Prąd Stały: Co to jest?

Electrical4u

Pole: Podstawowe Elektryka

China

Co to jest prąd stały?

DC oznacza Direct Current, choć często nazywany jest „prądem stałym”. Prąd stały (DC) definiuje się jako jednokierunkowy przepływ ładunku elektrycznego. W prądzie stałym elektrony przemieszczają się z obszaru o ujemnym ładunku do obszaru o dodatnim ładunku bez zmiany kierunku. To różni go od obwodów z prądem przemiennym (AC), gdzie prąd może płynąć w obu kierunkach.

Prąd stały może płynąć przez materiały przewodzące, takie jak druty, oraz przez półprzewodniki.

Bateria jest dobrym przykładem źródła prądu stałego. W baterii energia elektryczna powstaje z energii chemicznej zgromadzonej w baterii. Gdy bateria jest podłączona do obwodu, zapewnia stały przepływ ładunku od ujemnego do dodatniego pola baterii.

Wyrównywacz służy do przekształcania prądu przemiennego w prąd stały. A inwerter służy do przekształcania prądu stałego w prąd przemienny.

Symbol prądu stałego

Prąd stały to stały prąd. Dlatego symbol prądu stałego to prosta linia. Symbol prądu stałego i przemiennego przedstawiono na poniższym rysunku.

Symbol prądu stałego i przemiennego

Różnice między prądem przemiennym a stałym

Energia elektryczna jest dostępna w formie prądu przemiennego (AC) lub stałego (DC). W prądzie przemiennym, prąd zmienia kierunek 50-60 razy w ciągu sekundy, w zależności od częstotliwości.

Główne różnice między prądem przemiennym i stałym zostały podsumowane w poniższej tabeli:

	Prąd przemienny (AC)	Prąd stały (DC)
Kierunek przepływu prądu	Gdy prąd przemienny płynie przez obwód, zmienia swój kierunek.	Gdy prąd przemienny płynie przez obwód, zmienia swój kierunek.
Częstotliwość	Częstotliwość prądu przemiennego decyduje, ile razy zmienia on swój kierunek. Jeśli częstotliwość wynosi 50 Hz, oznacza to, że prąd zmienia kierunek 50 razy.	Elektrony ciągle zmieniają swój kierunek z przodu na tył.
Ruch elektronów	Natężenie natychmiastowego prądu zmienia się w czasie.	Elektrony poruszają się tylko w kierunku przodowym.
Natężenie prądu	Natężenie natychmiastowego prądu zmienia się w czasie.	Natężenie jest stałe w każdym momencie dla czystego DC. Ale jest zmienna dla pulsującego DC.
Faktor mocy	Zakres od 0 do 1.	Zawsze równy 1.
Pasywny parametr	Impedancja (połączenie reaktancji i oporu).	Może być połączony z obciążeniami typu rezystywnego, indukcyjnego i pojemnościowego.
Typy	Sinusoidalny, trapezoidalny, prostokątny, trójkątny	Czysty DC i pulsujący DC
Transmisja energii elektrycznej	W systemie energetycznym, konwencjonalną metodą transmisji mocy jest system transmisji HVAC. Straty są mniejsze, ale większe niż w systemie transmisji HVDC.	W systemie energetycznym, najbardziej rozwijającą się technologią dla systemów transmisji jest system transmisji HVDC. Straty w systemie transmisji HVDC są bardzo małe.
Konwersja	Może być przekształcony z zasilania AC za pomocą wyrównawca.	Telefony komórkowe, pojazdy elektryczne, elektroliza, latarki itp.
Typ obciążenia	Może być połączony z obciążeniami typu rezystywnego, indukcyjnego i pojemnościowego.	Może być połączony tylko z obciążeniami typu rezystywnego.
Źródło	Generatory AC	Generatory DC i baterie
Niebezpieczność	Jest niebezpieczny.	Ale jest bardziej niebezpieczny niż AC przy tej samej mocy.
Zastosowanie	Większość sprzętu gospodarstwa domowego, przemysłowego i komercyjnego działa na DC.	Telefony komórkowe, pojazdy elektryczne, elektroliza, latarki itp.

Tabela porównująca prąd stały z prądem przemiennym

Do czego służy prąd stały?

Prąd stały można łatwo uzyskać z baterii i komórek słonecznych. Większość obwodów elektroniki mocy wymaga zasilania DC. Zastosowania prądu stałego w różnych dziedzinach są wymienione poniżej:

Zasilanie DC jest używane w wielu aplikacjach niskiego napięcia, takich jak ładowanie baterii telefonów komórkowych. W budynkach mieszkalnych i komercyjnych zasilanie DC jest używane do oświetlenia awaryjnego, kamer bezpieczeństwa, telewizorów itp.
W pojeździe bateria służy do uruchomienia silnika, oświetlenia i systemu zapłonowego. Pojazdy elektryczne działają na baterię (prąd stały).
W komunikacji, zasilanie 48V DC jest używane. Zwykle używa się jednego przewodu do komunikacji i ziemię jako drogę powrotną. Większość urządzeń sieciowych komunikacyjnych działa na prądzie stałym.
Wysokonapięciowa transmisja energii elektrycznej jest możliwa dzięki linii transmisji HVDC. Istnieje wiele zalet systemu transmisji HVDC nad konwencjonalnym systemem HVAC. System HVDC jest bardziej efektywny niż system HVAC, ponieważ nie doświadcza strat mocy z powodu efektu koronowego lub efektu skórki.