Trudno sobie wyobrazić otaczający nas świat bez elektryczności, która przeniknęła do wszystkich dziedzin współczesnego życia. Ten rodzaj energii służy do oświetlenia, obracania się silników elektrycznych, zasilane są z niego różne urządzenia elektroniczne itp. Samo sprzęt elektryczny tworzy złożony system techniczny, który z konieczności musi zapewniać wytwarzanie prądu elektrycznego jako energia w elektrowniach, jej dostarczenie bezpośrednio do punktu podłączenia konsumenta i późniejsze przekształcenie w pożądaną formę praca.
DC i AC
Do wytworzenia prądu elektrycznego potrzebne jest zewnętrzne źródło energii, którego funkcje mogą być spełniane przez:
- ciepło ze spalania węgla, ropy i gazu;
- wypływ wody ze zbiornika lub generowany przez pływy;
- wiatr;
- Promieniowanie słoneczne;
- procesy chemiczne zachodzące w baterii.
Co więcej, w taki czy inny sposób energia ta jest przekształcana w prąd, który jest przesyłany przewodami do punktu połączenia odbiornika i jest tam wykorzystywany do wykonywania użytecznej pracy.
Sam prąd może być stały lub przemienny. Prąd przemienny ma zwykle charakter sinusoidalny, ze względu na charakter jego wytwarzania w wyniku ruchu obrotowego wału generatora, rysunek 1.
Zalety i wady sieci DC i AC
Sieci prądu stałego we wczesnych stadiach rozwoju elektrotechniki korzystnie różniły się prostotą tworzenia pracujących z nich silników elektrycznych. Ta zaleta została utracona natychmiast po wynalezieniu wielofazowego silnika elektrycznego w 1882 roku.
Pod względem oświetlenia elektrycznego na żarówkach napięcie AC i DC są równoważne.
Z punktu widzenia przesyłu energii elektrycznej z miejsca jej wytworzenia do zużycia sieci prądu przemiennego okazał się być poza konkurencją zaraz po wynalezieniu i opracowaniu projektu mocy transformator.
To ostatnie wiązało się ze stratami energii elektrycznej. Ze względów bezpieczeństwa konsument wymaga stosunkowo niskiego napięcia, a straty podczas transportu są zmniejszone po przełączeniu na wysokie napięcie. Zmiana napięcia w wysokoprądowych sieciach prądu stałego nadal nie jest rozwiązana prostymi środkami, podczas gdy w W tym celu sieci prądu przemiennego wystarczy zainstalować dwa transformatory o odpowiedniej mocy na końcach linii, rysunek 2.
Historia rozwoju sieci AC i DC
Po raz pierwszy masowe użycie komercyjne pod koniec lat 70. XIX wiek otrzymał trójprzewodowe sieci prądu stałego (+/- 110 V i 0 V), które zostały utworzone na sprzęt firmy Edison Electric Edison Electric Light (obecnie część General Elektryczny ”). To z nimi zasilono pierwsze próbki żarówek, rysunek 3.
Produkcja przemysłowa odpowiedniego do masowego użytku sprzętu elektrycznego prądu przemiennego, stworzonego przez Nikolę Teslę, została opanowana przez Westinghouse dziesięć lat później. Mimo tak dużego opóźnienia spowodowanego zauważalnie lepszymi parametrami pracy sieci elektroenergetycznej, szybko wyparł opartego na niej konkurenta. Już pod koniec lat 20. XX wieku. W XX wieku w Stanach Zjednoczonych sieci DC nie były już używane w nowopowstałych obiektach. Jednak ostatni z nich został wycofany z eksploatacji dopiero w 2007 roku.