ALTERNATIF VE DOĞRU AKIM ARASINDAKI FARKLAR? - BILIM - 2024

Dalgalı hem de direkt akım arasındaki fark, elektronlar taşımak teller hareket şekilde, temelde. Alternatif akımda, osilasyonlu bir harekettir, doğru akımda ise elektronlar sadece tek bir yönde akarlar: negatiften pozitif kutba.

Ancak, üretimden kullanım verimliliğine, güvenliğe ve nakliyeye kadar değişen daha fazla fark var. Her birinin avantajları ve dezavantajları vardır, bu nedenle birinin veya diğerinin kullanılması uygulamaya bağlıdır.

	Alternatif akım	Doğru akım
Akımın yönü	Çift Yönlü (Salınımlı)	Tek Yönlü (Düzgün)
Kaynak	Alternatör	Piller, piller, dinamolar
Elektromotor kuvvet kaynakları (emf)	Manyetik alan varlığında salınan veya dönen iletkenler veya iletkenler.	Hücreler ve piller içindeki elektrokimyasal reaksiyonlar. Diyotlu anahtarlamalı veya doğrultulmuş AC jeneratörleri
Çalışma frekansı	Evsel ve endüstriyel satış noktalarında 50Hz veya 60HZ	0 Hz
Çalışma gerilimi	110 V veya 220 V	1.5V; 9V; 12V veya 24V
Uzun mesafe iletim voltajı	380.000 Volta kadar	Çok fazla kayıpları olduğu için uzun mesafelere taşınamaz
1 Hp motorda dolaşan amper	Tek fazlı 110V 60Hz: 16 amper	12 volt DC'de: 100 amper
Joule tüketim başına maksimum akım	110V: 0,01 A / J 220V: 0,005 A / J	12 V: 0,08 A / J 9V: 0,1 A / J
Devrelerdeki pasif elemanlar	empedansları: -Resistive -Kapasitif -Inductive	-Direnç
avantaj	Taşınırken çok az kayıp.	Düşük voltaj olduğu için güvenlidir. Pillerde ve pillerde saklanabilir.
Dezavantajları	Yüksek çalışma voltajı nedeniyle çok güvenli değil.	Çok fazla kayıpları olduğu için uzun mesafelere taşınamaz
Uygulamalar	Evsel ve endüstriyel: çamaşır makineleri, buzdolapları, üretim tesisleri.	Taşınabilir elektronik ekipman: akıllı telefonlar, dizüstü bilgisayarlar, radyolar, fenerler, saatler.

Alternatif akım

Onu icat eden ve teşvik eden Sırp-Hırvat asıllı mühendis Nikola Tesla'dan (1846-1943) bahsetmeden alternatif akımdan bahsetmek mümkün değildir. Uygulamaları, nakliyesi ve kullanımları için en çok patenti üreten oydu.

Tüm bu patentler, yaratıcısı tarafından deney ve projeleri için gerekli finansmanı sağlamak amacıyla Amerikan şirketi Westinghouse Electric Co'ya devredildi.

Alternatif akımdaki ilk testler, elektromanyetik indüksiyonu keşfeden ve ilk alternatif akım jeneratörünü inşa eden elektriğin ana öncülerinden biri olan Michael Faraday (1791-1867) tarafından yapıldı.

Alternatif akımın iletimi çok daha verimlidir. Kaynak: Pixabay.

1855'teki ilk pratik kullanımlarından biri, kas kasılmasını etkinleştirmek için alternatif akımla elektroterapi idi. Bu tür bir tedavi için, alternatif akım, doğru akımdan çok daha üstündü.

Daha sonra 1876'da Rus mühendis Pavel Yáblochkov, elektrik ark lambaları ve alternatif akım jeneratörlerine dayalı bir aydınlatma sistemi icat etti. 1883'e gelindiğinde Avusturya-Macaristan şirketi Ganz Works halihazırda yaklaşık elli alternatif akım aydınlatma sistemi kurmuştu.

Tesla'nın icatları

Alternatif akımın geliştirilmesi ve kullanılması için Nicola Tesla'nın başlıca katkıları arasında, doğru akıma dönüştürülmeye gerek kalmadan alternatif akımla çalışan elektrik motorunun icadı bulunmaktadır.

Nikola Tesla, elektrik taşımacılığında üretim ve altyapıdaki enerjiden en iyi şekilde yararlanmak için üç fazlı akımı da icat etti. Bugün bu sistem hala kullanılmaktadır.

transformatör

Alternatif akımın geliştirilmesindeki diğer büyük katkı, transformatörün icadı oldu. Bu cihaz, uzun mesafeli nakliye için voltajın yükseltilmesine ve evlerde ve endüstride daha güvenli kullanım için voltajın düşürülmesine izin verir.

Kesinlikle, bu buluş, alternatif akımı bir elektrik güç dağıtım yöntemi olarak doğru akım yönteminden daha iyi bir alternatif haline getirmiştir.

Modern transformatörün öncüsü, 1882'de Londra'da ve daha sonra elektrikli aydınlatma için kullanıldığı Torino'da sergilenen "ikincil jeneratör" adı verilen demir çekirdekli bir cihazdı.

Bugün bildiğimiz ilk kapalı demir nüveli transformatör, Budapeşte'deki Ganz firmasından iki Macar mühendis tarafından tanıtıldı. Patentler, Westinghouse Electric Co. tarafından satın alındı.

Transformatör temel özelliği

Transformatörün temel özelliği, ikincil V çıkış gerilimi arasındaki bölüm olmasıdır _S ve birinci V giriş gerilimi _P ikincil sargı V dönüşlerinin sayısı arasındaki orana eşittir ₂ sarım tur sayısının bölünmesiyle birincil sargı No. ₁ :

V _S / V _P = N ₂ / N ₁

Transformatörün birincil ve ikincil arasındaki uygun dönüş oranını basitçe seçerek, doğru çıkış voltajı doğru ve kayda değer bir güç kaybı olmadan elde edilebilir.

Transformatör şematik. Kaynak: Wikimedia Commons. KundaliniZero

Transformatörleri kullanan ilk ticari elektrik dağıtım sistemi 1886'da Amerika Birleşik Devletleri'nin Massachusetts eyaletinde açıldı.

Ancak, aynı yıl İtalya'nın Cerchi kentinde 2000 voltluk etkili bir voltajda 30 km'lik bir mesafeye alternatif akım ileten yeni icat edilen transformatöre dayanan bir iletim hattı kurulduğu için, Avrupa elektriksel gelişmeye ayak uyduruyordu. .

Transformatör sadece elektrik enerjisi iletimi alanında bir devrim değildi. Ayrıca otomotiv endüstrisinde, Ford Motor Company tarafından Ford Model T bujilerinin ateşleme bobini sisteminde kullanıldığında.

Doğru akım

Doğru akım 1800 yılında voltaik yığının icadıyla üretildi, çünkü mucidi 1745 ile 1827 arasında yaşamış olan İtalyan fizikçi Alessandro Volta idi.

Akımın kaynağı tam olarak anlaşılmasa da, Fransız fizikçi André Marie Ampere (1775-1836), voltaik hücrelerde iki kutup tespit etti ve elektrik akımının pozitif kutupta negatif kutba aktığını varsaydı.

Elektrik yükünün taşıyıcılarının, negatif terminalden pozitif terminale tam tersi giden elektronlar olduğu bilinmesine rağmen, günümüzde bu kural hala kullanılmaktadır.

Şekil 4. Doğru akım, uygun ve rahat bir şekilde pillerde saklanır. (Pixabay)

Fransız mucit Hippolyte Pixii (1808–1835), bir mıknatıs etrafında dönen bir döngü veya tel ilmeğinden oluşan bir jeneratör inşa etti ve her yarım dönüşte akım akışının tersine döndüğüne dikkat çekti.

Ampere'nin önerisi üzerine, mucit bir komütatör ekledi ve böylece ilk dinamo veya doğru akım jeneratörü yaratıldı.

Elektrikli aydınlatma sistemleri ile ilgili olarak, doğru veya doğru akım olmak üzere yüksek voltaj gerektiren 1870 ile 1880 arasında elektrik ark lambaları kullanılmıştır.

Bilindiği üzere yüksek voltajın evlerde kullanılması çok güvensizdir. Bu anlamda Amerikalı mucit Thomas Alva Edison (1847-1931) elektrik kullanımını aydınlatma amacıyla daha güvenli ve daha ticari hale getirdi. Edison, akkor ampulü 1880'de mükemmelleştirdi ve karlı hale getirdi.

Akımların Savaşı: AC - DC

Nikola Tesla'nın alternatif akımın destekleyicisi olması gibi, Thomas Alva Edison da doğru akımın destekçisiydi çünkü daha güvenli olduğunu düşünüyordu.

Alternatif akımın ticari amaçlarla kullanılmasını caydırmak için bile Edison, alternatif akım elektrikli sandalyeyi icat etti, böylece halk onun insan hayatı için tehlikesini anlasın.

Nikola Tesla başlangıçta Edison Electric enerji şirketinde çalıştı ve doğru akım jeneratörlerini iyileştirmek için çeşitli katkılarda bulundu.

Şekil 5. Sağdan sola Henry Ford, Thomas Edison, Amerika Birleşik Devletleri Başkanı Warren G. Harding ve Harvey S. Firestone, 1921, Wikimedia Commons aracılığıyla.

Ancak Tesla, alternatif akımın ulaşım ve dağıtımı açısından avantajlarına ikna olduğu için, Edison ile olan farklılıkların bu iki güçlü kişiliği çatışmaya sokması uzun sürmedi. Böylece akımların savaşı başladı: AC'ye karşı DC.

1891'de alternatif akım iletiminin ve ilk şehirlerarası alternatif akım dağıtım sistemlerinin avantajları, doğru akımı savunmaya inatla devam eden Edison'un, kurduğu şirketin başkanlığını ve yönetimini kaybetmesine neden oldu. General Electric şirketi olarak adlandırılacak.

Nikola Tesla da bu savaşı kazanmadı, çünkü sonunda George Westinghouse ve şirketinin hissedarları milyoner oldu. Elektrik enerjisini uzun mesafelere telsiz iletme fikrine kafayı takan Tesla, fakirleşti ve unutuldu.

Yüksek voltaj doğru akım

Uzun mesafeli elektrik enerjisi dağıtımı için doğru akım kullanma fikri, 1950'lerde bu tür sistemler geliştirildiği için tamamen göz ardı edilmemiştir.

Bugün elektrik enerjisinin taşınması için dünyanın en uzun denizaltı kablosu olan Norveç'i Hollanda'ya bağlayan NorNed kablosu, 450 bin voltluk doğru akım kullanıyor.

Şekil 6. Kuzey Denizi üzerinden doğru akım taşıyan Hollanda ve Norveç arasındaki NorNed denizaltı kablosunun güzergahı. Kaynak: Wikimedia Commons.Michiel1972

Deniz suyu mükemmel bir elektrik iletkeni olduğundan ve alternatif akım bir denizaltı kablosu tuzlu suda girdap akımları oluşturduğundan, denizaltı kabloları için alternatif akım kullanılması uygun değildir. Bu, iletilmek istenen elektrik enerjisinde büyük kayıplara neden olur.

Günümüzde elektrikli trenlere raylar vasıtasıyla güç sağlamak için yüksek voltajlı doğru akım da kullanılmaktadır.

Referanslar

1. Agarwal, T. (2015). ProCus. AC ve DC Akımlar Arasındaki Fark Nedir? Elprocus.com
2. (2017). Diffen. AC'den elde edildi. DC (Alternatif Akıma Karşı Doğru Akım): diffen.com
3. Earley, E. (2017). Okul Mühendisliği. AC ve DC Arasındaki Fark Nedir?: Engineering.mit.edu
4. Khatri, I. (19 Ocak 2015). Quora. AC ve DC akımları arasındaki fark nedir?: Quora.com adresinden alındı
5. (2017). SparkFun Elektronik. Alternatif Akımdan (AC) Elde Edilen vs. Doğru Akım (DC): learn.sparkfun.com.
6. Vikipedi. Alternatif akım. Kurtarıldı: es.wikipedia.com
7. Vikipedi. DC. Kurtarıldığı yer: es. wikipedia.com
8. Vikipedi. NorNed kablosu. Kurtarıldığı yer: es. wikipedia.com