РАЗЛИКИ МЕЖДУ ПРОМЕНЛИВ И ПОСТОЯНЕН ТОК? - НАУКА - 2025

В разликата между постоянен и променлив ток е фундаментално в начина, по който електроните се движат в кабелите, които се занимават. При променлив ток това е колебателно движение, докато при постоянен ток електроните протичат само в една посока: от отрицателния към положителния полюс.

Но има повече разлики, вариращи от поколение до ефективност при използване, безопасност и транспорт. Всеки има своите предимства и недостатъци, така че използването на едното или другото зависи от приложението.

	Променлив ток	Постоянен ток
Посока на тока	Двупосочна (осцилираща)	Еднопосочна (Униформа)
източник	алтернатори	Батерии, батерии, динамо
Източници на електромоторна сила (emf)	Осцилиращи или въртящи се проводници или проводници в присъствието на магнитно поле.	Електрохимични реакции в клетките и батериите. Превключени или ректифицирани променливотокови генератори с диоди
Работна честота	В домашни и промишлени обекти 50Hz или 60HZ	0 Hz
Работно напрежение	110 V или 220 V	1.5V; 9V; 12V или 24V
Предавателно напрежение на дълги разстояния	До 380 000 волта	Не може да бъде транспортиран на дълги разстояния, защото има много загуби
Ампери, циркулиращи в 1 Hp мотор	Еднофазна 110V 60Hz: 16 ампера	При 12 волта DC: 100 ампера
Максимален ток на джоул на консумация	110V: 0,01 A / J 220V: 0,005 A / J	12V: 0,08 A / J 9V: 0,1 A / J
Пасивни елементи в схеми	импеданс: -Resistive -Capacitive -Inductive	за устойчивост на
предимство	Малки загуби при транспортиране.	Безопасно е, защото е с ниско напрежение. Съхранява се в батерии и батерии.
Недостатъци	Не е много безопасно поради високото работно напрежение.	Не може да бъде транспортиран на дълги разстояния, защото има много загуби
Приложения	Вътрешни и промишлени: перални, хладилници, производствени предприятия.	Преносимо електронно оборудване: смартфони, лаптопи, радиостанции, фенерчета, часовници.

Променлив ток

Не е възможно да се говори за променлив ток без да се споменава Никола Тесла (1846-1943), инженерът от сърбохърватски произход, който го е измислил и промотирал. Той беше този, който генерира най-много патенти за нейните приложения, транспорт и употреба.

Всички тези патенти са възложени на създателя на американската компания Westinghouse Electric Co, за да получи необходимото финансиране за своите експерименти и проекти.

Първите тестове на променлив ток са направени от един от основните пионери на електричеството: Майкъл Фарадей (1791-1867), който открива електромагнитна индукция и изгражда първия генератор на променлив ток.

Предаването на променлив ток е много по-ефективно. Източник: Pixabay

Едно от първите му практически приложения през 1855 г. е електротерапията с променлив ток за активиране на мускулната контракция. При този тип обработка променливият ток беше много по-превъзходен на постоянен ток.

По-късно през 1876 г. руският инженер Павел Яблочков изобретява осветителна система, базирана на електрически дъгови лампи и генератори с променлив ток. До 1883 г. австро-унгарската компания Ganz Works вече е монтирала около петдесет системи за осветяване с променлив ток.

Изобретенията на Тесла

Сред основните приноси на Никола Тесла за развитието и използването на променлив ток са изобретението на електродвигателя, който работи с променлив ток, без да е необходимо да се преобразува в постоянен ток.

Никола Тесла също измисли трифазния ток, за да използва максимално енергията в производството и инфраструктурата за транспортиране на електричество. Днес тази система все още се използва.

трансформатор

Другият голям принос в развитието на променлив ток беше изобретяването на трансформатора. Това устройство позволява повишаването на напрежението при транспортиране на дълги разстояния и намаляването на напрежението за по-безопасна употреба в домовете и промишлеността.

Определено това изобретение направи променлив ток по-добра алтернатива като метод за разпределение на електрическа енергия от метода на постоянен ток.

Предтеча на съвременния трансформатор е устройство с желязна сърцевина, наречено „вторичен генератор“, изложено в Лондон през 1882 г. и по-късно в Торино, където се използва за електрическо осветление.

Първият затворен трансформатор на желязна сърцевина, какъвто го познаваме днес, беше представен от двама унгарски инженери от компанията Ganz в Будапеща. Патентите са закупени от Westinghouse Electric Co.

Основна характеристика на трансформатора

Основната характеристика на трансформатора е, че коефициентът между изходното напрежение във вторичния V _S и входното напрежение в първичната V _P е равен на коефициента между броя на завъртанията на вторичната намотка V _2, разделен на броя на завоите на първична намотка № ₁:

V _S / V _P = N ₂ / N ₁

Чрез просто избиране на подходящото съотношение на завои между първичен и вторичен на трансформатора, правилното изходно напрежение може да се постигне точно и без значителна загуба на мощност.

Трансформатор схема. Източник: Wikimedia Commons. KundaliniZero

Първата търговска електрическа разпределителна система, която използва трансформатори, е открита в щата Масачузетс, САЩ, през 1886 година.

Но Европа вървеше в крак с електрическото развитие, тъй като през същата година в Черчи, Италия, бе монтирана преносна линия, базирана на новооткрития трансформатор, която предава променлив ток на разстояние 30 км при ефективно напрежение 2000 волта., Трансформаторът не беше само революция в областта на предаването на електрическа енергия. Също така в областта на автомобилната промишленост, когато тя се използва от Ford Motor Company в системата на бобините за запалване на запалителните свещи на Ford Model T.

Постоянен ток

Директен ток е произведен през 1800 г. чрез изобретяването на волтовата купчина, наречена така, защото нейният изобретател е италианският физик Алесандро Волта, живял между 1745 и 1827 година.

Въпреки че произходът на тока не е добре разбран, френският физик Андре Мари Ампер (1775-1836 г.) идентифицира две полярности във волтовите клетки и предполага, че електрическият ток тече от положителния към отрицателния полюс.

Днес тази конвенция все още се използва, въпреки че е известно, че носителите на електрически заряд са електроните, които минават точно обратното, от отрицателния терминал до положителния терминал.

Фигура 4. Постоянният ток се съхранява удобно и удобно в батерии. (Pixabay)

Френският изобретател Иполит Пикси (1808–1835) изгради генератор, състоящ се от контур или контур от тел, който се върти около магнит, отбелязвайки, че на всеки половин оборот текущият поток е обърнат.

По предложение на Ампер изобретателят добавя комутатор и така се създава първият динамо или генератор на постоянен ток.

По отношение на системите за електрическо осветление, между 1870 и 1880 г. са използвани електрически дъгови лампи, които изискват високо напрежение, директен или постоянен ток.

Както е известно, високото напрежение е много опасно да се използва в домовете. В този смисъл американският изобретател Томас Алва Едисон (1847-1931) направи използването на електроенергия за целите на осветлението по-безопасно и по-комерсиално. Едисон усъвършенства крушката с нажежаема жичка през 1880 г. и я направи печеливша.

Войната на теченията: AC срещу DC

Точно както Никола Тесла беше промоторът на променлив ток, Томас Алва Едисон беше промоторът на постоянен ток, защото го смяташе за по-безопасен.

Дори за да възпрепятства използването на променлив ток за търговски цели, Едисън изобретява електрическия стол с променлив ток, така че обществеността да разбере опасността му за човешкия живот.

Първоначално Никола Тесла работи в електроенергийната компания Edison Electric и прави различни приноси за подобряване на генераторите на постоянен ток.

Фигура 5. От дясно на ляво Хенри Форд, Томас Едисън, президентът на САЩ Уорън Г. Хардинг и Харви С. Файърстоун, 1921 г., чрез Wikimedia Commons.

Но тъй като Тесла беше убеден в предимствата на променливия ток от гледна точка на неговото транспортиране и разпространение, на много различия с Едисън не бяха необходими много време, за да доведат тези две силни личности в конфликт. Така започна войната на теченията: AC vs. DC.

Предимствата на трансмисията с променлив ток и първата междуградска система за разпределение на променлив ток през 1891 г. накараха Едисън, който упорито продължаваше да се застъпва за постоянен ток, да загуби председателството и посоката на създадената от него компания, която премина да се нарича компания General Electric.

Нито Никола Тесла спечели тази война, защото в крайна сметка Джордж Уестингхаус и акционерите на неговата компания станаха милионери. Тесла, който се обсеби от идеята да предава електрическа енергия на дълги разстояния без проводници, се оказа беден и забравен.

Постоянен ток с високо напрежение

Идеята за използване на постоянен ток за електроразпределение на дълги разстояния не е напълно изхвърлена, тъй като такива системи са разработени през 50-те години.

Днес най-дългият подводен кабел в света за транспортиране на електрическа енергия, кабелът NorNed, който свързва Норвегия с Холандия, използва постоянен ток от 450 хиляди волта.

Фигура 6. Маршрут на подводния кабел NorNed между Холандия и Норвегия, който пренася постоянен ток през Северно море. Източник: Wikimedia Commons.Michiel1972

Използването на променлив ток за подводни кабели не е подходящо, тъй като морската вода е отличен проводник на електричество, а подводен кабел с променлив ток предизвиква вихрови токове в солена вода. Това би причинило големи загуби на електрическата енергия, която иска да бъде предадена.

Днес постоянен ток с високо напрежение се използва и за захранване на електрически влакове с помощта на релси.

Препратки

1. Агарвал, Т. (2015). ProCus. Извлечено от Каква е разликата между променливи и постоянни токове: elprocus.com
2. (2017). Diffen. Получава се от AC vs. DC (променлив ток срещу постоянен ток): diffen.com
3. Ърли, Е. (2017). Училищна техника. Извлечено от Каква е разликата между AC и DC?: Engineering.mit.edu
4. Khatri, I. (19 януари 2015 г.). Quora. Извлечено от Каква е разликата между променлив и постоянен ток?: Quora.com
5. (2017). SparkFun Electronics. Получава се от променлив ток (AC) vs. Директен ток (DC): learn.sparkfun.com.
6. Wikipedia. Променлив ток. Възстановено от: es.wikipedia.com
7. Wikipedia. DC. Възстановени от: es. wikipedia.com
8. Wikipedia. NorNed кабел. Възстановени от: es. wikipedia.com