Постоянный ток против переменного

Опубликовано 10.03.2010 Ведущий Антон Панкратов

Знаете ли вы, что если бы Эдисон до конца отстоял свою позицию, то вся мировая инфраструктура, включая электрическую проводку в вашем доме, работала бы на постоянном токе, а не на переменном? Незадолго до начала 20-го столетия Никола Тесла изобрел методы генерации и передачи переменного тока, а также электрические моторы на переменном токе. И все мы знаем, что Тесла выиграл эту борьбу.
Преимуществом переменного тока является возможность понижения и повышения его напряжения, что позволяет передавать его на большие расстояния. Кроме того, переменный ток распространяется с гораздо меньшими потерями. Чтобы посчитать потери постоянного тока из-за сопротивления линии передач, следует найти сопротивление линии, а затем подставить его в уравнение мощности. Если взять в качестве примера силовую линию, передающую постоянный ток в 10000 ампер и имеющую нереалистично низкое сопротивление в 0.1 Ом, то потери на такой линии составят более 10 мегаватт! Кроме того, падение напряжения на такой линии составит более киловольта. Несмотря на вышеперечисленное, борьба за возврат постоянного тока все еще продолжается на промышленной арене.
Переменный ток имеет не только плюсы, но и минусы, а именно сложности с поддержанием точной частоты тока и фазовой синхронизации. Генератор должен иметь такую же частоту тока и фазу, как и в сети, иначе могут произойти действительно ужасные вещи. У переменного тока есть еще несколько проблем с огромными сетями, пролегающими по территории среднестатистической страны, а именно разницы между фазами в разных участках сети и проблемы с коэффициентом мощности. Также интересным является тот факт, что почти вся бытовая электроника, включая ПК, немедленно преобразует переменный ток в постоянный, а затем при помощи переключающего блока питания понижает его напряжение до значений, необходимых для работы компонентов системы. Большинство электронных подсистем работают с напряжением в диапазоне от 1 до 48 вольт. Еще одной причиной возможного перехода к постоянному току является возрастающая потребность в альтернативных источниках энергии. Солнечные панели, к примеру, вырабатывают энергию в виде постоянного тока, который должен быть преобразован в переменный для дальнейшей передачи. По мере того, как светодиоды постепенно вытесняют лампочки накаливания и флуоресцентные ламы, нужда в постоянном токе будет расти. Как и в других случаях, постоянный ток для светодиодов вырабатывается переключающим блоком питания.
В связи со всеми перечисленными выше причинами зародилось целое движение за возврат постоянного тока хотя бы в бытовых электрических сетях. Сомнительно, что последователи Эдисона одержат победу в войне, которая давно уже закончилась. Но вполне возможно, что оба вида тока будут спокойно сосуществовать под одной крышей.