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