PBS: Tesla-A Villám mestere: az elektromosság megértése – AC és DC

az évszázadok során, amikor az elektromosság természetes rejtély maradt, később divatos újdonság, csak abban a formában jelent meg, amelyet ma neveznénk egyenáram (DC), vagyis az elektronok csak egy irányba mozognak. Az első, nehézkes akkumulátorok (úgynevezett voltaic cölöpök) és a statikus töltést felépítő mechanikai érdekességek (mint például a Leyden-üvegek) egy irányba áramló elektronokat biztosítanak. Még Benjamin Franklin híres kísérletei is egyenáramú áramot használtak-villám.

az egyenáramban nincs semmi rosszabb, kivéve, ha gyakorlati mérnöki problémákat próbál megoldani, amelyek az energia előállításával és nagy távolságokra történő elosztásával kapcsolatosak. Néhány látnok, köztük Tesla, megértette mind azt, hogy az elektromosság új tudományát szó szerint át kell alakítani, mind azt, hogy az eszközök elméletben már léteztek—csakúgy, mint néhány ziháló eszközben, amelyeket általában az adott korszak fizikai laboratóriumaiban találtak. Az oldat váltakozó áramban (AC) feküdt.

Mi A Váltakozó Áram?
egy váltakozó áramú forrás olyan áramokat hoz létre, amelyek az egyik, majd a másik irányba áramlanak, folyamatosan kerékpározva a csúcsértékeken mindkét irányban, azaz először pozitív, majd negatív stb. Az előnyök—amelyek forradalminak bizonyulnak-nem azonnal nyilvánvalóak; főleg az áramok mágneses tulajdonságából, az indukcióból származnak.

az Egyenáramok nem okoznak sok induktív hatást. Amikor egy kapcsolót dobnak, és az áram először egy DC áramkörben áramlik, mágneses mező keletkezik. A mező áramot indukálhat bármely közeli vezetékben, de csak röviden, csak azon néhány pillanat alatt, amely az áram mozgásához szükséges. Valójában Michael Faraday az indukció felfedezéseihez vezetett, amikor először észrevette az általa bekapcsolt DC-forrás által kiváltott pillanatnyi áramokat. Miután a mező felépült, az indukció leáll; a mező erővonalai mozdulatlanok, és már nem hordoznak energiaváltozást a térben és átvágnak a közeli vezetékeken.

váltakozó árammal a mágneses állapot soha nem állandó. Minden alkalommal, amikor az áram iránya megfordul, a hozzá tartozó mágneses mező pólusorientációjának is meg kell felelnie. Az egész mező összeomlik és újraépül a mágnesesen ellentétes irányban. Ha az áram folyamatosan váltakozik, a mező soha nem statikus. A váltakozó áramok bizonyos értelemben átmásolják energiaváltozásaikat a közeli áramkörökbe, ott elérhetővé téve az energiát. Bár minden nagyon okos, úgy tűnhet, hogy ez nem díjnyertes trükk; miért nem csatlakoztatja a két áramkört egy darab huzallal? Miért bonyolítja a dolgokat az indukcióval?

transzformáló AC

nem csak a közeli áramkör áramellátásának kérdése; az indukció megváltoztatható az áramellátás formájának megváltoztatására, elektromos értelemben átalakítható. A mezők koncentrációjának manipulálása-általában a vezető tekercseinek elkészítésével-megváltoztatja az áramok és feszültségek tulajdonságait, amelyeket egy forrás (az elsődleges) indukál egy másik, közeli tekercskészletben (a másodlagos). Például az elsődlegesben alacsony feszültségű nagy áramként jelen lévő teljesítmény átalakítható alacsony árammá a szekunder nagyfeszültségén.

AC előnyök

általában a mérnökök sokkal szívesebben küldenék az energiát hosszú vonalakon, nagyon magas feszültséggel, viszonylag alacsonyabb árammal, de a legtöbb felhasználó számára biztonságosabb, alacsonyabb feszültséggel szállítják. A transzformátorok ezt lehetővé teszik. A váltakozó áramú áramkörök ellenállása is másképp működik, így jó kialakítás esetén az elektromos vezetékek veszteségei drámaian alacsonyabbak, mint az egyenáramú vezetékeknél. (Az első egyenáramú erőművek csak néhány mérföldes körzetben tudtak kiszolgálni egy területet.)

ugyanazok az alapvető váltakozó áramú ötletek, a mágneses átvitel és a teljesítmény átalakítása, szintén rendkívül hatékony, megbízható motorokat hozhatnak létre. Az egyik nyilvánvaló előny, bár sok van, a forgó rész, a rotor, nem kell fizikailag csatlakoztatni semmilyen elektromos érintkezőhöz; az állórész (álló rész) folyamatosan változó mezői közvetítik az energiát. A váltakozó áramú eszközök nem korlátozódnak egyetlen váltakozó áramú forrásra sem; több többfázisú elrendezésben egyidejűleg is szállítható.

Vélemény, hozzászólás?

Az e-mail-címet nem tesszük közzé.