Светът около нас е трудно да си представим без електричество, което е проникнало във всички области на съвременния живот. Този вид енергия се използва за осветление, въртене на електродвигатели, от него се захранват различни електронни устройства и т.н. Себе си електрическото оборудване формира сложна техническа система, която задължително трябва да осигури генерирането на електрически ток като енергия в електроцентралите, нейното доставяне директно до точката на свързване на потребителя и последващо превръщане в желаната форма работа.
DC и AC
За генериране на електрически ток е необходим външен енергиен източник, чиито функции могат да се изпълняват от:
- топлина, получена от изгарянето на въглища, нефт и газ;
- воден поток от резервоар или генериран от приливи и отливи;
- вятър;
- слънчева радиация;
- химични процеси в батерията.
Освен това по един или друг начин тази енергия се преобразува в ток, който се предава чрез проводници до точката на свързване на приемника и се използва там за извършване на полезна работа.
Самият ток може да бъде постоянен или променлив. Променливият ток обикновено има синусоидален характер, което се дължи на естеството на неговото получаване в резултат на въртеливото движение на вала на генератора, Фигура 1.
Предимства и недостатъци на DC и AC мрежи
DC мрежите в ранните етапи от развитието на електротехниката се различават благоприятно по простотата на създаване на електрически двигатели, работещи от тях. Това предимство е загубено веднага след изобретяването на многофазния електродвигател през 1882г.
По отношение на електрическото осветление на лампите с нажежаема жичка, AC и DC напрежението са еквивалентни.
От гледна точка на предаването на електрическа енергия от мястото на нейното производство до потреблението на променливотоковата мрежа се оказа извън конкуренцията веднага след изобретяването и разработването на дизайна на мощността трансформатор.
Последното беше свързано със загуби на електроенергия. По съображения за безопасност потребителят се нуждае от относително ниско напрежение, докато загубите по време на транспортиране намаляват при превключване на високо напрежение. Промяната на напрежението в постояннотокови мрежи с висок ток все още не се решава с прости средства, докато в AC мрежи за това е достатъчно да инсталирате два трансформатора със съответната мощност в краищата на линията, снимка 2.
История на развитието на AC и DC мрежи
За първи път масово търговска употреба в края на 70-те. 19 век получи трижилни DC мрежи (+/- 110 V и 0 V), които бяха създадени на оборудване на компанията Edison Electric Edison Electric Light (в момента част от General Електрически "). Именно с тях бяха подадени първите образци лампи с нажежаема жичка, Фигура 3.
Промишленото производство на подходящо за масово използване електрическо оборудване с променлив ток, създадено от Никола Тесла, е усвоено от Westinghouse десет години по-късно. Въпреки такова голямо изоставане във времето поради забележимо по-добрите експлоатационни параметри на електрическата мрежа, тя бързо свали конкурента си въз основа на нея. Още в края на 20-те години. XX век в САЩ мрежите за постоянен ток вече не се използват в новосъздадени съоръжения. Последният обаче беше изведен от експлоатация едва през 2007 г.