DIFERENȚE ÎNTRE CURENT ALTERNATIV ȘI CURENT? - ŞTIINŢĂ - 2025

Diferența dintre curent alternativ și curent este fundamental în modul în care electronii se deplasează în firele pe care le transporta. În curent alternativ este o mișcare oscilatoare, în timp ce în curent continuu electronii curg într-o singură direcție: de la polul negativ la cel pozitiv.

Există însă mai multe diferențe, de la generație la eficiență în utilizare, siguranță și transport. Fiecare are avantajele și dezavantajele sale, deci utilizarea unuia sau altuia depinde de aplicație.

	Curent alternativ	Curent continuu
Direcția curentului	Bidirecțional (oscilant)	Unidirecțional (uniform)
Sursă	Alternatoare	Baterii, baterii, dinamuri
Surse de forță electromotoare (emf)	Conductoare sau conductoare oscilante sau rotative în prezența câmpului magnetic.	Reacții electrochimice în celule și baterii. Generatoare de curent alternat sau redresate cu diode
Frecventa de operare	În prizele casnice și industriale 50Hz sau 60HZ	0 Hz
Tensiune de funcționare	110 V sau 220 V	1.5V; 9V; 12V sau 24V
Tensiune de transmisie pe distanțe lungi	Până la 380.000 de volți	Nu poate fi transportată pe distanțe lungi, deoarece are multe pierderi
Amperile care circulă într-un motor de 1 CP	Monofazat 110V 60Hz: 16 amperi	La 12 volți DC: 100 amperi
Curent maxim pe Joule de consum	110V: 0,01 A / J 220V: 0,005 A / J	12V: 0,08 A / J 9V: 0,1 A / J
Elemente pasive în circuite	impedanţele: -Resistive -Capacitive -Inductiv	-Rezistenţă
Avantaj	Puține pierderi la transport.	Este sigur, deoarece este de joasă tensiune. Se poate păstra în baterii și baterii.
Dezavantaje	Nu este foarte sigur din cauza tensiunii de operare ridicate.	Nu poate fi transportată pe distanțe lungi, deoarece are multe pierderi
Aplicații	Intern și industrial: mașini de spălat, frigidere, fabrici.	Echipamente electronice portabile: smartphone-uri, laptopuri, radio, lanterne, ceasuri.

Curent alternativ

Nu este posibil să vorbim despre curent alternativ fără a menționa Nikola Tesla (1846-1943), inginerul de origine sârbo-croată care l-a inventat și promovat. El a fost cel care a generat cele mai multe brevete pentru aplicațiile, transportul și utilizările sale.

Toate aceste brevete au fost atribuite companiei americane Westinghouse Electric Co de către creatorul său, pentru a obține finanțarea necesară experimentelor și proiectelor sale.

Primele teste asupra curentului alternativ au fost făcute de unul dintre principalii pionieri ai energiei electrice: Michael Faraday (1791-1867), care a descoperit inducția electromagnetică și a construit primul generator de curent alternativ.

Transmiterea curentului alternativ este mult mai eficientă. Sursa: Pixabay.

Una dintre primele sale utilizări practice în 1855 a fost electroterapia cu curent alternativ pentru a activa contracția musculară. Pentru acest tip de tratament, curentul alternativ a fost cu mult superior curentului direct.

Mai târziu, în 1876, inginerul rus Pavel Yáblochkov a inventat un sistem de iluminat bazat pe lămpi cu arc electric și generatoare de curent alternativ. Până în 1883, compania austro-ungară Ganz Works instalase deja aproximativ cincizeci de sisteme de iluminat cu curent alternativ.

Inventiile lui Tesla

Printre principalele contribuții ale lui Nicola Tesla pentru dezvoltarea și utilizarea curentului alternativ se numără invenția motorului electric care funcționează cu curent alternativ, fără a fi necesară transformarea în curent continuu.

De asemenea, Nikola Tesla a inventat curentul trifazat, pentru a profita la maxim de energie din producție și infrastructura din transportul de energie electrică. Astăzi acest sistem este încă utilizat.

Transformator

Cealaltă mare contribuție la dezvoltarea curentului alternativ a fost invenția transformatorului. Acest dispozitiv permite creșterea tensiunii pentru transport pe distanțe lungi și scăderea tensiunii pentru o utilizare mai sigură în case și industrie.

Cu siguranță, această invenție a făcut ca curentul alternativ să fie o alternativă mai bună ca metodă de distribuție a energiei electrice decât metoda cu curent continuu.

Precursorul modernului transformator a fost un dispozitiv cu miez de fier numit „generator secundar”, expus la Londra în 1882 și mai târziu la Torino, unde a fost folosit pentru iluminatul electric.

Primul transformator închis cu miez de fier, așa cum îl știm astăzi, a fost prezentat de doi ingineri maghiari de la compania Ganz din Budapesta. Brevetele au fost achiziționate de către Westinghouse Electric Co.

Caracteristică fundamentală a transformatorului

Caracteristica fundamentală a transformatorului este că coeficientul dintre tensiunea de ieșire în secundar V _S și tensiunea de intrare în primar V _P este egal cu câtul dintre numărul de rotații ale V înfășurare secundară ₂ împărțit la numărul de rotații ale Înfășurarea primară nr. ₁ :

V _S / V _P = N ₂ / N ₁

Prin simpla alegere a raportului de rotații adecvat între primarul și secundarul transformatorului, tensiunea de ieșire corectă poate fi realizată cu exactitate și fără pierderi apreciabile de putere.

Schema transformatorului. Sursa: Wikimedia Commons. KundaliniZero

Primul sistem comercial de distribuție electrică care a folosit transformatoare a fost inaugurat în statul Massachusetts, Statele Unite, în 1886.

Dar Europa a ținut pasul cu dezvoltarea electrică, deoarece în același an a fost instalată la Cerchi, Italia, o linie de transmisie bazată pe transformatorul nou inventat, care a transmis curent alternativ pe o distanță de 30 km la o tensiune efectivă de 2000 de volți. .

Transformatorul nu a fost doar o revoluție în domeniul transmisiei de energie electrică. Tot în domeniul industriei auto, când a fost folosit de Ford Motor Company în sistemul de bobine de aprindere al bujiei Ford Model T.

Curent continuu

Curentul direct a fost produs în 1800 prin inventarea pilei voltaice, numit astfel pentru că inventatorul său a fost fizicianul italian Alessandro Volta, care a trăit între 1745 și 1827.

Deși originea curentului nu a fost bine înțeleasă, fizicianul francez André Marie Ampere (1775-1836), a identificat două polarități în celulele voltaice și a conceput că curentul electric curge de la pozitiv la cel negativ.

Astăzi această convenție este încă folosită, deși se știe că purtătorii de sarcină electrică sunt electronii care merg exact invers, de la terminalul negativ la terminalul pozitiv.

Figura 4. Curentul direct este depozitat în mod convenabil și convenabil în baterii. (Pixabay)

Inventatorul francez Hippolyte Pixii (1808-1835) a construit un generator format dintr-o buclă sau o buclă de sârmă care se rotea în jurul unui magnet, menționând că la fiecare jumătate de cotitură fluxul curent a fost inversat.

La sugestia lui Ampere, inventatorul a adăugat un comutator și astfel a fost creat primul dinamo sau generator de curent continuu.

În ceea ce privește sistemele de iluminat electric, între 1870 și 1880 s-au folosit lămpi cu arc electric care necesitau tensiune înaltă, fie curent continuu, fie curent continuu.

După cum se știe, tensiunea înaltă este foarte nesigură pentru a fi folosită în case. În acest sens, inventatorul american Thomas Alva Edison (1847-1931) a făcut utilizarea energiei electrice în scopuri de iluminat mai sigure și mai comerciale. Edison a perfecționat becul incandescent în 1880 și l-a făcut profitabil.

Războiul curenților: AC vs DC

La fel cum Nikola Tesla a fost promotorul curentului alternativ, Thomas Alva Edison a fost promotorul curentului continuu, deoarece îl considera mai sigur.

Chiar și pentru a descuraja utilizarea curentului alternativ în scop comercial, Edison a inventat scaunul electric cu curent alternativ, astfel încât publicul să-și înțeleagă pericolul pentru viața umană.

Inițial, Nikola Tesla a lucrat la compania electrică Edison Electric și a adus diferite contribuții pentru îmbunătățirea generatoarelor de curent continuu.

Figura 5. De la dreapta la stânga Henry Ford, Thomas Edison, președintele Statelor Unite, Warren G. Harding, și Harvey S. Firestone, 1921, prin Wikimedia Commons.

Dar, din moment ce Tesla era convinsă de avantajele curentului alternativ din punctul de vedere al transportului și distribuției sale, nu a durat mult ca diferențele cu Edison să aducă aceste două personalități puternice în conflict. Astfel a început războiul curenților: AC vs. DC.

Avantajele transmisiei de curent alternativ și a primelor sisteme interurbane de distribuție a curentului alternativ în 1891 au determinat ca Edison, care încăpățânat a continuat să pledeze pentru curent continuu, să piardă președinția și direcția companiei pe care o fondase, care a trecut să fie numită companie General Electric.

Nici Nikola Tesla nu a câștigat acest război, deoarece în cele din urmă George Westinghouse și acționarii companiei sale au devenit milionari. Tesla, care a devenit obsedată de ideea de a transmite energie electrică pe distanțe lungi fără fire, a sfârșit sărac și uitat.

Curent continuu de înaltă tensiune

Ideea utilizării curentului direct pentru distribuția energiei electrice pe distanțe lungi nu a fost complet aruncată, deoarece astfel de sisteme au fost dezvoltate în anii '50.

Astăzi cel mai lung cablu submarin din lume pentru transportul energiei electrice, cablul NorNed, care leagă Norvegia cu Olanda, folosește curent direct de 450 de mii de volți.

Figura 6. Traseul cablului submarin NorNed între Olanda și Norvegia, care transportă curent continuu prin Marea Nordului. Sursa: Wikimedia Commons.Michiel1972

Utilizarea curentului alternativ pentru cablurile submarine nu este adecvată, deoarece apa de mare este un excelent conductor de electricitate, iar un cablu submarin cu curent alternativ induce curenți de vârstă în apă sărată. Acest lucru ar provoca pierderi mari de energie electrică care dorește să fie transmisă.

Curentul de înaltă tensiune este folosit și astăzi pentru alimentarea trenurilor electrice cu ajutorul șinelor.

Referințe

1. Agarwal, T. (2015). ProCus. Preluat din Care este diferența dintre curenții de curent alternativ și curent continuu: elprocus.com
2. (2017). Diffen. Obținut din AC vs. DC (curent alternativ vs curent continuu): difen.com
3. Earley, E. (2017). Inginerie școlară. Preluat de la Care este diferența dintre curent alternativ și curent continuu ?: engineering.mit.edu
4. Khatri, I. (19 ianuarie 2015). Quora. Preluat din Care este diferența dintre curenții de curent alternativ și de curent continuu ?: quora.com
5. (2017). SparkFun Electronics. Obținut din curent alternativ (curent alternativ) vs. Curent direct (CC): Learn.sparkfun.com.
6. Wikipedia. Curent alternativ. Recuperat din: es.wikipedia.com
7. Wikipedia. DC. Recuperat din: es. wikipedia.com
8. Wikipedia. Cablu NorNed. Recuperat din: es. wikipedia.com