AC vs. Alalisvoolu toide: miks need erinevad?

1880. aastatel toimus ajalooline lahing Edisoni alalisvoolu (DC) ja Tesla vahelduvvoolu (AC) vahel. See AC vs. DC sündmus otsustas, millist tüüpi voolu kasutatakse maailma toiteks. Lõppkokkuvõttes oli Tesla AC võidukas, hoolimata Edisoni julmadest näpunäidetest AC diskrediteerimiseks.

Enne sündmuse toimumist oli DC ainus praegune inimene, kes sel ajal genereerida suutis. See oli lihtne, piisavalt võimekas ja tööstusharu standard. Miks see siis vahelduvvooluga asendada? Miks on vaja uut voolu arendada? Ja kuidas üks erineb teisest?

Uurime välja!

Mis on alalisvool?

Alalisvool ehk alalisvool on voolu tüüp, kus elektrilaeng liigub ainult ühes suunas.

Alalisvoolu saadakse peamiselt DC generaatorid nagu päikesepaneelid ja püsimagnetmootorid. Saate selle ka sisse salvestada akud nagu populaarsed 18650. aastad, AA ja AAA. Nagu ka muundada vahelduvvoolust alalditega nagu näiteks telefonilaadijale paigaldatud sildalaldi.

Akud suudavad salvestada ainult ühes suunas voolavaid voolusid. See tähendab, et kõik tavalised akud suudavad salvestada ainult alalisvoolu, mitte vahelduvvoolu.

Seda silmas pidades saate hõlpsasti eristada, millised seadmed kasutavad alalisvoolu, kas telefon, sülearvuti, juhtmeta kõrvaklapid või kaamera. Kuni see kasutab akut, toidab seda alalisvoolu.

Mis on vahelduvvool?

Vahelduvvool on voolu tüüp, kus elektrilaeng liigub edasi-tagasi. See tähendab, et poole ajast on vool positiivne ja poole ajast negatiivne, sellest ka nimetus vahelduvvool.

Vahelduvvoolu tekitatakse mehaaniliste generaatorite, nagu auruturbiinide, tuuleveskite ja sisepõlemismootorite kaudu. Samuti saate vahelduvvoolu hankida alalisvoolust, kasutades alalduskomponente, nagu kaasaskantavate akuvarundusseadmete inverter või akugeneraatorid. Pidevalt muutuva vahelduvvoolu polaarsuse tõttu ei suuda ükski aku veel edukalt vahelduvvoolu salvestada.

Vahelduvvool on eelistatud vool elektrijaamadest teie majja edastamiseks. Kuna jaotusliinidest teie koju ei tehta alaldust, on kõik teie majas olevad pistikupesad ja pistikupesad vahelduvvoolutoitel. See tähendab, et kõik vooluvõrku ühendatud seadmed (pesumasin, blender, külmkapp) kasutavad vahelduvvoolu.

Nüüd, kui saate eristada vahelduvvoolu alalisvoolust, vastame suurele küsimusele – miks need erinevad? Kui alalisvoolu oli lihtne, piisavalt võimekas ja see oli tööstusstandard enne vahelduvvoolu, siis miks on vaja uut tüüpi voolu?

Miks on AC ja DC erinevad?

AC ja DC on kaks erinevat tüüpi voolu. DC voolab ühes suunas, vahelduvvoolu aga vaheldumisi edasi-tagasi.

Alalisvoolu pidev ühesuunaline vool tagab stabiilse elektrienergia, mis on soodne elektroonika toiteks ja energia salvestamiseks akudes. Alalisvoolu negatiivne külg on selle ebaefektiivne võimsusülekanne pikkade vahemaade kaudu.

DC genereeriti suurte vooludega (ampritega) madalal pingel (volti). Suurte voolude ülekandmine aeglases kohas (madala rõhu või pinge tõttu) võimaldab ülekandejuhtmetesse koguneda soojust, mis raiskab palju energiat. See tähendaks ka seda, et soojuse hajutamiseks peavad ülekandekaablid olema paksemad. Seetõttu vajasid elektritarnijad paremat viisi energia ülekandmiseks.

Lahenduseks oli väiksemate vooluhulkade ülekandmine kõrgel pingel, et välistada soojuse kogunemine, edastades samal ajal ka rohkem võimsust. Siin muutub AC hädavajalikuks. Vahelduv elektronide edasi-tagasi vool vahelduvvoolus võimaldab magnetitel tekitada generaatoris tugevat elektromagnetismi. Generaatoriga saaksid elektrijaamad kergesti teisendada madala pingega kõrged voolud kõrgepingetel madalateks vooludeks.

Põhimõtteliselt on vahelduv- ja alalisvoolud erinevad, kuna tööstus vajas voolu, mis võimaldab hõlpsat muundada pikamaa jõuülekande jaoks.

Mõlemad voolud on olulised

Vahelduv- ja alalisvoolud on voolud, mis moodustavad tänapäevase maailma. Vahelduvvoolu kasutatakse pikamaa jõuülekandeks ja energiat näljaste tehaste toiteks. Alalisvoolu kasutatakse elektroonika (nt telefonid, kaamerad ja arvutid) toiteks.

Kuigi AC võitis voolude sõja, ei tähenda see tingimata, et see on parem kui alalisvoolu. Vahelduvvoolu kasutatakse paremini pikamaa jõuülekandeks ja suure võimsusega rakendusteks kodudes, tehastes ja muudes asutustes. Seevastu alalisvoolu on parem kasutada akude energia salvestamiseks ja elektroonikas väikese võimsusega rakendustes.

Peaksime lõpetama vahelduvvoolu ja alalisvoolu võrdlemise. Mõlemal voolul on oma plussid ja miinused. Ja ükski neist pole teisest parem. Sest päeva lõpuks pole paremat voolu, vaid konkreetse voolu jaoks parem rakendus.

Mis vahe on vahelduvvoolu ja alalisvoolu vahel ning kuidas neid teisendada?

Loe edasi