Forskelle mellem vekselstrøm og jævnstrøm

Det forskel mellem vekselstrøm og jævnstrøm det er grundlæggende i den måde, hvorpå elektroner bevæger sig i kablerne, der leder det. I vekselstrøm er det en oscillerende bevægelse, mens elektronerne i jævnstrøm kun flyder i en retning: fra den negative til den positive pol..

Men der er flere forskelle lige fra generation til effektivitet i brug, sikkerhed og transport. Hver enkelt har sine fordele og ulemper, så brugen af ​​den ene eller den anden afhænger af applikationen.

Vekselstrøm

Det er ikke muligt at tale om vekselstrøm uden at nævne Nikola Tesla (1846-1943), ingeniøren af ​​serbokroatisk oprindelse, der opfandt og promoverede den. Han var den der genererede flest patenter til dets applikationer, transport og anvendelser.

Alle disse patenter blev tildelt det amerikanske firma Westinghouse Electric Co. af sin skaber for at opnå den nødvendige finansiering til dets eksperimenter og projekter.

De første tests i vekselstrøm blev foretaget af en af ​​de vigtigste pionerer inden for elektricitet: Michael Faraday (1791-1867), der opdagede elektromagnetisk induktion og byggede den første vekselstrømsgenerator.. 

En af de første praktiske anvendelser i 1855 var elektroterapi med vekselstrøm til aktivering af muskelsammentrækning. Til denne type behandling var vekselstrøm meget bedre end jævnstrøm..

Senere i 1876 opfandt den russiske ingeniør Pavel Yáblochkov et belysningssystem baseret på lysbuelamper og vekselstrømsgeneratorer. I 1883 blev det østrig-ungarske selskab Ganz arbejder havde allerede installeret omkring halvtreds vekselstrømsbelysningssystemer.

Teslas opfindelser

Blandt Nicola Teslas vigtigste bidrag til udvikling og anvendelse af vekselstrøm er opfindelsen af ​​den elektriske motor, der arbejder med vekselstrøm uden behov for at blive konverteret til jævnstrøm.

Nikola Tesla opfandt også trefasestrømmen for at få mest muligt ud af energien i produktionen og infrastrukturen i transport af elektricitet. I dag bruges dette system stadig.

Transformer

Det andet store bidrag til udviklingen af ​​vekselstrøm var opfindelsen af ​​transformeren. Denne enhed gør det muligt at hæve spændingen til transport over lange afstande og sænke spændingen til sikrere brug i hjem og industri..

Definitivt gjorde denne opfindelse vekselstrøm til et bedre alternativ som en metode til elektrisk strømfordeling end jævnstrømsmetoden..

Forløberen for den moderne transformer var en jernkerneenhed kaldet en "sekundær generator", udstillet i London i 1882 og senere i Torino, hvor den blev brugt til elektrisk belysning..

Den første lukkede jernkernetransformer, som vi kender den i dag, blev præsenteret af to ungarske ingeniører fra Ganz-firmaet i Budapest. Patenterne blev købt af Westinghouse Electric Co..

Transformator grundlæggende egenskab

Transformatorens grundlæggende kendetegn er, at kvotienten mellem udgangsspændingen på den sekundære V_S og indgangsspændingen på den primære V_P er lig med kvotienten mellem antallet af omdrejninger af sekundærviklingen V._to divideret med antallet af omdrejninger af den primære vikling N₁:

V_S / V_P = N_to / N₁

Ved blot at vælge det passende drejningsforhold mellem transformatorens primære og sekundære, kan den korrekte udgangsspænding opnås nøjagtigt og uden mærkbart effekttab..

Det første kommercielle elektriske distributionssystem, der brugte transformere, blev indviet i staten Massachusetts, USA, i 1886. 

Men Europa holdt trit med den elektriske udvikling, da det samme år blev installeret en transmissionslinje baseret på den nyopfundne transformer i Cerchi, Italien, som transmitterede vekselstrøm over en afstand på 30 km ved en effektiv spænding på 2000 volt..

Transformatoren var ikke kun en revolution inden for transmission af elektrisk kraft. Også inden for bilindustrien, da det blev brugt af Ford Motor Company i tændspolesystemet i Ford Model T tændrør..

Jævnstrøm

Jævnstrøm blev produceret i 1800 gennem opfindelsen af ​​den voltaiske bunke, så navngivet, fordi dens opfinder var den italienske fysiker Alessandro Volta, der boede mellem 1745 og 1827..

Selv om strømens oprindelse ikke var godt forstået, identificerede den franske fysiker André Marie Ampere (1775-1836) to polariteter i de voltaiske celler og formodede at den elektriske strøm flyder fra den positive pol til den negative pol..

I dag anvendes denne konvention stadig, skønt det er kendt, at bærere af elektrisk ladning er de elektroner, der går lige det modsatte, fra den negative terminal til den positive terminal..

Den franske opfinder Hippolyte Pixii (1808-1835) byggede en generator bestående af en sløjfe eller trådsløjfe, der roterede omkring en magnet, idet han bemærkede, at strømmen blev vendt hver halve omgang.

På forslag fra Ampere tilføjede opfinderen en kommutator, og dermed blev den første dynamo eller jævnstrømsgenerator oprettet..

Med hensyn til elektriske belysningssystemer blev der mellem 1870 og 1880 anvendt lysbuer, der krævede højspænding, enten jævn- eller jævnstrøm.. 

Som det er kendt, er højspænding meget usikker at bruge i hjem. I den forstand gjorde den amerikanske opfinder Thomas Alva Edison (1847-1931) brugen af ​​elektricitet til belysning mere sikker og mere kommerciel. Edison perfektionerede glødepæren i 1880 og gjorde den rentabel.

Strømkrigen: AC vs DC

Ligesom Nikola Tesla var promotor for vekselstrøm, var Thomas Alva Edison promotor for jævnstrøm, fordi han anså det for mere sikkert.

Selv for at modvirke brugen af ​​vekselstrøm til kommercielle formål opfandt Edison den vekselstrøm elektriske stol, så offentligheden kunne forstå dens fare for menneskeliv.

Nikola Tesla arbejdede oprindeligt hos Edison Electric og leverede forskellige bidrag til forbedring af jævnstrømsgeneratorer..

Men da Tesla var overbevist om fordelene ved vekselstrøm med hensyn til transport og distribution, tog det ikke lang tid, før forskellene med Edison bragte disse to stærke personligheder i konflikt. Således begyndte strømmen: AC vs. DC.

Fordelene ved transmission af vekselstrøm og den første interurban vekselstrømsdistributionssystemer i 1891 fik Edison, som stædigt fortsatte med at tale for jævnstrøm, at miste formandskabet og ledelsen af ​​det firma, han havde grundlagt, som gik til at blive kaldt General Electric Company. 

Nikola Tesla vandt heller ikke denne krig, for til sidst blev George Westinghouse og hans selskabs aktionærer millionærer. Tesla, der blev besat af ideen om at overføre elektrisk strøm over lange afstande uden ledninger, endte med at være fattig og glemt.

Højspændings jævnstrøm

Idéen om at bruge jævnstrøm til fjerndistribution af elektrisk kraft er ikke blevet fuldstændigt kasseret, da sådanne systemer blev udviklet i 1950'erne..

I dag bruger det længste undersøiske kabel i verden til transport af elektrisk energi, NorNed-kablet, der forbinder Norge med Holland, jævnstrøm på 450 tusind volt..

Anvendelsen af ​​vekselstrøm til ubådskabler er ikke velegnet, da havvand er en fremragende leder af elektricitet, og et vekselstrøm ubådskabel inducerer hvirvelstrømme i saltvand. Dette ville medføre store tab af den elektriske energi, der ønsker at blive transmitteret.

.