Verschil tussen AC en DC Stroom

Belangrijkste verschil - AC versus DC-stroom

Elektrische stroom kan worden geleverd als een wisselstroom (AC) of als een gelijkstroom (DC). De grootste verschil tussen AC en DC is dat, in DC-stroom lopen elektronen continu in één richting terwijl, in wisselstroom, oscilleren elektronen periodiek heen en weer.

Wat is DC Current

In DC-stroom stromen elektronen slechts in één richting. Een gelijkstroom kan worden gevormd door twee punten op verschillende elektrische potentialen te verbinden met een geleider. Elektronen stromen dan van het meer negatieve potentieel naar het minder negatieve potentieel, zolang de potentialen worden behouden. Als we bijvoorbeeld twee punten verbinden op elektrische potentialen -2 V en -5 V, stromen er elektronen van het -5 V-uiteinde naar het -2 V-uiteinde.

Om historische redenen is de richting van stroom wordt aangenomen dat het in de tegenovergestelde richting is van de richting van de elektronenstroom. De stroomrichting in het bovenstaande voorbeeld is van -2 V tot -5 V. Er stroomt niets in deze richting: het is slechts een conventie.

Wat is wisselstroom

In wisselstroom oscilleren elektronen heen en weer. Woningen worden meestal aangedreven door wisselstromen. Hier is een geleider verbonden tussen een potentiaal die periodiek de waarde ervan verandert en een potentiaal die op 0 V blijft. De variërende potentiaal verandert de waarde tussen positieve en negatieve waarden, zodat de elektronen in de geleider heen en weer moeten bewegen. Het potentiaalverschil toegepast over de geleider varieert dan sinusvormig:

Hoe de spanning varieert met de tijd in AC (blauw) en DC (rood) circuits

De meeste elektronische apparatuur werkt met DC-stromen. Vaak moet de wisselstroom uit de voeding worden geconverteerd naar gelijkstroom voordat het apparaat de stroom kan gebruiken. De belangrijkste reden voor het gebruik van wisselstroom voor verzending (in plaats van DC) is historisch gezien het eenvoudig om de spanning van AC-stromen te veranderen met behulp van een transformator. Dit betekende dat elektriciteit over grote afstanden kon worden overgedragen met een hoge spanning en een kleine stroomsterkte. Wanneer elektriciteit wordt overgedragen met een kleinere stroom, is het vermogensverlies tijdens de overdracht aanzienlijk lager. Bij het leveren van elektriciteit aan woningen, kan een transformator worden gebruikt om eenvoudig de kleinere stroom met een hoge spanning in de transmissielijnen om te zetten in een grotere stroom met een kleinere spanning die wordt gebruikt in huizen.

Omdat de stroom voortdurend oscilleert, zal het vermogen dat wordt gedissipeerd over elk apparaat dat is aangesloten op een wisselstroom, ook periodiek veranderen. Voor wisselende stromen kan de spanning echter worden gekenmerkt door een enkel nummer dat de root mean square (RMS) -spanning. Voor een sinusvormige AC stroom, de RMS-spanning kan worden gegeven in termen van de maximale spanning () zoals:

Root mean square (RMS) -spanning en maximale (piek) spanning voor een sinusvormige spanning

Vaak wordt het door een component gedissipeerde vermogen berekend met behulp van de RMS-spanning. De RMS-spanning en de frequentie (hoeveel keer de stroom de richting omkeert per seconde) variëren van land tot land. Typisch worden RMS-spanningen van 230 V gebruikt, met een frequentie van 50 Hz. In de VS wordt het vermogen geleverd met een RMS-spanning van 120 V bij een frequentie van 60 Hz.

AC vs. DC: The War of Currents

Aan het einde van de 19e eeuw bepleitte Thomas Edison het gebruik van gelijkstroom om elektriciteit te verzenden. Nikola Tesla en George Westinghouse waren echter overtuigd van de voordelen van AC current voor langeafstandstransmissie. De concurrentie tussen de twee groepen werd de "War of Currents" genoemd. Er wordt gezegd dat Edison zich tot het uiterste inspande om AC-stroom impopulair te maken, inclusief het doden van dieren met wisselstroom om mensen het gevoel te geven dat het gevaarlijk is. Uiteindelijk heeft de AC-stroom gezegevierd en het grootste deel van de transmissie wordt momenteel uitgevoerd met behulp van wisselstroom. Het verzenden van DC kan echter relatief veel goedkoper zijn en tegenwoordig is het niet moeilijk om de spanning van DC-stroom te wijzigen. Daarom worden hoogvoltige DC-stromen ook af en toe gebruikt om vermogen door te geven.

The War of Currents: Edison (links) wilde elektriciteit distribueren met behulp van DC, terwijl Tesla (rechts) elektriciteit wilde distribueren met behulp van AC.

Verschil tussen AC en DC Stroom

Stroomladingsdragers

In Gelijkstroom, ladingsdragers stromen slechts in één richting.

In Wisselstroom, ladingdragers stromen heen en weer.

Variatie van kracht

In Gelijkstroom, het vermogen dat over een lading wordt verspreid, blijft vrijwel constant.

In Wisselstroom, het vermogen gedissipeerd over een belasting varieert continu.

bekabeling

Gelijkstroom kon met slechts twee kabels worden verzonden.

Wisselstroom (3-fasen) heeft 3 kabels nodig om te verzenden.

Afbeelding met dank aan:

"Thomas Alva Edison, driekwart lengteportret, zittend, aan de voorkant" door Louis Bachrach, Bachrach Studios, gerestaureerd door Michel Vuijlsteke (afdeling Afdrukken en foto's, digitale ID cph.3c05139) [Public Domain], via Wikimedia burgerij

"Een foto van Nikola Tesla (1856-1943) op 34-jarige leeftijd." Door Napoleon Sarony (postcard (radiographics.rsna.org)) [Public Domain], via Wikimedia Commons