Wypowiedz słowo „elektryczność” i wielu Amerykanów myśli o Thomasie Edisonie, ale nazwa Nikola Tesla również powinna się pojawić. Wraz z finansistą Georgem Westinghouseem Tesla jest odpowiedzialny za fakt, że prąd przemienny zasila każdy dom w Ameryce Północnej, a także każdy dom w pozostałej części świata, który ma energię elektryczną.
kredyt: PM Images / DigitalVision / GettyImages Zalety i wady AC i DCPrąd przemienny (AC) jest łatwiejszy do wytworzenia niż prąd stały (DC), dzięki generatorowi indukcyjnemu opracowanemu przez Teslę. Inną zaletą prądu przemiennego jest to, że łatwiej go przesyłać. Prąd stały jest jednak łatwiejszy do przechowywania i lepiej nadaje się do małych zastosowań z delikatną elektroniką i cienkim drutem. Wszystkie małe urządzenia zasilane bateriami są zasilane prądem stałym.
AC vs. DC - Tesla vs. Edison
W latach 80. XIX wieku Edison i Tesla zostali uwikłani w bitwę o ustalenie rodzaju prądu, który najlepiej zaspokoi potrzeby energetyczne Stanów Zjednoczonych. Historycy pamiętają tę bitwę jako Wojnę prądów. Edison założył sieć prądu stałego zdolną zasilać światła i inne urządzenia elektryczne, ale pojawił się problem. Ponieważ nie było znanej metody zwiększania napięcia, elektrownie były potrzebne w odstępach zaledwie kilku mil.
Za pomocą transformatorów można zwiększyć moc prądu przemiennego do bardzo wysokich napięć, a następnie obniżyć do użytecznego napięcia w punkcie użytkowania, eliminując potrzebę interwencji elektrowni. Edison uważał, że wysokie napięcie w liniach przesyłowych prądu przemiennego jest niebezpieczne, a nawet do publicznego porażenia prądem zabłąkanych zwierząt w celu udowodnienia swojej racji. Sprawa została rozstrzygnięta, gdy George Westinghouse wykorzystał generator indukcyjny do zasilania nowej stacji wytwórczej w wodospadach Niagara. Zasilanie prądem przemiennym było nie tylko bezpieczne, ale także rozświetlało całe miasto Buffalo w stanie Nowy Jork - i nie tylko - jak tylko elektrownia Niagara Falls została uruchomiona w 1896 roku.
Zasady DC w świecie elektroniki
Każde małe urządzenie, które korzysta z baterii, wykorzystuje prąd stały, a przepływ elektronów z jednego terminala do drugiego przez obwód jest sposobem, w jaki większość uczniów szkół średnich rozumie przepływ prądu. W przeciwieństwie do prądu przemiennego, który zmienia kierunek kilka razy na sekundę, prąd stały płynie niezawodnie w tym samym kierunku. Jest to ważne w świecie półprzewodników, diod LED i tranzystorów. Za każdym razem, gdy prąd przemienny zmienia kierunek, dochodzi do chwilowej utraty mocy. Ten moment jest nieskończenie mały, ale wystarczy, aby wpłynąć na wrażliwe urządzenia, które stały się powszechne we współczesnym skomputeryzowanym świecie.
Powrót do przesyłu prądu stałego?
Prąd prądu przemiennego i stałego może być przesyłany przez linie energetyczne, ale przy braku transformatora podwyższającego transmisja prądu przemiennego jest mniej wydajna. Prąd przemienny ma tendencję do przemieszczania się po powierzchni drutu i traci moc na odległość z powodu efektu skórki i sprzężenia pojemnościowego, podczas gdy prąd stały przepływa przez cały drut.
Od czasów Tesli i Edisona inżynierowie opracowali sposoby na zwiększenie napięcia prądu stałego za pomocą transformatorów. Ponieważ duże elektrownie słoneczne i inne odnawialne źródła energii wytwarzają energię prądu stałego, przekazywanie jej jako prądu stałego wyeliminowałoby potrzebę konwersji przez falowniki, które marnują energię na skutek strat ciepła.
