Ce este curentul continuu? Curentul continuu (DC) este un flux unidirectional de sarcina electrica. O celula electrochimica este un prim exemplu de putere DC.
Curentul continuu poate curge printr-un conductor, cum ar fi un fir, dar poate circula si prin semiconductori, izolatori sau chiar printr-un vid, ca in fasciculele de electroni sau ioni. Curentul electric curge intr-o directie constanta, distingandu-l de curentul alternativ (AC). Un termen folosit anterior pentru acest tip de curent a fost curentul galvanic.
Abrevierile AC si DC sunt adesea utilizate pentru a insemna pur si simplu alternativ si direct, ca atunci cand se modifica curentul sau tensiunea.
Curentul continuu poate fi convertit dintr-o sursa de curent alternativ prin utilizarea unui redresor, care contine elemente electronice (de obicei) sau elemente electromecanice care permit curentului sa curga doar intr-o singura directie. Curentul continuu poate fi convertit in curent alternativ printr-un invertor.
Curentul continuu are multe utilizari, de la incarcarea bateriilor la surse mari de alimentare pentru sisteme electronice, motoare si multe altele. Cantitati foarte mari de energie electrica furnizate prin curent continuu sunt utilizate la topirea aluminiului si in alte procese electrochimice. Este folosit si pentru unele cai ferate, in special in zonele urbane. Curentul continuu de inalta tensiune este utilizat pentru a transmite cantitati mari de energie de la site-uri de generare la distanta sau pentru a interconecta retelele de curent alternativ.
Curentul continuu a fost produs in 1800 de bateria fizicianului italian Alessandro Volta. Natura curgerii curentului nu a fost inca inteleasa. Fizicianul francez André-Marie Ampère a presupus ca curentul se deplasa intr-o directie de la pozitiv la negativ.
Cand producatorul francez de instrumente Hippolyte Pixii a construit primul generator electric dintr-un dinam in 1832, el a descoperit ca, pe masura ce magnetul folosit a trecut buclele de sarma la fiecare jumatate de tura, a provocat inversarea fluxului de energie electrica, generand un curent alternativ. La sugestia lui Ampère, Pixii a adaugat ulterior un comutator, un tip de „switch” in care contactele de pe arbore interactioneaza cu alte contacte pentru a produce curent continuu.
La sfarsitul anilor 1870 si inceputul anilor 1880, s-a vazut ca electricitatea incepe sa fie generata la centrale. Acestea au fost initial configurate pentru iluminarea cu arc electric (un tip popular de iluminat stradal) care functioneaza cu tensiune foarte mare (de obicei mai mare de 3000 volti) curent continuu sau curent alternativ.
Acest proces a fost urmat de utilizarea pe scara larga a curentului continuu de joasa tensiune pentru iluminatul electric din interior in afaceri si case, dupa ce inventatorul Thomas Edison si-a lansat „utilitarul” electric pe baza de bec incandescent in 1882. Din cauza avantajelor semnificative ale curentului alternativ fata de curentul continuu, pentru a creste si a reduce tensiunile si pentru a permite distante de transmisie mult mai mari, curentul continuu a fost inlocuit in urmatoarele cateva decenii de curentul alternativ in furnizarea de energie.
La mijlocul anilor 1950, a fost dezvoltata transmisia de curent continuu de inalta tensiune si este acum o optiune in locul sistemelor de curent alternativ de inalta tensiune pe distante lungi. Pentru cablurile de mare distanta (de exemplu, intre tari, cum ar fi NorNed), aceasta optiune DC este singura optiune tehnic fezabila. Pentru aplicatiile care necesita curent continuu, cum ar fi sistemele de alimentare cu sina, curentul alternativ este distribuit la o statie care utilizeaza un redresor pentru a converti puterea in curent continuu.
Ce este curentul continuu? Diverse definitii
Termenul de curent continuu este folosit pentru a se referi la sistemele de alimentare care utilizeaza o singura polaritate de tensiune sau curent si pentru a se referi la valoarea medie locala constanta, cu frecventa zero sau care variaza lent de o tensiune sau curent. De exemplu, tensiunea pe o sursa de tensiune continua este constanta la fel ca si curentul printr-o sursa de curent continuu.
Solutia de curent continuu a unui circuit electric este solutia in care toate tensiunile si curentii sunt constante. Se poate arata ca orice forma de unda stationara de tensiune sau curent, poate fi descompusa intr-o suma a unei componente DC si a unei componente cu variatie de timp medie zero; componenta continua este definita ca fiind valoarea asteptata sau valoarea medie a tensiunii sau curentului.
Desi DC inseamna „curent continuu”, DC se refera adesea la „polaritate constanta”. Conform acestei definitii, tensiunile DC pot varia in timp, asa cum se vede in iesirea bruta a unui redresor sau in semnalul vocal fluctuant pe o linie telefonica.
Unele forme de curent continuu (cum ar fi cel produs de un regulator de tensiune) nu au aproape nici o variatie a tensiunii, dar pot avea totusi variatii ale puterii si curentului de iesire.
Circuite
Un circuit de curent continuu este un circuit electric care consta din orice combinatie de surse de tensiune constanta, surse de curent constant si rezistente. In acest caz, tensiunile si curentii circuitului sunt independenti de timp. O anumita tensiune sau curent de circuit nu depinde de valoarea trecuta a vreunei tensiuni sau curente a circuitului. Aceasta implica faptul ca sistemul de ecuatii care reprezinta un circuit DC nu implica integrale sau derivate in ceea ce priveste timpul.
Daca un condensator sau inductor este adaugat la un circuit DC, circuitul rezultat nu este, strict vorbind, un circuit DC. Cu toate acestea, majoritatea acestor circuite au o solutie de curent continuu. Aceasta solutie ofera tensiunile si curentii circuitului atunci cand circuitul este in stare de echilibru continuu. Un astfel de circuit este reprezentat de un sistem de ecuatii diferentiale.
Solutia la aceste ecuatii contine de obicei o parte care variaza in timp sau o parte tranzitorie, precum si o parte in stare constanta sau stabila. Aceasta parte a starii stationare este solutia DC. Exista unele circuite care nu au o solutie DC. Doua exemple simple sunt o sursa de curent constant conectata la un condensator si o sursa de tensiune constanta conectata la un inductor.
In electronica, este obisnuit sa se faca referire la un circuit care este alimentat de o sursa de tensiune continua, cum ar fi o baterie sau iesirea unei surse de alimentare de curent continuu ca un circuit de curent continuu, chiar daca ceea ce se intentioneaza este ca circuitul sa fie alimentat de curent continuu.
Ce este curentul continuu? Aplicatii
Cladiri particulare si comerciale
Acest simbol care poate fi reprezentat cu caracter Unicode U + 2393 (⎓) se gaseste pe multe dispozitive electronice care necesita sau produc curent continuu.
DC se gaseste in mod obisnuit in multe aplicatii de tensiune extrem de joasa si in unele aplicatii de joasa tensiune, in special in cazul in care acestea sunt alimentate de baterii sau sisteme de energie solara (deoarece ambele pot produce numai DC).
Majoritatea circuitelor electronice necesita o sursa de curent continuu.
Instalatiile domestice de curent continuu au de obicei diferite tipuri de prize, conectori, comutatoare si dispozitive, fata de cele potrivite pentru curent alternativ. Acest lucru se datoreaza in principal tensiunilor mai mici utilizate, rezultand curenti mai mari pentru a produce aceeasi cantitate de energie.
De obicei, este important ca un aparat de curent continuu sa respecte polaritatea, cu exceptia cazului in care dispozitivul are o punte cu diode pentru a corecta acest lucru.
EMerge Alliance este asociatia industriala deschisa care dezvolta standarde de distributie a curentului continuu in case hibride si cladiri comerciale.
Automobile
Majoritatea aplicatiilor auto folosesc DC. O baterie auto asigura energie pentru pornirea motorului, iluminatul si sistemul de aprindere. Alternatorul este un dispozitiv de curent alternativ care foloseste un redresor pentru a produce curent continuu pentru incarcarea bateriei. Majoritatea vehiculelor de calatori utilizeaza sisteme nominale de 12 V.
Multe camioane grele, echipamente agricole sau echipamente pentru deplasarea pamantului cu motoare diesel, utilizeaza sisteme de 24 de volti. In unele vehicule mai vechi, s-a folosit 6 V, cum ar fi in clasicul original Volkswagen Beetle. La un moment dat, un sistem electric de 42 V a fost luat in considerare pentru automobile, dar a fost utilizat foarte putin.
Telecomunicatii
Echipamentele de comunicatii prin centrala telefonica utilizeaza o sursa de alimentare standard −48 V DC. Polaritatea negativa se obtine prin impamantarea terminalului pozitiv al sistemului de alimentare cu energie si a bateriei. Acest lucru se face pentru a preveni depunerile de electroliza. Instalatiile telefonice au un sistem de baterii pentru a se asigura ca energia este mentinuta pentru liniile de abonati in timpul intreruperilor de alimentare.
Alte dispozitive pot fi alimentate de la sistemul de telecomunicatii DC folosind un convertor DC-DC pentru a furniza orice tensiune convenabila.
Multe telefoane se conecteaza la o pereche rasucita de fire si utilizeaza polarizarea, pentru a separa intern componenta alternativa a tensiunii dintre cele doua fire (semnalul audio) de componenta continua a tensiunii dintre cele doua fire (utilizate pentru alimentarea telefonului ).
Transmisie de putere de inalta tensiune
Sistemele de transmisie a energiei electrice cu curent continuu de inalta tensiune (HVDC) utilizeaza curent continuu pentru transmisia in vrac a energiei electrice, spre deosebire de sistemele de curent alternativ mai frecvente. Pentru transmisia pe distante lungi, sistemele HVDC pot fi mai putin costisitoare si pot suferi pierderi electrice mai mici.
Aplicatiile care utilizeaza celule de combustibil (amestecand hidrogen si oxigen impreuna cu un catalizator pentru a produce electricitate si apa ca produse secundare) produc, de asemenea, doar DC.
