Warum wird in Häusern Wechselstrom verwendet?

Warum wird in Häusern Wechselstrom verwendet?
Anonim

Antworten:

Weil es einfacher ist, sich mit relativ geringen Verlusten auf große Entfernungen zu verteilen, und bei Berührung die gleiche Spannung ein wenig sicherer ist.

Erläuterung:

In den meisten Elektrizitätsverteilungssystemen wird aus verschiedenen Gründen Wechselstrom verwendet. Der wichtigste ist jedoch die Leichtigkeit, mit der er von einer Spannung in eine andere umgewandelt werden kann.

Mit DC ist dies sehr viel schwieriger (und teuer).

(Zur Umwandlung von Gleichstrom werden elektronische Schaltungen verwendet, um Wechselstrom zu erzeugen, der dann mit einem Transformator transformiert und wieder in Gleichstrom umgewandelt wird.)

Mit einem elektrischen Transformator (Spulen mit eng miteinander verbundenen Magnetfeldern) können große Mengen an Wechselstrom in nahezu jede gewünschte Spannung mit sehr geringem Energieverlust umgewandelt werden.

Alle "Raumtemperatur" - Leiter haben einen Widerstand, so dass sie sich unter Strom erwärmen.

Die dadurch erzeugte Wärme (Transmissionsverlust) ist proportional zur Quadrat der Strömungund zum Widerstand:

Energie # = I ^ 2R #

Um den Energieverlust zu minimieren, ist es wichtig, sowohl den Widerstand als auch den Strom niedrig zu halten, wobei ein niedriger Strom besonders wichtig ist, da er exponentiell auf die Verluste wirkt.

Leistung #P = V * I # (Volt multipliziert mit Ampere) Für eine gegebene Leistung muss die Spannung also hoch sein, wenn der Strom niedrig gehalten wird.

Große Transformatoren werden verwendet, um Übertragungsleitungen mit hohen Spannungen zu betreiben, um die Verluste so gering wie möglich zu halten.

Aber Hochspannung ist gefährlich, vor allem für das Leben, daher wäre das Eingehen in ein Haus kein akzeptables Risiko.

Wechselstrom wird dann an lokalen Transformatoren in der Nähe des Einsatzortes einfach und effizient in eine relativ sichere Spannung umgewandelt.

Mit DC ist das bei weitem nicht so einfach oder billig.

Andere Gründe sind:

  • Gleichstrom ist bei gleicher Spannung tödlicher als Wechselstrom, da er bei Berührung schwerer zu lösen ist, da die Spannung nicht durch Null geht. (Muskeln kontrahieren mit konstanter Kraft mit DC).
  • Elektrolytische Korrosion ist bei Gleichstrom problematischer.
  • Gleichstromlichtbogen "löschen" sich nicht so leicht (weil die Spannung nicht durch Null geht).
  • AC-Induktionsmotoren sind einfach herzustellen und zu warten. Gleichstrommotoren erfordern einen Kommutator und Bürsten oder komplizierte elektronische Schaltvorgänge.