Potrzebujemy energii elektrycznej do zasilania wszystkich naszych urządzeń elektronicznych. Jest ona produkowana przez elektrownie i dostarczana nam w różnych formach. Prąd elektryczny dzieli się na dwa rodzaje: prąd stały oraz prąd przemienny. Istnieje kilka istotnych różnic, a te wariacje umożliwiają pewne fascynujące zastosowania, szczególnie w świetle obecnego stanu świadomości energetycznej. Ten artykuł ma na celu podkreślenie każdego drobnego rozróżnienia między różnymi rodzajami prądów i ich praktycznymi zastosowaniami.
Prąd stały a prąd przemienny
Różnica między prądem stałym a przemiennym polega na tym, że w prądzie przemiennym prąd zmienia kierunek – do przodu i do tyłu – w taki sposób regularnie, podczas gdy przy prądzie stałym płynie w określonym kierunku i jest stały. W prądzie stałym elektrony poruszają się w określonym kierunku, ale w prądzie zmiennym elektrony zamieniają się orientacjami, poruszając się do przodu, a następnie do tyłu.
Prąd stały (DC) to jednokierunkowy przepływ naładowany elektrycznie. Doskonałą ilustracją mocy prądu stałego jest technika elektrochemiczna w ogniwie. Prąd stały płynie przewodem, ale może też przepływać przez półprzewodniki, oporniki, a nawet próżnię, jak w strumieniach energetycznych elektronów. Prąd elektryczny różni się od prądu stałego tym, że płynie w stałym kierunku. Prąd galwaniczny był kiedyś określeniem tego rodzaju prądu.
AC oznacza prąd przemienny, który jest ruchem elektronów, które zmieniają się regularnie. Zaczyna się od zera, wzrasta do wartości szczytowej, spada do zera, przeskakuje, osiąga swój szczyt w drugą stronę, powraca do liczby początkowej i tak dalej. Okres jest istotną przerwą pomiędzy osiągnięciem określonej wartości w dwóch kolejnych cyklach.
Tabela porównawcza między prądem stałym a prądem przemiennym
| Parametry porównania | Prąd stały | Prąd przemienny |
| Odległość podróży | Odkryto, że prąd stały nie jest w stanie podróżować na duże odległości. Wynika to z faktu, że DC traci moc elektryczną. | Przenoszenie prądu przemiennego na duże odległości przy zachowaniu energii elektrycznej jest bezpieczne. Jest w stanie bez trudu podróżować z jednego miasta do drugiego. |
| Przepływ elektronów | Elektrony poruszają się w kierunku do przodu tylko w prądzie stałym. | Elektrony przełączają się od przodu do tyłu. |
| Rodzaje | Jest to typ czysty i osobliwy. Nie istnieją żadne dodatkowe rodzaje prądu stałego. | Prąd sinusoidalny jest najczęstszą formą prądu przemiennego. Dwie kolejne formy to trójkątny i prostokątny kształt trapezu. |
| Strata energii | Duże straty energii występują w prądzie stałym. | Straty energii podczas przesyłania prądu przemiennego są minimalne. |
| Częstotliwości | Zerowa częstotliwość. | Częstotliwość prądu przemiennego wynosi zwykle około 50-60 Hz. |
Co to jest prąd stały?
DC oznacza prąd stały, co oznacza, że przepływ prądu nie zmienia kierunku. W rezultacie główna różnica między tymi dwoma prądami polega na tym, że przy prądzie stałym ładunek elektryczny przemieszcza się tylko w jedną stronę przy stałym napięciu.
Jednym z najczęstszych zastosowań prądu stałego jest wytwarzanie energii elektrycznej i dostarczanie gadżetów zasilających. Elektrony powstają w dolnej części obwodu DC, a także płyną w kierunku jasnej strony. Panele słoneczne, kondensatory i ogniwa elektrochemiczne to podstawowe źródła prądu stałego.
Prąd stały, w przeciwieństwie do prądu przemiennego, nie ma regularnego przepływu. Prąd elektryczny ma określony kierunek przepływu i stałe napięcie. Prąd stały jest najczęściej używany do zasilania układów elektronicznych, a także do ładowania akumulatorów. Baterie do telefonów komórkowych, latarki, telewizory z płaskim ekranem i samochody elektryczne to tylko kilka przykładów. DC składa się ze znaku plus, ale także minus, a także linii przerywanej lub ciągłej.
Chociaż prąd stały nie był używany w miejscach zużycia, jest jednak wykorzystywany do przenoszenia energii na duże odległości (gniazda elektryczne w większości lokalizacji). Jest przełączany z powrotem na AC po zbliżeniu się do punktu poboru po transmisji.
Co to jest prąd przemienny?
Prąd przemienny miał znaczną przewagę nad prądem stałym (DC; ciągły przepływ ładunków elektrycznych po jednej stronie), ponieważ mógł transportować linie przesyłowe przy niewielkich stratach przesyłowych spowodowanych rezystancją. Przekazywana moc jest równa prądowi pomnożonemu przez napięcie, podczas gdy zmarnowana moc jest równa wartości pomnożonej przez kwadrat prądu.
We wczesnych sieciach wytwarzania prądu stałego pod koniec XIX wieku przełączanie napięć było wyjątkowo trudne. Ze względu na oczywiste straty mocy, takie sieci musiały wykorzystywać niskie napięcia, aby zapewnić stały prąd, co ograniczało ich zdolność do przesyłania mocy użytkowej na niewielkie odległości.
W prądzie przemiennym strumień ładunków elektrycznych regularnie zmienia kierunek. W przypadku urządzeń gospodarstwa domowego, biur i konstrukcji prąd przemienny jest zdecydowanie najczęściej wykorzystywaną i preferowaną energią elektryczną. Został początkowo przetestowany w 1832 przy użyciu konwertera elektrycznego Dynamo, opierając się na koncepcjach Michaela Faradaya. Fala sinusoidalna to przebieg reprezentujący zmienną energię elektryczną. Innymi słowy, jest to linia zakrzywiona.
Główne różnice między prądem stałym a prądem przemiennym
Wniosek
Podsumowując, względna prostota i skuteczność, z jaką prąd przemienny może zwiększać i zmniejszać napięcie, jest głównym powodem jego powszechnego stosowania. Odbywa się to poprzez zastosowanie przetworników, których ilość podnoszona lub opuszczana określa liczba zwojów.
Chociaż jest to wykonalne w przypadku DC, jest to znacznie trudniejsze i nieefektywne. W tym celu w sieci elektrycznej wykorzystywany jest również prąd przemienny. Podczas gdy niższe napięcia są łatwiejsze do wytworzenia, wyższe napięcia mają mniejsze straty w przesyle i dystrybucji.
