Forskjellen mellom vekselstrøm og likestrøm

Hovedforskjell - AC vs DC Current

Elektrisk kraft kan leveres enten som en vekselstrøm (AC) eller som en likestrøm (DC). De hovedforskjell mellom vekselstrøm og likestrøm er det, I likestrømmen strømmer elektroner kontinuerlig i en retning mens, i vekselstrøm svinger elektronene jevnlig fram og tilbake.

Hva er likestrøm

I likestrømmen strømmer elektroner bare i én retning. En likestrøm kan dannes ved å koble to punkter ved forskjellige elektriske potensialer med en leder. Elektroner vil da strømme fra det mer negative potensialet mot det mindre negative potensialet, så lenge potensialene opprettholdes. Hvis vi for eksempel kobler to punkter til elektriske potensialer -2 V og -5 V, vil elektroner strømme fra -5 V-enden til -2 V-enden.

Av historiske årsaker, retning av nåværende er tatt for å være i motsatt retning til retningen av elektronstrømmen. Strømretningen i eksemplet ovenfor er fra -2 V til -5 V. Det er ingenting som strømmer i denne retningen: det er bare en konvensjon.

Hva er AC-strøm

I vekselstrømmen svinger elektronene frem og tilbake. Hjem er vanligvis drevet av AC strøm. Her er en dirigent koblet mellom et potensial som periodisk endrer sin verdi og et potensial som forblir ved 0 V. Det varierende potensialet endrer verdien mellom positive og negative verdier, slik at elektronene i lederen blir laget for å bevege seg frem og tilbake. Den potensielle forskjellen som brukes over lederen varierer deretter sinusoidally:

Hvordan spenningen varierer med tiden i AC (blå) og DC (rød) kretser

Mest elektronisk utstyr opererer med likestrøm. Ofte må strømmen fra forsyningen konverteres til likestrøm før enheten kan benytte strømmen. De hovedgrunnen til å bruke vekselstrøm for overføring (i stedet for DC) er det historisk sett, det var lett å endre spenningen i vekselstrøm med en transformator. Dette betydde at elektrisitet kunne overføres over store avstander ved høy spenning og liten strøm. Når strømmen overføres med en mindre strøm, er strømforbruket under overføringen betydelig lavere. Når man leverer strøm til boliger, kan en transformator brukes til å enkelt konvertere den mindre strømmen med høy spenning i overføringslinjene til en større strøm med mindre spenning brukt i boliger.

Siden strømmen er kontinuerlig oscillerende, vil strømmen som overføres på en hvilken som helst enhet som er koblet til en vekselstrøm, også endres periodisk. For vekselstrømmer kan spenningen imidlertid karakteriseres av et enkelt nummer kalt root mean square (RMS) spenning. For en sinus Vekselstrøm, RMS spenningen kan gis når det gjelder maksimal spenning () som:

Root mean square (RMS) spenning og maksimal (topp) spenning for en sinusformet spenning

Ofte beregnes kraften som avleses av en komponent ved hjelp av RMS-spenningen. RMS spenningen og frekvensen (hvor mange ganger gjeldende retning reverserer retning per sekund) varierer fra land til land. Vanligvis brukes RMS spenninger på 230 V, med en frekvens på 50 Hz. I USA leveres strømmen med en RMS-spenning på 120 V ved en frekvens på 60 Hz.

AC vs DC: Krigen om strømmer

I slutten av 1800-tallet foreslo Thomas Edison å bruke likestrøm for å overføre elektrisitet. Imidlertid var Nikola Tesla og George Westinghouse overbevist om AC-strømmenes fordeler for langdistanseoverføring. Konkurransen mellom de to gruppene ble kalt "Strømkrig". Det sies at Edison gikk i store lengder for å gjøre AC-strømmen upopulær, inkludert å drepe dyr med vekselstrøm for å få folk til å føle at det er farlig. Men i slutten triumferte AC-strømmen, og flertallet av overføringen i dag gjøres ved bruk av vekselstrøm. Imidlertid kan overføring av DC være relativt mye billigere, og i dag er det ikke vanskelig å endre spenningen til likestrøm. Derfor brukes høyspennings likestrømmer også en gang til å overføre strøm.

Strømkrigen: Edison (venstre) ønsket å distribuere elektrisitet ved hjelp av DC, mens Tesla (høyre) ønsket å distribuere strøm ved hjelp av AC.

Forskjellen mellom vekselstrøm og likestrøm

Flow of Charge Carriers

I Likestrøm, ladetransportører flyter kun i én retning.

I Vekselstrøm, ladetransportører flyter frem og tilbake.

Variasjon av kraft

I Likestrøm, kraften som blir spilt over en last forblir nesten konstant.

I Vekselstrøm, Strømmen som går over en last varierer kontinuerlig.

kabling

Likestrøm kan overføres med bare to kabler.

Vekselstrøm (3-faset) trenger 3 kabler som skal overføres.

Bilde Courtesy:

"Thomas Alva Edison, tre fjerdedel lengde portrett, sittende, vendt mot" av Louis Bachrach, Bachrach Studios, restaurert av Michel Vuijlsteke (United States Library of Congresss utskrifter og fotografier divisjon digital ID cph.3c05139) [Public Domain], via Wikimedia Commons

"Et fotografibilde av Nikola Tesla (1856-1943) i alder 34 år." Av Napoleon Sarony (postkort (radiographics.rsna.org)) [Public Domain], via Wikimedia Commons