Im Laufe der Jahrhunderte, in denen Elektrizität ein natürliches Mysterium und später eine modische Neuheit blieb, tauchte sie nur in der Form auf, die wir heute als Gleichstrom (DC) bezeichnen würden, dh mit Elektronen, die sich nur in eine Richtung bewegen. Die ersten, sperrigen Batterien (genannt voltaic Stapel) und mechanische Kuriositäten, die statische Ladung aufgebaut (wie Leyden Gläser) bieten Elektronen, die in eine Richtung strömen. Sogar die berühmten Experimente von Benjamin Franklin verwendeten eine Gleichstromversorgung – Blitz.
Ein Gleichstrom ist sicherlich nichts Minderwertiges, es sei denn, Sie versuchen, praktische technische Probleme zu lösen, die sich mit der Erzeugung und Verteilung von Strom über große Entfernungen befassen. Einige Visionäre, darunter Tesla, verstanden sowohl, dass die neue Wissenschaft der Elektrizität buchstäblich transformiert werden muss, als auch, dass die Mittel bereits in der Theorie existierten sowie in einigen Wheezy-Geräten, die normalerweise in Physiklabors dieser Zeit zu finden sind. Die Lösung lag in Wechselstromen (AC).
Was ist Wechselstrom?
Eine Wechselstromquelle erzeugt Ströme, die in die eine und dann in die andere Richtung fließen und kontinuierlich Spitzenwerte in beide Richtungen durchlaufen, d. H. Zuerst positiv, dann negativ und so weiter. Die Vorteile, die sich als geradezu revolutionär herausstellen, sind nicht sofort offensichtlich; Sie ergeben sich hauptsächlich aus dieser magnetischen Eigenschaft der Ströme, der Induktion.
Gleichströme verursachen nicht viel induktive Wirkung. Wenn ein Schalter geworfen wird und zuerst Strom in einem Gleichstromkreis fließt, baut sich ein Magnetfeld auf. Das Feld kann einen Strom in jedem nahe gelegenen Draht fließen lassen, aber nur kurz, nur während der wenigen Momente, die der Strom benötigt, um sich zu bewegen. Tatsächlich wurde Michael Faraday zu seinen Entdeckungen in der Induktion geführt, indem er zuerst die momentanen Ströme bemerkte, die von einer Gleichstromquelle induziert wurden, die er eingeschaltet hatte. Sobald das Feld aufgebaut ist, stoppt die Induktion; Die Kraftlinien des Feldes sind stationär und tragen keine Energieänderung mehr durch den Raum und schneiden über nahe gelegene Drähte.
Bei einem Wechselstrom ist der magnetische Zustand niemals geregelt. Jedes Mal, wenn sich die Stromrichtung umkehrt, muss sich auch die Polausrichtung des zugehörigen Magnetfelds ändern. Das gesamte Feld kollabiert und baut sich in magnetisch entgegengesetzter Richtung wieder auf. Wenn der Strom kontinuierlich wechselt, ist das Feld niemals statisch. Wechselströme kopieren in gewissem Sinne ihre Energieänderungen in nahe gelegene Stromkreise und stellen dort Energie zur Verfügung. Obwohl alles sehr clever ist, scheint es, dass dies kein preisgekrönter Trick ist; Warum nicht einfach die beiden Stromkreise mit einem Stück Draht verbinden? Warum die Dinge mit Induktion komplizieren?
Wechselstrom umwandeln
Es geht nicht nur darum, einen nahe gelegenen Stromkreis mit Strom zu versorgen. Die Manipulation der Art und Weise, wie Felder konzentriert werden normalerweise durch die Herstellung von Spulen des Leiters – ändert die Eigenschaften von Strömen und Spannungen, die eine Quelle (die primäre) in einem anderen, nahe gelegenen Satz von Spulen (der sekundären) induziert. Beispielsweise kann Leistung, die in der Primärquelle als großer Strom bei einer niedrigen Spannung vorhanden ist, in der Sekundärquelle in einen niedrigen Strom bei hoher Spannung umgewandelt werden.
AC Vorteile
Im allgemeinen, ingenieure würde viel lieber zu senden power über lange linien zu einem sehr hohe spannung, mit vergleichsweise niedrigeren strom, aber liefern es zu die meisten benutzer zu einem sicherer, niedrigeren spannung. Transformatoren machen es möglich. Der Widerstand in Wechselstromkreisen funktioniert auch anders, so dass bei gutem Design die Verluste in Stromleitungen dramatisch geringer sind als in Gleichstromleitungen. (Die ersten Gleichstromkraftwerke konnten nur ein Gebiet in einem Umkreis von wenigen Meilen bedienen.)
Die gleiche grundlegende AC ideen, eine magnetische transfer und transformation von power, können auch machen hoch effiziente, zuverlässige motoren. Ein offensichtlicher Vorteil, obwohl es viele gibt, ist der spinnende Teil, der Rotor, muss nicht physisch mit irgendwelchen elektrischen Kontakten verbunden werden; ständig wechselnde Felder im Stator (stationärer Teil) übertragen die Kraft. Wechselstromgeräte sind auch nicht auf eine einzige Wechselstromquelle beschränkt; Mehrere können gleichzeitig in einer mehrphasigen Anordnung versorgt werden.
