Por que usamos corrente alternada e não corrente contínua para plugues de energia dentro de uma casa? [duplicar]

Em sua casa, a eletricidade ainda transportado .

A perda de tensão típica em um cabo doméstico médio de 1,5 mm² de seção transversal com um comprimento médio de 50 m (para frente e para trás) do gabinete do medidor até sua aplicação é de cerca de 1V por 1A.

• 1V não é muito para 230V.
• 1V é muito para tensões mais baixas.
• Para tensões mais baixas, você precisa de mais corrente para a mesma potência, então a perda de tensão no cabo fica pior.

É por isso que você quer 230 V nas tomadas. Mas sua pergunta era sobre DC. Por que não DC?

Porque, até recentemente, era altamente impraticável transformar uma tensão DC em outra. Você sempre precisa de eletrônicos para fazer o que tem algum tipo de inversor DC-AC-DC dentro.

AC, por outro lado, pode ser transformado em outra tensão por um simples componente elétrico. Sem eletrônicos. Cobre em núcleo de ferro. Um transformador.

Comentários

• DC também é mais difícil de trocar. Interruptores mecânicos que funcionam bem para 230 VCA teriam arco / fusão se solicitados a interromper uma corrente CC.
• Interruptores CC em residências existiam 100 anos atrás, quando instalações de 110 V CC ainda eram comuns. É ' são aqueles tipos de botão giratório com mola. Além disso, um único interruptor de luz por cômodo tornou isso viável.
• Você poderia explicar o " até recentemente " papel? A conversão de DC para DC é prática agora e, em caso afirmativo, por quê?
• A conversão de DC para DC não é prática sem a eletrônica de potência moderna. Embora existissem soluções mecânicas puras, e. para transmissores de rádio já em 1900. Ele ' é também volumoso e sujeito a erros com tubos de vácuo, embora existissem soluções. E é ' um desperdício com transistores ou tiristores bipolares, embora existissem soluções. – Transistores MOS de alta potência com resistência muito baixa e alta velocidade tornam a conversão DC para DC prática. Eles se tornaram populares a partir dos anos 1980.

A empresa de energia usa AC na rede de distribuição para que ele pode facilmente usar transformadores para mover energia entre segmentos de alta tensão (para linhas de longa distância) e segmentos de baixa tensão (para fornecer clientes individuais).

Para fornecer a você o DC, eles teriam que adicionar equipamentos adicionais perto de sua casa para produzir o DC de sua rede AC existente. Isso custaria dinheiro a eles, então obviamente eles não querem fazer isso .

Como alternativa, você pode pegar o CA deles e comprar seu próprio conversor para produzir CC para distribuição em sua casa. Mas então você se depararia com um problema de otimização bastante complicado.

• Que tensão você deve usar? Cargas grandes como motores precisam de tensões mais altas para reduzir o custo do fio, cargas menores como smart carregadores de telefone precisam de tensões mais baixas.

• Qual o tamanho do conversor que você deve comprar? Você sabe quantos aparelhos terá em 20 anos e de quanta corrente eles precisarão ?

• Você deve usar CC para todas as cargas, tornando a fiação mais simples? Ou você deve se limitar a CA para cargas de iluminação e aquecimento (incandescentes), para reduzir o tamanho (e o custo ) do conversor AC-DC que você precisa?

Atualmente distribuímos AC pela casa e usamos um conversor separado para cada aparelho que deseja DC. O benefício disso é que nos permite otimizar o conversor DC para cada carga que precisa dele.

Comentários

• @Hearth, concordo que não disse isso, mas acho que ' s principalmente a razão pela qual a rede ' da empresa de energia elétrica não ' é atualizada, enquanto o foco desta questão estava no cliente ' fiação.
• Oh! Eu interpretei mal a pergunta, ao que parece. Não se preocupe, então.

Porque converter para DC não é necessário e caro para toda a sua casa.

A maioria dos dispositivos nomeados pode usar AC sem problemas.

Converter toda a sua casa em DC seria caro e ineficiente. Você teria que comprar um conversor grande e caro para converter toda a casa. Esse conversor usaria energia durante a conversão e geraria uma boa quantidade de calor. Sua conta de eletricidade aumentaria 30% + qualquer extra que seu ar condicionado usaria para neutralizar o calor gerado. O conversor quebraria a cada 10 anos, exigindo reparos ou substituição caros, enquanto deixava sua casa sem energia.

Comprar pequenos conversores para dispositivos que exigem CC é aceitável. Dispositivos somente DC são uma pequena porcentagem do uso geral da casa. Conversores pequenos são baratos e facilmente substituíveis.

Comentários

• E se eu só usasse energia solar? Então eu não precisaria de um conversor, certo?
• @MartinThoma Você precisaria de um conversor, porque os painéis fotovoltaicos não ' produzem uma tensão constante.

Se DC for usado em vez de AC, os problemas de queda de cobre ainda estarão lá, então grandes cargas seriam melhores em um A voltagem razoavelmente alta .100VDC era normal antes de Tesla ganhar a batalha AC / DC há mais de um século. O arco elétrico e seu risco de incêndio associado é muito pior com DC porque não há cruzamentos de zero para o arco sair. e mais caro do que o comutador CA em alta potência.

I entendo que para o transporte de energia elétrica faz muito mais sentido ter AC. Mas em minha casa, não acho que esse argumento se sustente.

Você teria vários problemas.

1. Geração do DC. Isso exigiria uma grande fonte de alimentação AC-DC no prédio.
2. Escolha de voltagem DC: 12 V para coisas de carro, 19 V para seu laptop, 5 V para seus dispositivos USB, 60 V para um determinado LED instalação de luz? Em qual você escolheria? Quando você tiver feito isso, tudo o mais exigirá conversores DC-DC.
3. Tamanho do cabo necessário para percorrer a casa para manter a queda de tensão em um nível aceitável para as correntes mais altas consumidas em baixa tensão.
4. disjuntores CC.

Suspeito que muitos residentes fora da rede que tentam operar com bancos de energia CC estão bem cientes das vantagens de uma fonte de alimentação CA de tensão constante.

Comentários

• Concordo – mas acho que você deve enfatizar a parte 2. É ' fácil de dizer, " fornecer DC ", mas depois de fazer isso, ' não é uma maneira fácil de mude os níveis, e isso afetará todos os dispositivos DC. Se você fornecer um nível AC comum, qualquer conversor AC / DC pode simplesmente escolher o enrolamento correto do transformador para obter o nível DC adequado, embora os conversores de chaveamento sem transformador possam ser um pouco complicados.
• Ao ler novamente, eu concordo. Corrigido.