Není nic konstantnějšího než střídavý proud: jaký proud používáme?
Elektrický proud může být střídavý nebo stejnosměrný. Ruské zásuvky vedou střídavý proud o frekvenci 50 Hz a napětí 220 V. Proč tedy potřebujeme stejnosměrný proud? A používá se v moderních elektrických sítích? Pojďme na to přijít.
Zajímavý příběh: jednoho dne dívka jménem Margaret uviděla nápis „AC/DC“ na zadní straně šicího stroje a navrhla, aby její mladší bratři dali své hudební skupině toto jméno. Tvorba australské rockové kapely AC/DC po mnoha letech neztrácí na oblibě a zkratku pro střídavý proud (AC) a stejnosměrný proud (DC) znají i lidé daleko od elektrotechniky.
Střídavý a stejnosměrný proud jsou přítomny nejen v hudbě, ale i v našem každodenním životě. Pojďme pochopit rozdíly mezi oběma typy proudu a zjistit, jaký druh proudu používáme v domácích a průmyslových sítích.
Elektrický proud je řízený pohyb nabitých částic. Pokud se částice pohybují jedním směrem, proud bude konstantní. Navíc velikost stejnosměrného proudu I a napětí U protože jakýkoli časový okamžik také zůstává nezměněn. DC graf je přímka rovnoběžná s horizontální časovou osou.
Obrázek převzat z otevřených zdrojů
Stejnosměrný proud je široce používán v technologii: většina elektronických obvodů je napájena stejnosměrným proudem. Elektrické vlaky metra jezdí na stejnosměrný proud 825 V Historicky se stejnosměrný proud volil i pro tramvajové a trolejbusové linky. Řada elektrifikovaných úseků železnic u nás navíc využívá stejnosměrný proud 3000 Voltů. Stejnosměrný proud generovaný galvanickými články a bateriemi slouží k autonomnímu napájení mobilních telefonů, notebooků, svítilen, hraček a mnoha dalších atributů každodenního života. V průmyslu se stejnosměrný proud používá v elektrolýze a galvanizaci, v medicíně – v elektroforéze. Díky schopnosti poskytovat stabilní a spolehlivé napájení je DC volbou pro řídicí a automatizační aplikace.
Hlavní rozdíl mezi střídavým proudem spočívá v tom, že v elektrickém obvodu se v průběhu času mění jak směr, tak i velikost. Jeden ze směrů střídavého proudu v obvodu je konvenčně považován za pozitivní a druhý – negativní. Síla střídavého proudu je skalární veličina, její znaménko je určeno směrem, kterým proud v daném čase protéká.
Obrázek převzat z otevřených zdrojů
Střídavý proud je základem celého elektroenergetického systému, který zajišťuje elektřinu do domácností, podniků a měst. Jeho hlavní výhodou je schopnost zvyšovat a snižovat napětí a také přenášet elektřinu na velké vzdálenosti s minimálními ztrátami. Počítače, televize a domácí spotřebiče jsou napájeny střídavým proudem. Velké výrobní závody a motory obvykle používají střídavý proud. Důležitou aplikací je doprava: většina železničních tratí je elektrifikována jednofázovým střídavým proudem o frekvenci 50 Hz.
Abychom to shrnuli: je těžké si představit náš život bez střídavého i stejnosměrného proudu. Stejnosměrný proud je stabilnější, což je důležité zejména u elektronických zařízení, která vyžadují stálý zdroj energie. Střídavý proud lze transformovat a regulovat, přenášet na velké vzdálenosti s minimálními ztrátami. Dnes se lidstvo naučilo úspěšně kombinovat dva druhy proudu v elektrických sítích, ale na konci 19. století vypukla skutečná válka o střídavý a stejnosměrný proud. To je však, jak se říká, úplně jiný příběh.