FORSKJELLER MELLOM VEKSELSTRØM OG LIKESTRØM? - VITENSKAP - 2026

Den forskjell mellom vekselstrøm og likestrøm er fundamentalt på den måte elektroner bevege seg i de ledninger som bærer den. I vekselstrøm er det en svingende bevegelse, mens i jevn strøm strømmer elektronene i bare en retning: fra negativ til positiv pol.

Men det er flere forskjeller, alt fra generasjon til effektivitet i bruk, sikkerhet og transport. Hver har fordeler og ulemper, så bruken av den ene eller den andre avhenger av bruken.

	Vekselstrøm	Likestrøm
Strømretning	Toveis (oscillerende)	Ensrettet (enhetlig)
Kilde	dynamoer	Batterier, batterier, dynamoer
Kilder til elektromotorisk kraft (emf)	Oscillerende eller roterende ledere eller ledere i nærvær av magnetfelt.	Elektrokjemiske reaksjoner inne i celler og batterier. Koblede eller utbedrede vekselstrømgeneratorer med dioder
Driftsfrekvens	I innenlandske og industrielle utsalgssteder 50Hz eller 60 HZ	0 Hz
Driftsspenning	110 V eller 220 V	1.5V; 9V; 12V eller 24V
Overføringsspenning på lang avstand	Opptil 380 000 volt	Det kan ikke transporteres lange avstander fordi det har mange tap
Forsterkere som sirkulerer i en 1 Hk motor	Enfase 110V 60Hz: 16 ampere	Ved 12 volt likestrøm: 100 ampere
Maksimal strøm per Joule forbruk	110V: 0,01 A / J 220V: 0,005 A / J	12V: 0,08 A / J 9V: 0,1 A / J
Passive elementer i kretsløp	impedanser: -Resistive -Capacitive induserende	-Motstand
Fordel	Få tap ved transport.	Det er trygt fordi det er lavspenning. Oppbevares i batterier og batterier.
ulemper	Ikke veldig trygt på grunn av den høye driftsspenningen.	Det kan ikke transporteres lange avstander fordi det har mange tap
applikasjoner	Innenlandsk og industriell: vaskemaskiner, kjøleskap, produksjonsanlegg.	Bærbart elektronisk utstyr: smarttelefoner, bærbare datamaskiner, radioer, lommelykter, klokker.

Vekselstrøm

Det er ikke mulig å snakke om vekselstrøm uten å nevne Nikola Tesla (1846-1943), ingeniøren av serbokroatisk opprinnelse som oppfant og promoterte den. Han var den som genererte flest patenter for dens applikasjoner, transport og bruksområder.

Alle disse patentene ble tildelt det amerikanske selskapet Westinghouse Electric Co av skaperen for å få den nødvendige finansieringen for sine eksperimenter og prosjekter.

De første testene i vekselstrøm ble gjort av en av hovedpionerene innen elektrisitet: Michael Faraday (1791-1867), som oppdaget elektromagnetisk induksjon og bygde den første vekselstrømgeneratoren.

Overføring av vekselstrøm er mye mer effektiv. Kilde: Pixabay.

En av de første praktiske bruksområdene i 1855 var elektroterapi med vekselstrøm for å aktivere muskelsammentrekning. For denne typen behandling var vekselstrøm mye bedre enn likestrøm.

Senere i 1876 oppfant den russiske ingeniøren Pavel Yáblochkov et lyssystem basert på elektriske lysbuer og vekselstrømgeneratorer. I 1883 hadde det østerriksk-ungarske selskapet Ganz Works allerede installert rundt femti vekslende strømbelysningssystemer.

Teslas oppfinnelser

Blant hovedbidragene fra Nicola Tesla for utvikling og bruk av vekselstrøm er oppfinnelsen av den elektriske motoren som fungerer med vekselstrøm, uten å måtte konverteres til likestrøm.

Nikola Tesla oppfant også trefasestrømmen, for å få mest mulig ut av energien i produksjonen og infrastrukturen i transport av elektrisitet. I dag brukes dette systemet fortsatt.

transformator

Det andre store bidraget i utviklingen av vekselstrøm var oppfinnelsen av transformatoren. Denne enheten gjør det mulig å heve spenningen for langtransport og senke spenningen for tryggere bruk i hjem og industri.

Definitivt, denne oppfinnelse gjorde vekselstrøm til et bedre alternativ som en elektrisk kraftfordelingsmetode enn likestrømmetoden.

Forløperen til den moderne transformatoren var en jernkjerneenhet kalt en "sekundærgenerator", utstilt i London i 1882 og senere i Torino, hvor den ble brukt til elektrisk belysning.

Den første lukkede jernkjernetransformatoren, slik vi kjenner den i dag, ble presentert av to ungarske ingeniører fra Ganz-selskapet i Budapest. Patentene ble kjøpt av Westinghouse Electric Co.

Transformator grunnleggende kjennetegn

Den grunnleggende trekk av transformatoren er at kvotienten mellom utgangsspenningen på sekundær V _S og inngangsspenningen i den primære V _P er lik kvotienten mellom antallet vindinger i sekundærviklingen V ₂ dividert med antall vindinger i primær vikling nr. ₁ :

V _S / V _P = N ₂ / N ₁

Ved ganske enkelt å velge riktig svingforhold mellom transformatorens primære og sekundære, kan riktig utgangsspenning oppnås nøyaktig og uten betydelig tap av effekt.

Transformator skjematisk. Kilde: Wikimedia Commons. KundaliniZero

Det første kommersielle elektriske distribusjonssystemet som brukte transformatorer ble innviet i staten Massachusetts, USA, i 1886.

Men Europa holdt tritt med den elektriske utviklingen, da det samme år ble installert en overføringsledning basert på den nylig oppfunnet transformatoren i Cerchi, Italia, som overførte vekselstrøm over en avstand på 30 km med en effektiv spenning på 2000 volt. .

Transformatoren var ikke bare en revolusjon innen elektrisk kraftoverføring. Også innen bilindustrien, da det ble brukt av Ford Motor Company i tenningsspiralsystemet til Ford Model T tennplugger.

Likestrøm

Likestrøm ble produsert i 1800 gjennom oppfinnelsen av den voltaiske haugen, så kalt fordi dens oppfinner var den italienske fysikeren Alessandro Volta, som bodde mellom 1745 og 1827.

Selv om opprinnelsen til strømmen ikke ble godt forstått, identifiserte den franske fysikeren André Marie Ampere (1775-1836) to polariteter i voltaiske celler og antok at den elektriske strømmen strømmet fra den positive til den negative polen.

I dag brukes denne konvensjonen fremdeles, selv om det er kjent at bærerne av elektrisk ladning er elektronene som går motsatt, fra den negative terminalen til den positive terminalen.

Figur 4. Likestrøm lagres enkelt og bekvemt i batterier. (Pixabay)

Den franske oppfinneren Hippolyte Pixii (1808–1835) bygde en generator bestående av en sløyfe eller trådsløyfe som roterte rundt en magnet, og bemerket at hver halve sving var strømmen reversert.

Etter forslag fra Ampere la oppfinneren en kommutator, og dermed ble den første dynamo eller likestrømsgenerator opprettet.

Når det gjelder elektriske belysningssystemer, ble det brukt elektriske lysbuer mellom 1870 og 1880 som krevde høyspenning, enten likestrøm eller likestrøm.

Som kjent er høyspenning veldig utrygg å brukes i hjem. På denne måten gjorde den amerikanske oppfinneren Thomas Alva Edison (1847-1931) bruken av elektrisitet til belysningsformål sikrere og mer kommersiell. Edison perfeksjonerte glødepæren i 1880 og gjorde den lønnsom.

Krigen om strømningene: AC vs DC

Akkurat som Nikola Tesla var promotor for vekselstrøm, var Thomas Alva Edison promotor for likestrøm fordi han anså det som tryggere.

Selv for å hindre bruk av vekselstrøm til kommersielle formål, oppfant Edison vekselstrømens elektriske stol, slik at publikum skulle forstå dens fare for menneskeliv.

Opprinnelig jobbet Nikola Tesla i elselskapet Edison Electric og ga ulike bidrag for å forbedre likestrømsgeneratorer.

Figur 5. Fra høyre mot venstre Henry Ford, Thomas Edison, USAs president Warren G. Harding, og Harvey S. Firestone, 1921, via Wikimedia Commons.

Men siden Tesla var overbevist om fordelene ved vekselstrøm fra synspunkt av transport og distribusjon, tok det ikke lang tid før forskjellene med Edison fikk disse to sterke personlighetene i konflikt. Dermed begynte strømmenes krig: AC vs. DC.

Fordelene med vekselstrømoverføring og de første mellomliggende vekselstrømdistribusjonssystemene i 1891 gjorde at Edison, som hardnakket fortsatte å gå inn for likestrøm, mistet presidentskapet og ledelsen for selskapet som han hadde stiftet, som gikk å bli kalt General Electric-selskapet.

Heller ikke Nikola Tesla vant denne krigen, fordi George Westinghouse og aksjonærene i selskapet hans etter hvert ble millionærer. Tesla, som ble besatt av ideen om å overføre elektrisk kraft over lange avstander uten ledninger, ble dårlig og glemt.

Høyspent likestrøm

Ideen om å bruke likestrøm til distribusjon av elektrisk kraft på lang avstand har ikke blitt kastet helt, siden slike systemer ble utviklet på 1950-tallet.

I dag bruker den lengste ubåtkabelen i verden for transport av elektrisk energi, NorNed-kabelen, som forbinder Norge med Nederland, likestrøm på 450 tusen volt.

Figur 6. Rute av NorNed-undersjøisk kabel mellom Nederland og Norge, som fører likestrøm gjennom Nordsjøen. Kilde: Wikimedia Commons.Michiel1972

Bruken av vekselstrøm for ubåtkabler er ikke egnet, da sjøvann er en utmerket leder av elektrisitet og en vekselstrøm ubåtkabel induserer virvelstrømmer i saltvann. Dette vil føre til store tap av den elektriske energien som vil overføres.

Høyspent likestrøm brukes også i dag til å drive elektriske tog ved hjelp av skinner.

referanser

1. Agarwal, T. (2015). ProCus. Hentet fra Hva er forskjellen mellom AC og DC strømmer: elprocus.com
2. (2017). Diffen. Mottatt fra AC vs. DC (vekselstrøm kontra likestrøm): diffen.com
3. Earley, E. (2017). Skoleteknikk. Hentet fra Hva er forskjellen mellom vekselstrøm og likestrøm?: Engineering.mit.edu
4. Khatri, I. (19. januar 2015). Quora. Hentet fra Hva er forskjellen mellom AC og DC strømmer: quora.com
5. (2017). SparkFun Electronics. Mottatt fra vekselstrøm (AC) vs. Likestrøm (DC): learning.sparkfun.com.
6. Wikipedia. Vekselstrøm. Gjenopprettet fra: es.wikipedia.com
7. Wikipedia. DC. Gjenopprettet fra: es. wikipedia.com
8. Wikipedia. NorNed-kabel. Gjenopprettet fra: es. wikipedia.com