wyzszosc pradu zmiennego
Transkrypt
wyzszosc pradu zmiennego
„WYŻSZOŚĆ” PRĄDU PRZEMIENNEGO NAD PRĄDEM STAŁYM. 1. Prąd przemienny jest bardzo łatwy do tzw. transformacji, czyli do zmiany napięcia. Aby uzyskać prąd przemienny o wymaganym napięciu wystarczy zastosować transformator, którego zasada działania opiera się na indukcji elektromagnetycznej. Transformator nie posiada ruchomych elementów przez co jest urządzeniem bardzo trwałym i charakteryzującym się najwyższą sprawnością spośród wszystkich urządzeń służących do przetwarzania energii elektrycznej. W przypadku prądu stałego należałoby do tego celu stosować skomplikowane układy wielomaszynowe (np. zespoły silników napędzających generatory, których sprawność byłaby o wiele niższa niż sprawność transformatora, chociażby ze względu na straty mechaniczne) lub kosztowne energoelektroniczne układy przekształtnikowe (tu z kolei występowałyby straty mocy w skomplikowanych układach energoelektronicznych). 2. Maszyny prądu przemiennego (czyli urządzenia służące do zamiany energii elektrycznej w mechaniczną i odwrotnie, tzn. silniki i generatory) mają o wiele prostszą budowę niż maszyny prądu stałego. Nie trzeba w nich stosować elementów komplikujących budowę, (np. komutatorów) i znacznie podwyższających koszty, które dodatkowo zmniejszają trwałość maszyny. Poza tym maszyny prądu przemiennego mają wyższy stosunek mocy do masy urządzenia. 3. Zastosowanie prądu przemiennego umożliwia budowę tzw. układów 3-fazowych, które umożliwiają przesył i przetwarzanie większych mocy. Mówiąc w uproszczeniu, w jednej 3-fazowej maszynie elektrycznej można „zmieścić” trzy maszyny 1-fazowe, poza tym układy do przesyłu prądu 3-fazowego mogą mieć tylko trzy przewody - nie trzeba stosować przewodu, którym prąd „wraca” do generatora 3fazowego (oszczędność materiału i zmniejszenie strat przesyłowych), bo w tym przewodzie prądy „powrotne” i tak wzajemnie by się znosiły (suma trzech sinusoid przesuniętych względem siebie co 120° jest równa przebiegowi o wartości równej 0) . 4. Układy 3-fazowe jeszcze bardziej upraszczają budowę maszyn elektrycznych (np. silniki indukcyjne wykorzystują tzw. magnetyczne pole wirujące w sposób naturalny wytwarzane przez uzwojenie 3fazowe – wystarczy, że przestrzenne osie poszczególnych uzwojeń obrócone są względem siebie co 120°). 5. Znaczne wartości prądów, z którymi mamy do czynienia w elektroenergetyce powodują poważne problemy techniczne z ich wyłączaniem. Chodzi o tzw. łuk elektryczny (np. wykorzystywany w spawarkach elektrycznych), który przy wyłączaniu dużego prądu musi być natychmiast „zgaszony”. I w tym przypadku ujawnia się wyższość prądu zmiennego nad prądem stałym. Ze względu na to, że prąd przemienny (z definicji) co pół okresu osiąga wartość 0 A, można go w tym momencie łatwo wyłączyć i „zgasić” łuk elektryczny. Łuk elektryczny przy prądzie stałym „pali” się cały czas pełną mocą – trudno go „ugasić”. Oczywiście wykorzystanie prądu przemiennego w elektroenergetyce również niesie ze sobą pewne problemy (tzw. ulot, prądy wirowe, zagadnienia stabilności sieci elektroenergetycznej, etc.) ale jednak w ostatecznym rozrachunku opłaca się stosować właśnie prąd przemienny a nie stały. opracował: Memex