Ympärillämme olevaa maailmaa on vaikea kuvitella ilman sähköä, joka on tunkeutunut kaikkiin nykyajan elämän alueisiin. Tämän tyyppistä energiaa käytetään valaistukseen, sähkömoottorien pyörimiseen, erilaiset elektroniset laitteet saavat siitä virtaa jne. Itse sähköjärjestelmä muodostaa monimutkaisen teknisen järjestelmän, jonka on välttämättä varmistettava sähkövirran muodostuminen energiana voimalaitoksina, sen toimittaminen suoraan kuluttajan kytkentäpisteeseen ja sen jälkeen muunnos haluttuun muotoon työ.
DC ja AC
Sähkövirran tuottamiseksi tarvitaan ulkoinen energialähde, jonka toiminnot voidaan suorittaa:
- hiilen, öljyn ja kaasun poltosta saatu lämpö;
- vesivirta säiliöstä tai vuorovesi;
- tuuli;
- auringonsäteily;
- kemialliset prosessit akussa.
Lisäksi tavalla tai toisella tämä energia muunnetaan virraksi, joka siirretään johtojen kautta vastaanottimen liitäntäpisteeseen ja käytetään siellä hyödyllisen työn suorittamiseen.
Itse virta voi olla joko vakio tai vuorotteleva. Vaihtovirta on yleensä sinimuotoinen, johtuen sen tuotannon luonteesta generaattorin akselin pyörimisliikkeen seurauksena, kuva 1.
DC- ja AC-verkkojen edut ja haitat
DC-verkot sähkötekniikan kehityksen alkuvaiheessa poikkesivat suotuisasti yksinkertaisuudesta luoda niistä sähkömoottoreita. Tämä etu menetettiin heti monivaiheisen sähkömoottorin keksimisen jälkeen vuonna 1882.
Hehkulamppujen sähkövalaistuksen suhteen vaihtovirta- ja tasajännite ovat samanarvoiset.
Sähkön siirron näkökulmasta sen tuottamispaikasta vaihtovirran kulutukseen osoittautui kilpailukyvyttömäksi heti voiman suunnittelun ja kehittämisen jälkeen muuntaja.
Jälkimmäinen liittyi sähköhäviöihin. Turvallisuussyistä kuluttaja tarvitsee suhteellisen matalan jännitteen, kun taas kuljetuksen aikana häviöt vähenevät vaihdettaessa suurjännitteeseen. Suurjännitteisten DC-verkkojen jännitteen muuttamista ei vieläkään ratkaista yksinkertaisilla tavoilla, kun se on AC-verkot tätä varten riittää, että asennetaan kaksi vastaavan tehon muuntajaa linjan päihin, kuva 2.
AC- ja DC-verkkojen kehityksen historia
Ensimmäistä kertaa joukkomyynti 70-luvun lopulla. 1800-luku vastaanotti kolmijohtimiset DC-verkot (+/- 110 V ja 0 V), jotka luotiin Edison Electric Companyn laitteet Sähköinen "). Heidän kanssaan syötettiin ensimmäiset näytteet hehkulampuista, kuva 3.
Nikola Teslan luoman massakäyttöön soveltuvien vaihtovirtalaitteiden teollisen tuotannon hallitsi Westinghouse kymmenen vuotta myöhemmin. Huolimatta niin suuresta aikaviiveestä, joka johtuu sähköverkon huomattavasti paremmista toimintaparametreista, se syrjäytti nopeasti sen perusteella kilpailijansa. Jo 20-luvun lopulla. XX vuosisata Yhdysvalloissa DC-verkkoja ei enää käytetty uusissa tiloissa. Viimeinen poistettiin käytöstä kuitenkin vasta vuonna 2007.