PBS: Tesla-Master of Lightning: forståelse af elektricitet – AC og DC

ned gennem århundrederne, hvor elektricitet forblev et naturligt mysterium, og senere en moderigtig nyhed, dukkede den kun op i den form, vi ville kalde i dag jævnstrøm (DC), Det vil sige med elektroner, der kun bevæger sig i en retning. De første besværlige batterier (kaldet voltaiske bunker) og mekaniske nysgerrigheder, der opbyggede statisk ladning (som Leyden-krukker) giver elektroner, der strømmer i en retning. Selv de berømte eksperimenter af Benjamin Franklin udnyttede en jævnstrømsforsyning-lyn.

der er bestemt ikke noget ringere ved en likestrøm, medmindre du prøver at løse praktiske tekniske problemer med at generere strøm og distribuere den over store afstande. Et par visionære, Tesla først og fremmest blandt dem, forstod både, at den nye videnskab om elektricitet bogstaveligt talt skal transformeres, og at midlerne allerede eksisterede i teorien—såvel som i nogle hvæsende enheder, der normalt findes i fysiklaboratorier i den æra. Løsningen lå i vekselstrømme (AC).

Hvad Er Vekselstrøm?
en vekselstrømskilde producerer strømme, der strømmer i den ene retning og derefter den anden, kontinuerligt cykler gennem spidsværdier i begge retninger, dvs.først positive, derefter negative osv. Fordelene-som viser sig at være intet mindre end revolutionerende—er ikke umiddelbart indlysende; de stammer hovedsageligt fra den magnetiske egenskab af strømme, induktion.

direkte strømme forårsager ikke meget induktiv handling. Når en kontakt kastes, og strømmen først strømmer i et DC-kredsløb, opbygges et magnetfelt. Feltet kan fremkalde en strøm til at strømme i enhver nærliggende ledning, men kun kort, bare i løbet af de få øjeblikke, det tager for strømmen at komme i bevægelse. Faktisk blev Michael Faraday ført til sine opdagelser inden for induktion ved først at bemærke de øjeblikkelige strømme induceret af en DC-kilde, han havde tændt. Når feltet er opbygget, stopper induktionen; feltets kraftlinjer er stationære og bærer ikke længere en ændring af energi gennem rummet og skærer over nærliggende ledninger.

med en vekselstrøm er den magnetiske tilstand aldrig en afgjort. Hver gang den aktuelle retning vender tilbage, skal Polens orientering af dets tilknyttede magnetfelt også. Hele marken kollapser og genopbygges i magnetisk modsat retning. Hvis strømmen skifter kontinuerligt, er feltet aldrig statisk. Vekslende strømme kopierer på en måde deres ændringer af energi til nærliggende kredsløb og gør energi tilgængelig der. Selvom alle meget klog, det kan synes dette er ikke en præmie vindende trick; hvorfor ikke bare forbinde de to kredsløb med et stykke ledning? Hvorfor komplicere sager med induktion?

transformerende AC

det er ikke kun et spørgsmål om at få strøm til et nærliggende kredsløb; induktion kan foretages for at ændre den form, i hvilken strøm leveres, den kan transformeres i elektrisk forstand. Manipulering af den måde, hvorpå felter koncentreres-normalt ved at fremstille lederens spoler—vil ændre egenskaberne for strømme og spændinger, som en kilde (den primære) inducerer i et andet, nærliggende sæt spoler (den sekundære). For eksempel kan strøm, der er til stede i den primære som en stor strøm ved en lav spænding, omdannes til lav strøm ved højspænding i den sekundære.

AC fordele

generelt foretrækker ingeniører meget at sende strøm over lange linjer ved en meget høj spænding med relativt lavere strøm, men levere den til de fleste brugere med en sikrere, lavere spænding. Transformatorer gør det muligt. Modstand i vekselstrømskredsløb fungerer også forskelligt, så med godt design er tab i kraftledninger dramatisk lavere end i JÆVNSTRØMSLEDNINGER. (De første DC – kraftværker kunne kun betjene et område inden for et par kilometer radius.)

de samme grundlæggende AC-ideer, en magnetisk overførsel og transformation af strøm, kan også fremstille meget effektive, pålidelige motorer. En åbenbar fordel, selvom der er mange, er den roterende del, rotoren, behøver ikke at være fysisk forbundet til nogen elektriske kontakter; stadigt skiftende felter i statoren (Stationær del) formidler strømmen. AC-enheder er heller ikke begrænset til en enkelt vekselstrømskilde; flere kan leveres samtidigt i et polyfasearrangement.

Skriv et svar

Din e-mailadresse vil ikke blive publiceret.