من الصعب تخيل العالم من حولنا بدون كهرباء تغلغلت في جميع مجالات الحياة العصرية. يستخدم هذا النوع من الطاقة للإضاءة ، ودوران المحركات الكهربائية ، ويتم تشغيل الأجهزة الإلكترونية المختلفة منه ، إلخ. بحد ذاتها تشكل المعدات الكهربائية نظامًا تقنيًا معقدًا ، والذي يجب أن يضمن بالضرورة توليد التيار الكهربائي كطاقة في محطات توليد الطاقة ، توصيلها مباشرة إلى نقطة اتصال المستهلك والتحول اللاحق إلى الشكل المطلوب عمل.
DC و AC
لتوليد تيار كهربائي ، يلزم وجود مصدر خارجي للطاقة ، يمكن أداء وظائفه من خلال:
- الحرارة الناتجة عن احتراق الفحم والنفط والغاز ؛
- تدفق المياه من الخزان أو الناتج عن المد والجزر ؛
- ريح؛
- اشعاع شمسي؛
- العمليات الكيميائية في البطارية.
علاوة على ذلك ، بطريقة أو بأخرى ، يتم تحويل هذه الطاقة إلى تيار ، يتم نقله عبر الأسلاك إلى نقطة اتصال جهاز الاستقبال ويتم استخدامه هناك لأداء عمل مفيد.
يمكن أن يكون التيار نفسه إما ثابتًا أو متناوبًا. عادة ما يكون التيار المتردد جيبيًا بطبيعته ، نظرًا لطبيعة إنتاجه نتيجة للحركة الدورانية لعمود المولد ، الشكل 1.
مزايا وعيوب شبكات DC و AC
اختلفت شبكات التيار المستمر في المراحل الأولى من تطوير الهندسة الكهربائية بشكل إيجابي في بساطة إنشاء محركات كهربائية تعمل منها. ضاعت هذه الميزة فور اختراع المحرك الكهربائي متعدد الأطوار في عام 1882.
من حيث الإضاءة الكهربائية على المصابيح المتوهجة ، فإن جهد التيار المتردد والتيار المستمر متكافئ.
من وجهة نظر انتقال الكهرباء من مكان توليدها إلى استهلاك شبكة التيار المتردد تبين أنها خارج المنافسة مباشرة بعد اختراع وتطوير تصميم القوة محول.
هذا الأخير كان مرتبطا بخسائر الكهرباء. يحتاج المستهلك ، لأسباب تتعلق بالسلامة ، إلى جهد كهربائي منخفض نسبيًا ، بينما يتم تقليل الخسائر أثناء النقل عند التبديل إلى الجهد العالي. لا يزال تغيير الجهد في شبكات التيار المستمر ذات التيار العالي لم يتم حله بوسائل بسيطة ، أثناء وجوده شبكات التيار المتردد لهذا يكفي تركيب محولين للطاقة المقابلة في نهايات الخط ، الصورة 2.
تاريخ تطور شبكات AC و DC
لأول مرة استخدام تجاري جماعي في أواخر السبعينيات. استقبل القرن التاسع عشر شبكات DC ثلاثية الأسلاك (+/- 110 فولت و 0 فولت) ، والتي تم إنشاؤها على معدات شركة Edison Electric Edison Electric Light (حاليًا جزء من شركة General كهربائي "). تم معهم تغذية العينات الأولى من المصابيح المتوهجة ، الشكل 3.
تم إتقان الإنتاج الصناعي للمعدات الكهربائية المناسبة للاستخدام الشامل للتيار المتردد ، الذي أنشأه نيكولا تيسلا ، بواسطة Westinghouse بعد عشر سنوات. على الرغم من هذا الفارق الزمني الكبير ، نظرًا للمعايير التشغيلية الأفضل بشكل ملحوظ لشبكة الطاقة ، فقد أطاحت بسرعة بمنافسها بناءً عليها. بالفعل في نهاية العشرينات. القرن العشرين في الولايات المتحدة ، لم تعد شبكات DC مستخدمة في المرافق المنشأة حديثًا. ومع ذلك ، تم إيقاف تشغيل آخر واحد فقط في عام 2007.