Energia elektryczna jest podzielona na dwa rodzaje prądu: naprzemienne i bezpośrednie. Prąd przemienny zmienia swoją biegunowość wiele razy na sekundę, podczas gdy prąd stały pozostaje stały i niezmienny.
Energia elektryczna pochodząca ze ściany jest prądem przemiennym, natomiast energia elektryczna z baterii jest prądem stałym. Ale to nie tylko urządzenia zasilane z baterii wykorzystują prąd stały: prawie wszystkie urządzenia elektroniczne konwertują prąd zmienny ze ściany na prąd stały za pomocą urządzenia zwanego prostownikiem.
Trwałość prądu stałego jest niezbędna do uruchamiania urządzeń takich jak komputery, które wymagają stabilnego stanu, aby porównać cyfrowe i zerowe, które sprawiają, że system działa.
Co to jest elektryczność?
Elektryczność to przepływ elektronów przez przewodzący materiał, taki jak metalowy drut. Elektrony wpadają na siebie w długim łańcuchu, co powoduje ogólny ruch elektronów wzdłuż drutu. Ten ruch elektronów przez przewodnik wytwarza energię elektryczną, a także pole magnetyczne. Ta energia elektryczna zasila wszystko w twoim życiu za pomocą wtyczki lub przełącznika "on".
Elektryczność ma trzy główne elementy, które mówią nam, jak silny jest prąd. Te trzy atrybuty to napięcie, prąd i opór. Napięcie mówi nam, jak silny jest przepływ prądu, prąd mówi nam, jak szybko przepływa elektryczność, a opór mówi nam, jak trudno jest elektronom płynąć wzdłuż naszego przewodnika. Ta uogólniona definicja nie jest wystarczająco dokładna dla podręcznika, ale jest wystarczająco kompletna do celów tego artykułu.
Różnica między AC i DC
Prąd przemienny (AC) i prąd stały (DC) mają napięcie, prąd i rezystancję. W ten sposób zmienia się przepływ prądu.
Prąd przemienny szybko płynie do przodu i do tyłu, odwracając polaryzację między 50 a 60 razy na sekundę. To natychmiast zderza się z intuicyjnym zrozumieniem: jeśli elektrony wchodzą, a następnie wracają, jak mogą zasilać cokolwiek?
Jednak akumulacja elektronów nie tworzy energii. Elektrony nie mają celu, do którego muszą dotrzeć zanim powstanie moc. To jest ruch samych elektronów, które wytwarzają energię elektryczną. Tak jak woda przepływająca przez rurę wytwarza siłę niezależnie od kierunku, elektrony przepływające przez drut wytwarzają energię elektryczną.
Z drugiej strony DC nie zmienia się wcale. W idealnych warunkach jest to stały prąd bez zmian napięcia w czasie. Podczas konwersji prądu przemiennego z przemiennika z prostownika często jest to przybliżenie tej stałej linii, zdecydowanie nie odwraca się jak AC. Jeśli zwizualizujemy DC jako przepływ wody, tworzy on stałą prędkość ruchu tylko w jednym kierunku.
Dzięki różnym właściwościom AC i DC mają różne zastosowania. Większość światowych silników elektrycznych pracuje na prądzie przemiennym. W tych silnikach szybkie odwrócenie napięcia prądu służy do szybkiego obrócenia biegunowości magnesu. To szybkie odwrócenie polaryzacji powoduje obrót drutu wewnątrz magnesów, tworząc siłę wirującą napędzającą silnik. AC jest również używany do przenoszenia mocy. Napięcie prądu przemiennego jest stosunkowo łatwe do zmienienia, co czyni go lepszym wyborem dla transmisji na duże odległości niż prąd stały. Zasilanie prądem przemiennym może być wysyłane przy ogromnych napięciach przez przewody, co powoduje bardzo małe straty w drodze do klienta. Po przybyciu napięcie jest znacznie zmniejszone z około 765,000 woltów do łatwiejszego w obsłudze 110-220 woltów i wysłane do domu. Prąd stały nie może uzyskać tak dramatycznych przemian napięcia bez większych strat mocy. Prąd stały jest zwykle używany do zasilania mniejszych, bardziej delikatnych urządzeń. Wszystkie elektroniki konsumenckiej, od tabletu do komputera, działają na prąd stały, podobnie jak wszystko, co jest zasilane z baterii. Te urządzenia nie tylko korzystają z prądu stałego: po prostu nie mogą działać na prąd zmienny. Urządzenia pracujące na 1s i 0s (podobnie jak komputery) potrzebują solidnego poziomu napięcia, aby odróżnić wysoki sygnał, który reprezentuje jeden, i niski sygnał, który reprezentuje zero. Przy stale zmieniającym się prądzie prądu przemiennego urządzenia elektroniczne nie mają stałego stanu, który można wykorzystać do porównania. Bez stałego prądu urządzenia te nie będą mogły działać. Ponieważ AC stale się zmienia, po prostu nie może zapewnić stabilnego poziomu porównania dla elektroniki. Zarówno prąd zmienny, jak i stały są szeroko stosowane w różnego rodzaju urządzeniach, od lodówek po komputery. Niektóre urządzenia mogą nawet używać obu, przy użyciu prądu zmiennego do zasilania silnika i prądu stałego w celu zasilania ekranu dotykowego. Jedna nie jest lepsza od drugiej, ale po prostu inna.
Do czego służą prąd zmienny i stały?
