الفرق الرئيسي - التيار المتردد مقابل التيار المستمر

يمكن توفير الطاقة الكهربائية إما على شكل التيار المتردد (AC) أو أ تيار مباشر (دس). ال الفرق الرئيسي بين التيار المتردد والتيار المستمر هو ذلك ، في تيار DC ، تتدفق الإلكترونات باستمرار في اتجاه واحد بينما، في تيار التيار المتردد ، تتأرجح الإلكترونات ذهابًا وإيابًا بشكل دوري.

ما هو تيار مستمر

في تيار DC ، تتدفق الإلكترونات في اتجاه واحد فقط. يمكن تشكيل تيار مستمر من خلال توصيل نقطتين عند إمكانات كهربائية مختلفة بموصل. ستتدفق الإلكترونات بعد ذلك من الإمكانات الأكثر سلبية نحو الإمكانات الأقل سلبية ، طالما يتم الحفاظ على الإمكانات. على سبيل المثال ، إذا قمنا بتوصيل نقطتين عند الجهد الكهربائي -2 فولت و -5 فولت ، فسوف تتدفق الإلكترونات من نهاية -5 فولت إلى نهاية -2 فولت.

لأسباب تاريخية ، فإن اتجاه التيار يعتبر في الاتجاه المعاكس لاتجاه تدفق الإلكترون. اتجاه التيار في المثال أعلاه هو من -2 فولت إلى -5 فولت. لا يوجد شيء يتدفق في هذا الاتجاه: إنه مجرد اصطلاح.

ما هو التيار المتردد

في تيار التيار المتردد ، تتأرجح الإلكترونات ذهابًا وإيابًا. عادة ما يتم تشغيل المنازل بواسطة تيارات التيار المتردد. هنا ، يتم توصيل الموصل بين جهد يغير قيمته بشكل دوري والجهد الذي يظل عند 0 فولت. يغير الجهد المتغير قيمته بين القيم الموجبة والسالبة ، بحيث يتم جعل الإلكترونات في الموصل تتحرك ذهابًا وإيابًا. ثم يختلف فرق الجهد المطبق عبر الموصل بشكل جيبي:

كيف يختلف الجهد مع الوقت في دوائر التيار المتردد (الأزرق) والتيار المستمر (الأحمر)

تعمل معظم المعدات الإلكترونية بتيارات التيار المستمر. في كثير من الأحيان ، يجب تحويل تيار التيار المتردد من الإمداد إلى تيار مستمر قبل أن يتمكن الجهاز من الاستفادة من التيار. ال السبب الرئيسي لاستخدام التيار المتردد للإرسال (بدلاً من DC) تاريخياً ، كان من السهل تغيير جهد تيارات التيار المتردد باستخدام محول. هذا يعني أنه يمكن نقل الكهرباء لمسافات كبيرة بجهد عالٍ وتيار صغير. عندما يتم نقل الكهرباء بتيار أصغر ، يكون فقد الطاقة أثناء النقل أقل بكثير. عند إمداد المنازل بالكهرباء ، يمكن استخدام محول لتحويل التيار الأصغر بجهد عالٍ في خطوط النقل بسهولة إلى تيار أكبر بجهد أصغر يستخدم في المنازل.

نظرًا لأن التيار يتأرجح باستمرار ، فإن الطاقة المشتتة عبر أي جهاز متصل بتيار تيار متردد ستتغير أيضًا بشكل دوري. ومع ذلك ، بالنسبة للتيارات المتناوبة ، يمكن تمييز الجهد برقم واحد يسمى جذر متوسط ​​التربيع (RMS) الجهد. بالنسبة لتيار التيار المتردد الجيبي ، يمكن إعطاء جهد RMS من حيث الجهد الأقصى (

) كما:

جذر متوسط ​​الجهد التربيعي (RMS) والجهد الأقصى (الذروة) للجهد الجيبي

في كثير من الأحيان ، يتم حساب الطاقة المشتتة بواسطة أحد المكونات باستخدام جهد RMS. يختلف جهد RMS والتردد (عدد مرات عكس الاتجاه الحالي في الثانية) من بلد إلى آخر. عادة ، يتم استخدام جهد RMS من 230 فولت ، بتردد 50 هرتز. في الولايات المتحدة ، يتم تزويد الطاقة بجهد RMS يبلغ 120 فولت بتردد 60 هرتز.

AC مقابل DC: The War of Currents

في أواخر القرن التاسع عشر ، دعا توماس إديسون إلى استخدام التيار المستمر لنقل الكهرباء. ومع ذلك ، كان نيكولا تيسلا وجورج وستنجهاوس مقتنعين بمزايا التيار المتردد للإرسال لمسافات طويلة. أطلق على المنافسة بين المجموعتين "حرب التيارات". يقال إن إديسون بذل جهودًا كبيرة لجعل تيار التيار المتردد لا يحظى بشعبية ، بما في ذلك قتل الحيوانات بتيار التيار المتردد لجعل الناس يشعرون أنه أمر خطير. ومع ذلك ، في النهاية ، انتصر التيار المتردد ويتم غالبية الإرسال اليوم باستخدام التيار المتردد. ومع ذلك ، يمكن أن يكون نقل التيار المستمر أرخص كثيرًا نسبيًا وفي الوقت الحاضر ، ليس من الصعب تغيير جهد تيار التيار المستمر. لذلك ، تُستخدم تيارات التيار المستمر عالية الجهد أيضًا أحيانًا لنقل الطاقة.

حرب التيارات: أراد إديسون (على اليسار) توزيع الكهرباء باستخدام التيار المستمر ، بينما أراد تسلا (على اليمين) توزيع الكهرباء باستخدام التيار المتردد.

الفرق بين التيار المتردد والتيار المستمر

تدفق ناقلات الشحن

في العاصمة الحالية، حاملات الشحن تتدفق في اتجاه واحد فقط.

في تيار متردد، ناقلات الشحن تتدفق ذهابًا وإيابًا.

تباين القوة

في العاصمة الحالية، تظل القدرة المشتتة عبر الحمل ثابتة تقريبًا.

في تيار متردد، فإن الطاقة المتناثرة عبر الحمل تختلف باستمرار.

الكابلات

العاصمة الحالية يمكن إرسالها باستخدام كبلين فقط.

تيار متردد (3 مراحل) يحتاج 3 كبلات للإرسال.

الصورة مجاملة:

"توماس ألفا إديسون ، صورة شخصية بطول ثلاثة أرباع ، جالسًا ، مواجهًا للأمام" بقلم لويس باتراش ، استوديوهات باتشراش ، تم ترميمه بواسطة ميشيل فويجلستكي (المعرف الرقمي لقسم المطبوعات والصور بمكتبة الكونجرس الأمريكية cph.3c05139) [المجال العام] ، عبر ويكيميديا كومنز

"صورة فوتوغرافية لنيكولا تيسلا (1856-1943) في سن 34." بواسطة نابليون ساروني (بطاقة بريدية (radiographics.rsna.org)) [المجال العام] ، عبر ويكيميديا ​​كومنز