جریان مستقیم در مقابل جریان متناوب
جریان مستقیم (DC) که جریان مستقیم نیز نامیده می شود، اینورتر هایتک همراه با جریان متناوب (AC) که جریان متناوب نیز نامیده می شود، مهمترین ولتاژ برای توزیع انرژی است. با جریان مستقیم یا DC، الکترون‌های یک رسانای الکتریکی همیشه در یک جهت از قطب مثبت به قطب منفی حرکت می‌کنند (در واقع برعکس). قانون اهم به طور مستقیم برای جریان مستقیم قابل اجرا است. توان به راحتی با فرمول جریان بار ولتاژ تعیین می شود. سطح ولتاژ DC به طور کلی ثابت است، اما لازم نیست که ثابت باشد. یک ولتاژ متناوب اصلاح شده نیز تحت DC قرار می گیرد، اما در عمل با خازن ها و تثبیت کننده ها صاف می شود.
تفاوت با AC
با جریان متناوب، جهت الکترون ها در یک هادی به طور مداوم تغییر می کند. یک کنتاکت اتصال (در مورد AC مجاز نیستیم از قطب صحبت کنیم) بنابراین همیشه به طور متناوب مثبت و سپس دوباره منفی است. در اروپا این فرکانس 50 هرتز و در ایالات متحده 60 هرتز است. میدان مغناطیسی اطراف هادی نیز به طور مداوم تغییر می کند که انجام کارهای سرگرم کننده با ترانسفورماتور را ممکن می کند.
چه بهتر است؟
پس از کشف الکتریسیته، رقابتی بین مخترعان ادیسون (DC) و تسلا (AC) درگرفت. هر دو شبکه های انرژی را در شهرهای آمریکا ساختند. اما به زودی ادیسون با محدودیت هایی مواجه شد. انتقال DC در مسافت های طولانی بدون تلفات زیاد غیرممکن بود. در تسلا، کار کرد. او امکان افزایش ولتاژ AC در ترانسفورماتور را کشف کرد. و در ولتاژ بالاتر اتلاف انرژی بسیار کمتری در فواصل طولانی وجود دارد. در انتهای خط فشار قوی، ولتاژ را می توان دوباره با یک ترانسفورماتور کاهش داد.
امروزه افزایش یا کاهش ولتاژ DC با مبدل های DC، اغلب با راندمان بالاتر از ترانسفورماتورها، امکان پذیر است. اما الکترونیک قدرت در عصر ادیسون (اواخر قرن نوزدهم) وجود نداشت. و بنابراین AC برای مدت طولانی به روش رایج در توزیع برق و همچنین در سطح کاربر تبدیل شد. در سال 1907، آخرین شبکه DC در نیویورک بسته شد. بنابراین AC انتخاب بهتری بود.
آیا این هنوز هم درست است؟
نه، زیرا AC کامل نیست. در فواصل دور، امپدانس، اندوکتانس و ظرفیت بین خطوط و اثر پوستی کابل ها نقش نامطلوبی دارند. آنها باعث تلفات اضافی می شوند. در واقع، یک شبکه ولتاژ بالا با DC بسیار مطلوب تر است. امروزه ولتاژ DC را می توان با الکترونیک قدرت بسیار افزایش داد. کابل های دریایی بین کشورهای اروپای غربی همگی جریان مستقیم (100-150 کیلو ولت) را انتقال می دهند. وسایل الکترونیکی در تلویزیون ها، رادیوها همیشه با جریان مستقیم کار می کنند و باید در دستگاه با آداپتور از AC به DC تبدیل شوند. علاوه بر این، موتورهای DC بسیار کارآمدتر از موتورهای AC هستند. طرفداران شبکه های توزیع DC معتقدند که به همین دلیل یک شبکه AC اضافی شده است.
ایمنی
ولتاژ AC خطرناک تر از ولتاژ DC است. این به دلیل شکل سینوسی است. با ولتاژ خانه ها از 230 ولت صحبت می کنیم. اما در واقع این ولتاژ موثر است. موج سینوسی به حداکثر 325 ولت (Umax) می رسد. ولتاژ DC ثابت است و هیچ مقدار پیک یا rms ندارد. به همین دلیل است که ولتاژ متناوب 50 ولت ایمن در نظر گرفته می شود، در حالی که محدودیت ولتاژ مستقیم 120 ولت است. این در شرایط خشک صدق می کند. با پوست مرطوب، ولتاژ مطمئن نصف کمتر است، بنابراین به ترتیب 25 و 60 ولت است.