دو نوع اصلی جریان الکتریکی وجود دارد که از خانه شما عبور می کند: متناوب و مستقیم. اکثریت قریب به اتفاق دستگاه های اطراف شما با جریان متناوب تغذیه می شوند.
با اجازه دادن به الکترون‌ها در سیم‌های خانه‌تان، می‌توانید به سرعت نیازهای الکتریکی در حال تغییر را برآورده کنید. با این حال، روزی روزگاری، جریان مستقیم استاندارد بود، و تا پایان یک دعوای ده ساله بین نیکولا تسلا و توماس ادیسون بود که جهان روی AC قرار گرفت.
جریان مستقیم چگونه کار می کند؟
جریان مستقیم نسبتاً ساده است. برق DC به شدت در یک جهت جریان دارد. این بدان معناست که الکترون ها از ژنراتور برق به داخل فشار داده می شوند و از طریق سیم به جلو ادامه می دهند تا زمانی که به دستگاه شما برسد، کار خود را انجام دهد، سپس از طریق پریز ادامه می دهد تا مدار آن را کامل کند.
برق DC معمولاً با چرخاندن سیم پیچ سیم در یک آهنربا تولید می شود. در اینجا به دلیل جرقه و گرما ناشی از اصطکاک برخی قطعات متحرک، کارایی از دست می رود. جریان برق DC تولید شده به سرعت چرخش آن موتور وابسته است و ثابت نگه داشته می شود. وسایل برقی باید با جریان یکسانی کار کنند تا از بارگذاری بیش از حد یا کمبود نیرو جلوگیری کنند. هنگامی که برق DC بخشی از شبکه بود، این امر منجر به چندین تامین کننده برق با هم تداخلی شد که هر کدام ولتاژهای خاصی را تولید می کردند که فقط با وسایل دارای رتبه مناسب سازگار است. بهم ریخته بود
جریان متناوب چگونه کار می کند؟
جریان متناوب دارای الکترون هایی است که از طریق یک سیم به جلو و عقب حرکت می کنند. این به دلیل تغییر در نحوه تولید برق است. برق AC معمولاً با چرخاندن آهنربا در داخل یک سیم پیچ تولید می شود. همانطور که آهنربا می چرخد، قطب های آن به طور متناوب الکترون ها را در سیم پیچ اطراف فشار می دهند و می کشند.
در حالی که جریان مستقیم هنگام اندازه‌گیری جریان در طول زمان مانند یک خط مستقیم به نظر می‌رسد، جریان متناوب بیشتر شبیه یک موج سینوسی است: صعود، رسیدن به اوج، سپس افت و در نهایت عقب‌نشینی. مزیت در اینجا این است که فواصل بین قله ها و دره ها را می توان کوتاه یا طولانی کرد تا جریان نهایی تغییر کند و نیازها برآورده شود. این امر باعث می‌شود که انتقال نیرو نسبت به DC انعطاف‌پذیرتر باشد، زیرا دستگاه‌هایی با ولتاژهای متفاوت همگی می‌توانند سود ببرند. با این حال، هر زمان که برق AC نیاز به تبدیل به DC در خانه داشت، برق قطع می شد.
جریان مستقیم کجا بیشتر مفید است؟
اگر AC خیلی عالی است، چرا اصلاً با DC خود را به زحمت بیندازید؟ حتی با وجود اینکه اکثر دستگاه‌های خانگی ما به اندازه کافی برق نامنظم برای مفید بودن AC دارند، برنامه‌های کمی وجود دارند که جریان مستقیم کارآمدتر هستند. بزرگتر شارژ باتری است. باتری ها معمولا یک ولتاژ بالا دارند که در آن شارژ و دشارژ می شوند. (بله، برخی از باتری‌های جذاب‌تر، میکروکنترلرهایی برای تغییر دادن آن‌ها دارند که معمولاً با قلم‌های بخار استفاده می‌شود.) وقتی باتری‌های استاندارد AA یا AAA را شارژ می‌کنید، شارژر در حال تبدیل ولتاژ AC از دیوار شما به DC است.
همانطور که گفته شد، بازدهی در این تبدیل‌ها کاهش می‌یابد، اما اگر بتوانید از منبع جریان مستقیم برق دریافت کنید، می‌توانید از راندمان الکتریکی افزایش یافته لذت ببرید. پنل های خورشیدی نمونه خوبی هستند. انرژی خورشیدی DC تولید می کند، و بازدهی در تبدیل آن به AC برای استفاده فوری کاهش می یابد. با این حال، پمپاژ انرژی خورشیدی DC به یک باتری، میزان الکتریسیته قابل جذب را به حداکثر می‌رساند. یک کنترل کننده شارژ خورشیدی در بین این دو، کارآمدترین انتقال را با توجه به خروجی متغیر خورشیدی تضمین می کند.
متأسفانه، برای اینکه بتوان با اکثر وسایل خانه به خوبی بازی کرد، آن انرژی باتری همچنان باید در نقطه ای به AC تبدیل شود. برخی از وسایل برقی که دارای یک مصرف انرژی ثابت و منحصر به فرد هستند می توانند به طور قابل اعتماد مستقیماً از برق DC استفاده کنند. فریزرها و یخچال های جریان مستقیم در خانه های خارج از شبکه محبوب هستند زیرا می توانند از کاهش کارایی در تبدیل به AC جلوگیری کنند. برخی از افراد مبتکر حتی توانسته اند خانه ای با برق DC طراحی کنند . فراتر از کاربردهای مصرف کننده، خطوط جریان مستقیم ولتاژ بالا را نیز مشاهده خواهید کرد که به ترانسفورماتورها تغذیه می کنند و قبل از رفتن به مناطق مسکونی به AC تبدیل می شوند.
در پایان، جریان مستقیم شما را با راندمان بالاتر نسبت به جریان متناوب به منبع برق نزدیک‌تر می‌کند، اما از آنجایی که نیازهای الکتریکی ما تمایل به تغییر دارند، AC انعطاف‌پذیری لازم را برای تعویض سریع دنده‌ها به ما می‌دهد.
