Более ста лет назад человечество стояло перед выбором какой ток/напряжение использовать - постоянное или переменное.
На тот момент заслуженную победу одержал переменный ток, но далеко не факт, что это окончательная победа.
Более того, несмотря на кажущееся 100% доминирование переменного тока в настоящем, постоянный ток "партизанскими" методами отвоевал значительную долю рынка его использования. В этой статье будут рассмотрены основные преимущества каждого из решений.
Преимущества и недостатки переменного тока
Преимущество только одно - легкость преобразования из низкого в высокое и обратно, посредством трансформаторов, которые имеют и имели очень высокий КПД (до 99%).
Это позволяло передавать переменный ток на большие расстояния, так как потери в линиях передач пропорциональны квадрату тока, а чем выше напряжение, тем меньше ток (при той же мощности) и, следовательно, тем меньше потери.
На этом преимущество заканчивается и начинаются проблемы:
- Каждая линия передач имеет предельное напряжение.
И при этом предельном напряжении, передаваемая мощность переменного тока будет в 2 раза меньше у переменного тока, чем у постоянного! - При наличии нескольких генераторов в сети, требуется их согласование по напряжению, частоте и фазе.
- Требуется согласование между индуктивностью и емкостью линии. Иначе будут возникать дополнительные потери (и нагрев!)
- Пропускная способность линий ограничена меньшей мощностью (натуральная мощность), которая значительно меньше, чем тепловой предел проводов.
- Переменное напряжение создаёт помехи.
А вот наличие потерь от излучения, в длинных линиях (в четверть и половину длины волны - 1500 или 3000 км при 50Гц) является заблуждением.
Преимущества и недостатки постоянного тока
Собственно все преимущества постоянного тока, это зеркальное отражение недостатков переменного:
- На предельном напряжении передаваемая мощность постоянного тока в 2 раза выше, чем переменного.
- При наличии нескольких генераторов в сети, не требуется их согласование по частоте и фазе (отсутствуют такие понятия у постоянного тока), только по напряжению.
- Не важна индуктивность и емкость линии.
- Пропускная способность линий ограничена только тепловым пределом проводов.
- Не создаются помехи.
Недостатком постоянного тока/напряжения является только то, что его не умели 100 лет назад преобразовывать в более выокое или более низкое. И, как следствие, производители его сразу и передавали на рабочем напряжении (около 200 В), которое не позволяло подключить потребителей, удаленных боле чем на пару километров от генератора.
Переменный ток победил?
Сейчас кажется что да. Но это не так!! Приглядитесь к своей квартире. Все электрические приборы, кроме тех, в составе которых есть электрические
двигатели, могут спокойно работать на постоянном напряжении!
Одной группе бытовых устройств вообще без разницы какой ток они получают. К этому типу устройств относятся, например, лампочки накаливания, теплые полы, электрическое плиты.
Устройства другой группы в своем составе имеют блок питания, который преобразует переменное напряжение в постоянное нужной величины! И современные блоки питания спокойно могут работать на постоянном токе.
А некоторые источники энергии имеют изначально только постоянное напряжение. Догадались? Да - это солнечные панели))
Более того.
Возможно мы стоим на пороге революции в энергетике, когда переменный ток резко сдаст свои позиции.
Но об этом уже в следующей статье.
☢ Алексей
__________________________
Подписывайтесь на канал, впереди много интересного
Ставьте 👍🏻 чтобы мои статьи были у вас в ленте
_________________________
Мои статьи на тему экономики ищите по тегу
#экономика_и_энергетика_беседка