de até 765.000 volts.
Comentários
- AC também impede a corrosão de vários metais. claro se isso era uma coincidência bem-vinda ou um requisito de design inteligente nos velhos tempos.
- @jippie: Muito bem. Manter uma polaridade constante pode contribuir para a ionização, uma vez que os íons das redondezas irão migrar para o que estiver carregado ao contrário. Eu ‘ d diria que ‘ é um bom bônus, considerando as enormes vantagens de usar transformadores.
- ” A conversão de energia CC de uma tensão para outra requer um grande conversor rotativo giratório ou conjunto motor-gerador ” – mas há estado sólido Conversores DC para DC . Eles são simplesmente inutilizáveis para quantidades muito altas de corrente?
- @thomasrutter Lembre-se, naquela época você não ‘ nem tinha um transistor e os tubos a vácuo eram relativamente novos. Conversores DC para DC, como os que existem hoje, não eram ‘ viáveis naquela época.
Resposta
A perda de potência em qualquer elemento resistivo é $$ P = I ^ 2 * R1 $$
A potência fornecida a uma carga é $$ P = I * R2 $$
Podemos pensar em R1 como sendo nosso fio de transmissão e R2 como o dispositivo sendo alimentado (OK, na realidade a maioria dos dispositivos não se comportam como resistores, mas a história permanece a mesma)
1: Então a perda (potência desperdiçada) aumenta com o quadrado da corrente, mas a potência entregue à carga não. Ou seja, para entregar a mesma potência é melhor usar corrente baixa em uma transmissão fio em alta tensão do que usar baixa tensão em alta corrente.
2: É muito simples e eficiente usar um transformador para converter CA de uma tensão para outra. Converter CC de uma tensão para outra. é caro e complexo.
Some tudo isso e faz mais sentido transmitir energia usando CA do que DC. Menos energia é desperdiçada, energia desperdiçada significa dinheiro desperdiçado.
Além disso, como as correntes são menores, o tamanho do fio é menor e mais leve, o que significa que o custo da infraestrutura é menor.
Resposta
A principal vantagem é que é muito mais fácil converter CA para diferentes combinações de tensão e corrente. Isso era quase impossível com a DC de volta quando o padrão surgiu. Também grandes máquinas como motores e geradores que alimentam a rede produzem CA inerentemente. Isso pode ser retificado com diodos ou alguns tipos de comunicação, mas o resultado ainda será DC ondulante, na melhor das hipóteses.
A CC tem vantagem na transmissão de energia, pois não há perda capacitiva e radiativa, e os condutores não sofrem com o efeito de pele. O fato de que a maioria das transmissões, mesmo as linhas principais de alta potência, são CA hoje é evidência da dificuldade em converter para DC e de volta para AC novamente na outra extremidade. A transmissão DC é usada em alguns lugares hoje, limitada a longas distâncias e / ou para transferir energia entre duas redes de energia que não estão bloqueadas por fase. a eficiência na longa distância compensa o custo de fazer a conversão em cada extremidade.
Um exemplo de uma linha CC é o alimentador hidro-Quebec na rede elétrica da Nova Inglaterra. Isso funciona para algo como 1.600 quilômetros de grandes barragens no norte de Quebec até uma subestação de energia em Ayer Massachusetts, não muito longe de minha casa. A facilidade de receber energia CC e convertê-la para conexão com a rede local não é trivial. Dê uma olhada em 42.5705 N, 71,5242W se você quiser ver a escala. No entanto, ainda é aparentemente mais barato do que pagar pelas perdas de energia e cabos mais caros ao longo de 1000 milhas de linha de transmissão.