Prąd przemienny i prąd stały

W XVIII wieku, gdy Benjamin Franklin jako pierwszy odkrył, że piorun to zjawisko elektryczne, uznał, że składa się on z ładunku przenoszącego energię z jednego miejsca do drugiego. Następny był Thomas Edison, który wynalazł żarówkę, która potrafiła zamieniać energię elektryczną na światło. Ładunek przepływał ze źródła zasilania przez przewód w jedną stronę, do elementu elektrycznego takiego jak żarówka, a potem z powrotem do źródła zasilania, tym razem z mniejszą ilością energii. Nazywamy to prądem stałym. Ale pojawił się problem. Gdy próbowano przesłać prąd stały na duże odległości, po drodze uciekało mnóstwo energii.

Jednym ze sposobów na zmniejszenie strat energii przy jej przesyłaniu na duże odległości jest zwiększenie napięcia elektrycznego. Ale w tamtym czasie technologię zwiększania napięcia prądu stałego trudno było rozwinąć. Nawet uderzenie pioruna mogło trwale uszkodzić układ przesyłowy prądu stałego. Zbudowanie i utrzymanie takiego układu było po prostu za drogie. Rozwiązanie tego problemu zaproponowało dwóch innych wynalazców: Nikola Tesla i George Westinghouse.

Wpadli na nowy pomysł. Zamiast pozwolić, aby prąd płynął tylko w jednym kierunku, może lepiej doprowadzić do tego, żeby bardzo szybko zmieniał kierunek? Stworzyli prąd przemienny, co oznaczało, że kierunek, w którym płynie ładunek często się zmienia. W porównaniu do prądu stałego, zwiększenie napięcia dla prądu przemiennego było łatwiejsze i tańsze. Dlatego w większości miejsc na świecie zaczęto stosować układy przesyłowe prądu przemiennego.

Nawet dzisiaj używa się ich w większości krajowych systemów energetycznych. Większość urządzeń AGD jest zasilanych prądem przemiennym i dlatego właśnie w gniazdkach mamy prąd przemienny. Ale od czasów Tesli i Westinghouse'a sporo się zmieniło. Odkryto nowe technologie. Teraz dużo częściej używamy baterii.

Zastanawialiście się kiedyś, dlaczego na ładowarkach jest takie małe pudełeczko? To przetwornica, który przekształca prąd przemienny płynący z gniazdka w prąd stały, ponieważ do doładowania baterii, potrzebny jest prąd stały. Zmiany z prądu przemiennego na stały powodują utratę energii i dlatego po chwili ładowarka się nagrzewa. Dlaczego w takim razie nie przerobimy wszystkiego na prąd stały? To nie takie proste, jak się wydaje.

Dziesiątki lat zajęło nam zbudowanie systemów zasilania prądem przemiennym dla całych miast. Zmiana na prąd stały trwałaby bardzo długo. Ale nowsze elektrownie, takie jak Zapora Trzech Przełomów w Chinach, buduje się używając linii energetycznych prądu stałego do dystrybucji energii elektrycznej. Dzięki nowym technologiom łatwiej jest przesyłać prąd stały na większe odległości przy minimalnych stratach energii. Być może Tesli i Westinghouse'a nie ucieszyłaby taka zmiana, ale czasy się zmieniły i prąd stały może być najlepszym rozwiązaniem na przyszłość.

Przynajmniej Franklin i Edison wreszcie postawią na swoim.