انواع جریان الکتریکی
دو نوع جریان الکتریکی، جریان مستقیم (DC) و جریان متناوب (AC) وجود دارد. جریان مستقیم که در آن در مقایسه با جریان یک رودخانه، الکتریسیته همیشه در جهت خاصی جریان دارد. به جریان برق حاصل از باتری ها، سلول های خورشیدی و غیره اشاره دارد.
از سوی دیگر، در جریان متناوب (AC) دو طرف مثبت و منفی دائماً به صورت متناوب سوئیچ می‌شوند و جهت جریان الکتریسیته بر این اساس تغییر می‌کند. این جریان برقی است که از یک ژنراتور یا پریز به دست می آید. برق تولید شده در نیروگاه ها و ارسال به خانه ها نیز به صورت جریان متناوب منتقل می شود.
نمودار زیر جریان برق DC و AC را نشان می دهد.
در جریان متناوب جریان ولتاژ همیشه ثابت است. جهت جریان همیشه به صورت دوره ای تغییر می کند و ولتاژ نیز تغییر می کند.
در جریان مستقیم ، ولتاژ همیشه ثابت است و الکتریسیته در جهت خاصی جریان دارد. در مقابل در جریان متناوب، ولتاژ به صورت دوره ای از مثبت به منفی و از منفی به مثبت تغییر می کند و جهت جریان نیز به صورت دوره ای بر این اساس تغییر می کند.
ویژگی های منبع تغذیه DC
جریان مستقیم که در آن جریان الکتریسیته همیشه در جهت ثابتی جریان دارد دارای مزایا و معایب زیر است.
مزایا
- بدون پیشروی یا تاخیر در مدار
- هیچ توان راکتیو تولید نمی شود
- می تواند برق را ذخیره کند
نقطه ضعف
- قطع مدار دشوار است
- تبدیل نوع جریان سخت و پرهزینه است
- اثر الکترولیتی قوی
در جریان متناوب، جهت جریان دائما در حال تغییر است. بنابراین، زمانی که یک خازن یا سلف در مدار قرار می گیرد، یک تاخیر یا پیشرفت در جریان به بار در رابطه با رفتار ولتاژ وجود دارد.
اما با جریان مستقیم، ولتاژ و جهت جریان همیشه ثابت است، بنابراین رفتار خازن ها و سیم پیچ ها نیز همیشه ثابت است. بنابراین در DC هیچ پیشروی یا تاخیری در مدار وجود ندارد. ( برای کسب اطلاعات بیشتر به مقاله خازن مراجعه نمایید.)
در جریان متناوب (AC) تغییر مکررجهت جریان باعث می‌شود تمام الکتریسیته ساکن از مدار عبور نکند، و مقداری نیرو فقط به دلیل حرکت رفت و برگشت در مدار و منبع تغذیه تولید می‌شود که به آن توان راکتیو می گویند.
در جریان مستقیم، تمام الکتریسیته از بار عبور می کند، زیرا جریان همیشه در یک جهت ثابت جریان دارد. بنابراین توان راکتیو تولید نمی‌شود و می‌توان از حداکثر توان الکتریکی به نحو احسن استفاده کرد.
یکی دیگر از مزایای جریان مستقیم این است که می توان آن را توسط باتری، خازن و مشابه آن ذخیره کرد.
از طرفی جریان مستقیم نیز معایبی دارد. یکی از آنها این است که به سختی می توان جریان را قطع کرد. از آنجایی که همیشه یک ولتاژ ثابت به جریان مستقیم اعمال می شود، به خصوص زمانی که ولتاژ بالا باشد، ممکن است در لحظه قطع، مشکلاتی مانند قوس (جرقه) ایجاد شود یا خطر برق گرفتگی در ناحیه اطراف وجود داشته باشد.
در مورد جریان متناوب، زمانی که ولتاژ از مثبت به منفی یا منفی به مثبت تغییر می کند، ولتاژ لحظه ای به صفر می رسد. می توانید زمانی که ولتاژ پایین است، جریان را با خیال راحت تر از جریان مستقیم قطع کنید.
همچنین هنگام تبدیل ولتاژ DC لازم است یک بار آن را به AC تبدیل کرده و دوباره به DC برگردانید. به همین دلیل، تجهیزات تبدیل ولتاژ DC بیشتر و پرهزینه تر از AC هستند.
یکی دیگر از معایب جریان مستقیم، خوردگی شدید لوله های زیرزمینی و عایق های مورد نیاز برای انتقال نیرو است. از آنجایی که الکتریسیته همیشه در یک جهت در جریان مستقیم جریان دارد، خوردگی تجهیزات انتقال نیرو به دلیل القای الکترواستاتیک و خوردگی الکتریکی افزایش می یابد.
جریان مستقیم جریانی است که از منبع ذخیره مانند باتری ها و خازن ها خارج می شود. بنابراین، محصولاتی که از باتری ها تغذیه می شوند، با جریان مستقیم سازگار هستند.
از طرف دیگر، در یک خانه های معمولی منبع تغذیه جریان متناوب است، اما آنچه در وسایل الکترونیکی مانند کامپیوتر و لوازم خانگی مانند تلویزیون استفاده می شود جریان DC است. برای راه اندازی چنین دستگاه هایی، AC از پریز با استفاده از خازن ها و سایر دستگاه ها به DC تبدیل می شود.
در مراکز داده که جریان DC عمدتا استفاده می شود، استفاده از منبع تغذیه DC به منظور کاهش تلفات هنگام تبدیل AC به DC توصیه می شود.
ویژگی های منبع تغذیه AC
AC با داشتن ولتاژ مثبت و منفی سیکلی دارای مزایا و معایب زیر است.
مزایا
- تلفات برق کمتر به دلیل انتقال ولتاژ بالا
- تبدیل آسان
- در حالی که برق جریان دارد به راحتی قطع می شود
- نگران ولتاژ مثبت و منفی نباشید
معایب
- به ولتاژ بالاتری نسبت به ولتاژ هدف نیاز دارد
- تحت تأثیر سیم پیچ ها و خازن ها است.
- برای انتقال از راه دور مناسب نیست
به خصوص در هنگام انتقال نیرو در فواصل طولانی مانند از یک نیروگاه به یک منطقه شهری، ولتاژ بسیار بالای 600000 ولت (ولت) برای بهبود راندمان انتقال استفاده می شود. این به این دلیل است که وقتی برق با ولتاژ پایین منتقل می شود تلفات برق بسیار بیشتر است. وقتی الکتریسیته به سیمی با طول (مقاومت) یکسان برای مدت زمان یکسان اعمال می شود، در آن گرما به نسبت مجذور جریان تولید می شود. از آنجایی که گرما انرژی است که تلف می‌شود، موجب اتلاف انرژی و از دست دادن توان الکتریکی می‌گردد.
به عنوان مثال، اگر به 3000 وات (وات) برق نیاز دارید، در صورتی که ولتاژ 100 ولت باشد، به 30 آمپر جریان نیاز دارید، اما اگر ولتاژ 1000 ولت باشد، فقط به 3 آمپر جریان نیاز دارید. در مقایسه با جریان مستقیم، جریان متناوب را می توان به راحتی توسط ترانسفورماتورها تبدیل کرد و آن را برای منبع تغذیه به عنوان زیرساخت مناسب تر می کند. یکی دیگر از مزایای جریان AC این است که در حالی که برق در حال تولید است به راحتی قطع می شود زیرا در آن ولتاژ به صورت دوره ای به صفر می رسد.
همچنین می توان بدون تمایز بین مثبت و منفی مانند منبع تغذیه خانگی (پریز) استفاده کرد که اتصال و عملکرد دستگاه ها را ساده می‌کند. از طرف دیگر برای تولید میزان مشخص گرما به ولتاژی بیشتر از ولتاژ معمول نیاز است زیرا مقدار ولتاژ همیشه در حال تغییر است و مواقعی وجود دارد که ولتاژ به صفر می‌رسد.
یکی دیگر از ویژگی های AC این است که به شدت تحت تأثیر سیم پیچ ها و خازن ها قرار می گیرد. سیم پیچ ها و خازن ها ولتاژهایی تولید می کنند که باعث می شود جریانی در جهت مخالف جهت جریان مدار ایجاد شود و باعث تقدم یا تاخیر جریان در مدار می شود.
برق تولید شده و ارسال شده از یک نیروگاه، جریان متناوب است. در یک نیروگاه، سه موج AC به طور همزمان تولید می شود که شکل موج 120 AC درجه تغییر می کند. این نوع برق را جریان متناوب سه فاز می نامند.
دو نوع جریان AC وجود دارد: AC تکفاز و AC سه فاز. جریان AC سه فاز به ویژه برای انتقال برق با ولتاژ بالا استفاده می‌شود. هنگامی که برای مصارف خانگی ارسال می شود، همزمان با تبدیل ولتاژ به تکفاز تبدیل می شود.
جریان AC در منابع تغذیه عمومی مانند پریزها وجود دارند و برای موتورهایی که نیازی به کنترل دقیق ندارند، مانند جاروبرقی و فن‌های تهویه استفاده می شود.
از طرفی موتورهای تهویه مطبوع، ماشین لباسشویی، یخچال و … از برق متناوب آن طور که هست استفاده نمی کنند بلکه برای کنترل دقیق آنها لازم است اینورتر به کار برده شود.
شرکت نیروسامان فعالیت خود را از سال 1369 آغاز نمود و در حال حاضر به عنوان یکی از تامین کنندگان خوش نام ملزومات برق صنعتی در ایران و خاورمیانه با برند تجاری NSC به فعالیت خود ادامه می‌دهد. برای آشنای بیشتر با شرکت نیروسامان اینجا را کلیک کنید.
