В чем разница между переменным и постоянным током? Мнения инженеров-электриков

Peter Withers

Переменный ток распространяется по проводу, используя «скин-эффект». По сути, электричество распространяется по поверхности проводника, а не проникает в провод. Постоянный ток использует весь провод.

Люди скажут вам, что переменный ток будет распространяться по проводу дальше, чем постоянный. Ну... все не так просто. То, насколько далеко электричество может распространяться по проводу, определяется его напряжением. Чем выше напряжение, тем дальше оно может распространяться. Когда Тесла, Эдисон, Вестингауз, Шалленбергер и все герои раннего электричества еще были в деле, единственной технологией, которая могла повышать и понижать напряжение, был трансформатор, который может преобразовывать только переменный ток. Трансформаторы настолько хороши в блокировке постоянного напряжения, что одно из их самых больших применений заключается именно в этом — например, в ламповом усилителе динамик подключен к конечному каскаду усиления с помощью трансформатора, чтобы удерживать постоянный ток подальше от звуковой катушки динамика. В современную эпоху у нас есть оборудование, которое может повышать или понижать очень высокие напряжения постоянного тока, поэтому многие мощные линии электропередачи передают постоянный ток напряжением 600 000 вольт. Есть несколько преимуществ преобразования вашей трехфазной линии электропередачи переменного тока в постоянный ток - каждый провод переносит больше электричества из-за того, что постоянный ток проникает по всему проводу, в системе меньше потерь, и передача переменного тока рассматривает три провода как один проводящий путь, но при передаче постоянного тока эти три провода становятся тремя проводящими путями. Недостатком является то, что оборудование, необходимое на каждом конце линии для повышения и понижения напряжения постоянного тока, намного дороже трансформатора.

Steve Jones

«Переменный ток перемещается по проводу, используя «скин-эффект». По сути, электричество перемещается по поверхности проводника, а не проникает в провод. Постоянный ток использует весь провод». 

Это заблуждение. Действительно, «скин-эффект» существует, но глубина этого скина зависит как от частоты, так и от характеристик проводника. В случае с частотами сети переменного тока глубина скина довольно велика. Для меди при 60 Гц она составляет около 8,5 мм (10,6 мм в алюминии), что означает, что медный провод должен быть около 17 мм в диаметре (около двух третей дюйма), прежде чем сопротивление значительно увеличится. Это также не жесткое ограничение. Обычная бытовая проводка никогда не приближается к этой площади поперечного сечения.

Медный кабель диаметром 17 мм может передавать около 5000 ампер без перегрева при 60 Гц. Конечно, постоянный ток в этом отношении лучше и имеет меньше потерь в других областях при равных токах. Однако если мы начнем иметь дело с частотами в диапазоне ГГц, то это будет другое дело. В меди 1 ГГц переменный ток имеет глубину скин-слоя всего около 2 микрон. Тогда сопротивление становится очень высоким, поэтому для мощной мощности ГГц обычно используют волноводы, а не кабели.

Herman Vanmunster

Основная причина, по которой постоянный ток может передаваться на большие расстояния более эффективно, чем переменный ток (при том же уровне среднеквадратичного напряжения и той же передаваемой активной мощности), заключается в отсутствии потерь реактивной мощности в постоянном токе. Для очень длинных линий электропередачи реактивное сопротивление линии может привести к тому, что мощность будет перескакивать между источником и нагрузкой без фактической (активной) передачи мощности к источнику. Этот эффект гораздо важнее скин-эффекта для передачи электроэнергии на очень большие расстояния. Этот эффект еще важнее в кабелях. Емкостное сопротивление кабеля намного выше индуктивного сопротивления воздушной линии. Причиной этого является короткое расстояние между проводами в кабеле.

Peter Withers

По сути, постоянный ток просто течет в одном направлении, переменный ток меняет полярность 50 или 60 раз в секунду и будет управлять трансформаторами и асинхронными двигателями, бытовые сети переменного тока. В Великобритании используют только одну фазу из трехфазной системы с общей нейтралью, поэтому мы получаем не настоящий переменный ток, а пульсирующий постоянный ток, потому что он не меняет полярность. Очень запутанная тема.

Магазин Gtest® - авторизованный поставщик токовых клещей: https://gtest.com.ua/izmeritelnye-pribory/tokovye-kleshchi