Τι είναι οι κύριες διαφορές μεταξύ του εναλλασσόμενου και του συνεχούς ρεύματος ως προς την επίδρασή τους σε διαγωνίς αγωγούς καθώς και σε καταναλωτές και μετατροπείς;

Διαφορές στην Επίδραση του Υπεράγων και Διευθερωμένου Ρεύματος σε Διαχειριστές, Κατακόλουθες και Μετατροπείς

Οι επιπτώσεις του υπεράγων (AC) και διευθερωμένου (DC) ρεύματος σε διαχειριστές, κατακόλουθες και μετατροπείς διαφέρουν σημαντικά, κυρίως στα παρακάτω σημεία:

Επίδραση στους Διαχειριστές

• Επίδραση στην Επιδέρμι: Στα περιβάλλοντα υπεράγων ρεύματος, λόγω της ηλεκτρομαγνητικής επαγωγής, το ρεύμα τείνει να ρέει κοντά στην επιφάνεια του διαχειριστή, φαινόμενο γνωστό ως επίδραση στην επιδέρμι. Αυτό αποτελεί σε μειωμένη αποτελεσματική διατομή του διαχειριστή, αυξημένη αντίσταση και, επομένως, μεγαλύτερη απώλεια ενέργειας. Στα περιβάλλοντα διευθερωμένου ρεύματος, το ρεύμα είναι ομοιόμορφα κατανεμημένο σε όλη τη διατομή του διαχειριστή, αποφεύγοντας την επίδραση στην επιδέρμι.

• Επίδραση Προξενίας: Όταν ένας διαχειριστής βρίσκεται κοντά σε άλλον διαχειριστή που μεταφέρει ρεύμα, το υπεράγων ρεύμα προκαλεί την ανακατανομή του ρεύματος, οδηγώντας στην επίδραση προξενίας. Αυτό αυξάνει την αντίσταση του διαχειριστή και προκαλεί πρόσθετες απώλειες ενέργειας. Το διευθερωμένο ρεύμα δεν επηρεάζεται από αυτό το φαινόμενο.

Επίδραση στις Κατακόλουθες

• Φόρτωση και Ξεφόρτωση: Το υπεράγων ρεύμα προκαλεί την περιοδική φόρτωση και ξεφόρτωση των κατακόλουθων, με την τάση και το ρεύμα να είναι 90 βαθμούς εκτός φάσης. Αυτό επιτρέπει στις κατακόλουθες να αποθηκεύουν και να αποδίδουν ενέργεια και να εμφανίζουν χαμηλή αντίσταση για σήματα υψηλής συχνότητας. Σε περιβάλλοντα διευθερωμένου ρεύματος, μόλις η κατακόλουθη φορτωθεί επί της μέγιστης τάσης, δεν ρέει πλέον ρεύμα μέσα της.

• Αντιδραστικότητα Κατακόλουθης: Κάτω από υπεράγων ρεύμα, οι κατακόλουθες εμφανίζουν αντιδραστικότητα κατακόλουθης, η οποία εξαρτάται από τη συχνότητα και την κατακολουθητικότητα· υψηλότερες συχνότητες οδηγούν σε χαμηλότερη αντιδραστικότητα. Σε περιβάλλοντα διευθερωμένου ρεύματος, οι κατακόλουθες λειτουργούν ως ανοιχτή συνδυασμένη, δηλαδή με άπειρη αντιδραστικότητα.

Επίδραση στους Μετατροπείς

• Λειτουργικό Αρχή: Οι μετατροπείς λειτουργούν με βάση την αρχή της ηλεκτρομαγνητικής επαγωγής, βασιζόμενοι σε μεταβαλλόμενα μαγνητικά πεδία για τη μεταφορά ενέργειας. Μόνο τα μεταβαλλόμενα μαγνητικά πεδία μπορούν να επικαλέσουν ηλεκτροκινητική δύναμη, οπότε οι μετατροπείς χρησιμοποιούνται αποκλειστικά με υπεράγων ρεύμα. Το διευθερωμένο ρεύμα δεν μπορεί να παράγει το απαραίτητο μεταβαλλόμενο μαγνητικό ροή μέσα σε έναν μετατροπέα, καθιστώντας τον αδύνατο να εκτελεί μετατροπή τάσης.

• Απώλειες Στροφίδας και Χαλκίνης: Σε συνθήκες υπεράγων ρεύματος, οι μετατροπείς βιώνουν απώλειες στροφίδας (απώλειες από υστερηματική και απώλειες από ροή Φουκέ) και απώλειες χαλκίνης (ενέργεια χαμένη λόγω της αντίστασης των στροφιδών). Ενώ το διευθερωμένο ρεύμα αποφεύγει τα ζητήματα απώλειας στροφίδας, δεν μπορεί να λειτουργήσει σωστά χωρίς μεταβαλλόμενο μαγνητικό πεδίο.

Συνοψίζοντας, οι επιπτώσεις του υπεράγων και διευθερωμένου ρεύματος στα ηλεκτρικά συστατικά καθορίζονται από τα αντίστοιχα χαρακτηριστικά, όπως η συχνότητα και η κατεύθυνση. Αυτές οι διαφορές καθορίζουν την εφαρμοσιμότητα διαφορετικών τύπων πηγών ενέργειας για διάφορες εφαρμογές και τεχνικές απαιτήσεις. Με την κατανόηση αυτών των διακρίσεων, οι μηχανικοί μπορούν να σχεδιάζουν και να βελτιώνουν τα ηλεκτρικά συστήματα για συγκεκριμένες ανάγκες.