กระแสตรง: คืออะไร
ไฟฟ้ากระแสตรงคืออะไร
DC ย่อมาจาก Direct Current หรือที่เรียกว่า "DC Current" กระแสไฟฟ้าถูกกำหนดให้เป็นการไหลของประจุไฟฟ้าในทิศทางเดียว ในกระแส DC อิเล็กตรอนจะเคลื่อนที่จากพื้นที่ที่มีประจุลบไปยังพื้นที่ที่มีประจุบวกโดยไม่เปลี่ยนทิศทาง ซึ่งแตกต่างจากกระแสสลับ(AC) วงจรที่กระแสสามารถไหลได้ทั้งสองทิศทาง
กระแส DC สามารถไหลผ่านวัสดุนำไฟฟ้าเช่น สายไฟ และยังสามารถไหลผ่านสารกึ่งตัวนำด้วย
แบตเตอรี่เป็นตัวอย่างที่ดีของแหล่งกำเนิดกระแส DC ในแบตเตอรี่พลังงานไฟฟ้าถูกสร้างขึ้นจากพลังงานเคมีที่เก็บไว้ในแบตเตอรี่ เมื่อแบตเตอรี่ถูกต่อเข้ากับวงจร จะให้การไหลของประจุอย่างต่อเนื่องจากขั้วลบไปยังขั้วบวกของแบตเตอรี่
รีเฟคทิฟใช้ในการแปลงกระแสสลับเป็นกระแสตรง และอินเวอร์เตอร์ใช้ในการแปลงกระแสตรงเป็นกระแสสลับ
สัญลักษณ์ของกระแส DC
กระแส DC เป็นกระแสที่คงที่ ดังนั้น สัญลักษณ์ของกระแส DC คือเส้นตรง สัญลักษณ์ของกระแส DC และ AC แสดงในภาพด้านล่าง
สัญลักษณ์ของกระแส DC และ AC
ความแตกต่างระหว่างกระแสไฟฟ้าสลับและกระแสไฟฟ้าตรง
พลังงานไฟฟ้ามีอยู่ในรูปแบบของกระแสไฟฟ้าสลับ (AC) หรือกระแสไฟฟ้าตรง (DC) ในกระแสไฟฟ้าสลับ กระแสจะเปลี่ยนทิศทาง 50-60 ครั้งต่อวินาทีขึ้นอยู่กับความถี่.
ความแตกต่างหลักระหว่าง AC และ DC ได้ถูกสรุปไว้ในตารางด้านล่างนี้;
Alternating Current (AC) |
Direct Current (DC) |
|
The direction of flow of current |
When an alternating current flowing through a circuit, it reverses its direction. |
When an alternating current flows through a circuit, it reverses its direction. |
Frequency |
The frequency of alternating current decides how many times it reverses its direction. If the frequency is 50 Hz, it means the current changes direction 50 times. |
Electrons keep changing its direction from forward to backward. |
Movement of Electron |
The magnitude of the instantaneous current varies with time. |
Electrons move only in a forward direction. |
Current magnitude |
The magnitude of the instantaneous current is varying with time. |
The magnitude is constant at each instant of time for pure DC. But it is variable for pulsating DC. |
Ranges between 0 and 1. |
Always equal to 1. |
|
Passive Parameter |
Impedance (Combination of Reactance and Resistance). |
It can connect with the resistive, inductive, and capacitive types of load. |
Types |
Sinusoidal, Trapezoidal, Square, Triangular |
Pure DC and Pulsating DC |
Transmission of electrical energy |
In a power system, the conventional method to transmit power is the HVAC transmission system. The losses are less but more than the HVDC transmission system. |
In a power system, the most emerging technology for transmission systems is the HVDC Transmission system. The losses are very less in the HVDC transmission system. |
Convert |
It can convert from an AC supply with the help of a rectifier. |
Cell phones, electric vehicles, electroplating, flashlights, etc. |
Type of load |
It can connect with the resistive, inductive, and capacitive types of load. |
It can connect only with the resistive type of load. |
Source |
AC Generator |
DC Generator and battery |
Dangerous |
It is dangerous. |
But it is more dangerous than AC for the same power rating. |
Application |
Most of the household, industrial and commercial equipment operates on DC. |
Cell phones, Electric vehicles, Electroplating, flashlights, etc. |
ตารางเปรียบเทียบกระแสไฟฟ้าตรงกับกระแสไฟฟ้าสลับ
อะไรใช้กระแสไฟฟ้าตรง?
สามารถได้รับกระแสไฟฟ้าตรงจากแบตเตอรี่และเซลล์แสงอาทิตย์ได้ง่าย วงจรอิเล็กทรอนิกส์สำหรับกำลังส่วนใหญ่ต้องการแหล่งจ่ายไฟฟ้าตรง การใช้กระแสไฟฟ้าตรงในสาขาต่างๆ มีรายละเอียดดังนี้:
แหล่งจ่ายไฟฟ้าตรงถูกใช้ในหลายแอปพลิเคชันที่มีแรงดันต่ำ เช่น การชาร์จแบตเตอรี่โทรศัพท์มือถือ ในอาคารที่อยู่อาศัยและอาคารพาณิชย์ ไฟฟ้าตรงถูกใช้สำหรับระบบแสงสว่างฉุกเฉิน กล้องวงจรป้องกัน ทีวี ฯลฯ
ในยานพาหนะ แบตเตอรี่ถูกใช้เพื่อเริ่มเครื่องยนต์ ไฟ และระบบจุดระเบิด รถยนต์ไฟฟ้าทำงานด้วยแบตเตอรี่ (กระแสไฟฟ้าตรง)
ในการสื่อสารใช้แหล่งจ่ายไฟฟ้าตรง 48V โดยทั่วไปจะใช้สายเดียวในการสื่อสารและใช้พื้นดินเป็นทางกลับ ส่วนใหญ่อุปกรณ์เครือข่ายสื่อสารทำงานด้วยกระแสไฟฟ้าตรง
การส่งผ่านไฟฟ้าแรงดันสูงเป็นไปได้ด้วยสายส่ง HVDC มีข้อดีของระบบส่งผ่าน HVDC มากกว่าระบบส่งผ่าน HVAC แบบดั้งเดิม ระบบ HVDC มีประสิทธิภาพมากกว่าระบบ HVAC เนื่องจากไม่มีการสูญเสียพลังงานจากการผลโคโรนาหรือผลผิว.
ในโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ พลังงานถูกสร้างขึ้นในรูปแบบของกระแสไฟฟ้าตรง
พลังงานไฟฟ้าสลับไม่สามารถเก็บสะสมได้เหมือนกระแสไฟฟ้าตรง ดังนั้น เพื่อเก็บพลังงานไฟฟ้า จะใช้กระแสไฟฟ้าตรงเสมอ
ในระบบการลากจูง เครื่องยนต์รถไฟทำงานด้วยกระแสไฟฟ้าตรง ในรถดีเซลก็เช่นกัน แฟน ไฟ แอร์ และปลั๊กไฟทำงานด้วยกระแสไฟฟ้าตรง
วิธีวัดกระแสไฟฟ้าตรง
กระแสไฟฟ้าตรงสามารถวัดได้โดยใช้มัลติมิเตอร์ มัลติมิเตอร์ จะถูกเชื่อมต่อด้วยซีรีย์กับโหลด
สายสีดำ (COM) ของมัลติมิเตอร์จะเชื่อมต่อกับขั้วลบของแบตเตอรี่ สายสีแดง (สายบวก) จะเชื่อมต่อกับโหลด ขั้วบวกของแบตเตอรี่จะเชื่อมต่อกับโหลด แผนภาพการเชื่อมต่อแสดงดังรูปด้านล่าง:
ตั้งค่าประเภทของกระแสไฟฟ้าตรงในมัลติมิเตอร์ ค่าที่แสดงคือค่าของกระแสไฟฟ้าตรงที่ไหลผ่านโหลด เมตรแบบคลิปออนยังใช้วัดกระแสไฟฟ้าตรงที่ไหลผ่านตัวนำได้อีกด้วย
กระแสไฟฟ้าตรงไหลไปทางไหน?
กระแสไฟฟ้าคือการไหลของประจุหรืออิเล็กตรอน ทิศทางของกระแสไฟฟ้าขึ้นอยู่กับทิศทางของการไหลของประจุ
อิเล็กตรอนไหลจากขั้วลบของแบตเตอรี่ไปยังขั้วบวกของแบตเตอรี่ จากนั้นกระแสไฟฟ้าจะแสดงทิศทางจากขั้วบวกไปยังขั้วลบ
เบนจามิน แฟรงคลิน สังเกตว่ามีบางอย่างเคลื่อนที่ผ่านตัวนำ แต่ในขณะนั้นโปรตอนและอิเล็กตรอนยังไม่ถูกค้นพบ ดังนั้นเขาไม่ทราบว่าอะไรกำลังเคลื่อนที่ผ่านตัวนำ.
เขายอมรับว่ากระแสไฟฟ้าไหลจากพื้นที่ความเข้มข้นสูงไปยังพื้นที่ความเข้มข้นต่ำ และเรียกพื้นที่ความเข้มข้นสูงว่าบวก พื้นที่ความเข้มข้นต่ำว่าลบ ดังนั้นกระแสไฟฟ้าจะไหลจากบวกไปลบ และทิศทางนี้เป็นทิศทางที่ยอมรับกันทั่วไปของการไหลของกระแสไฟฟ้า
หลังจากการค้นพบอิเล็กตรอนและโปรตอน ได้ยืนยันว่ากระแสไฟฟ้าไหลจากขั้วลบไปยังขั้วบวกของแบตเตอรี่ แต่เราสมมติทิศทางของกระแสไฟฟ้าตามวิธีที่ยอมรับกันทั่วไป
ใครคิดค้นกระแสไฟฟ้าตรง?
ไฟฟ้ากระแสตรงถูกนำมาใช้เป็นครั้งแรกโดยนักฟิสิกส์ชาวอิตาลีAlessandro Volta’ผ่านแบตเตอรี่ของเขา ขณะนั้นยังไม่มีการแนะนำทิศทางของกระแสไฟฟ้า นักฟิสิกส์ชาวฝรั่งเศส Ampere ให้ความคิดเห็นว่ากระแสไฟฟ้าเดินทางในทิศทางเดียวจากบวกไปยังลบ
ในช่วงปลายศตวรรษที่ 19 สามนักประดิษฐ์ ได้แก่ Nikola Tesla, George Westinghouse, และ Thomas Edison ต่อสู้กันในการเลือกระบบไฟฟ้า
บริษัทของเอดิสันส่งเสริมระบบ DC เป็นระบบไฟฟ้าหลักและระบุว่ามันดีกว่าระบบ AC เขาสร้างโรงไฟฟ้าแห่งแรกและเริ่มส่งกระแสไฟฟ้า DC ไปยังบ้านในนครนิวยอร์ก
การแข่งขันระหว่างเอดิสันและเทสลาเริ่มขึ้น เนื่องจากเทสลารองรับระบบ AC และสามารถส่งกระแสไฟฟ้า AC ได้ระยะทางไกล หลังจากการต่อสู้นี้ Westinghouse สร้างเครื่องกำเนิดไฟฟ้าพลังงานน้ำแห่งแรกที่น้ำตกไนแองการา และกลายเป็นผู้ชนะของการต่อสู้นี้ ตั้งแต่นั้นมา ระบบ AC จะเป็นระบบหลักเหนือระบบ DC
แต่ในปัจจุบัน เนื่องจากมีอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์มากขึ้น กระแสไฟฟ้า DC ถูกใช้เพื่อจ่ายไฟให้กับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์แรงดันต่ำอิเล็กทรอนิกส์
แหล่งที่มา: Electrical4u
คำแถลง: เคารพ ต้นฉบับ, บทความที่ดีควรแชร์, หากละเมิดสิทธิ์โปรดติดต่อลบ
