Curentul electric se refera la fluxul de electricitate intr-un circuit electric si la cantitatea de electricitate care curge printr-un circuit. Acest flux de electricitate este ca un flux de particule incarcate cu microparticule – ioni sau electroni, care se deplaseaza printr-un conductor sau spatiu. Unitatea internationala de masura a acestui flux este Amperul (A) ce reprezinta intensitatea lui (intensitatea curentului electric).
Cu cat valoarea in amperi este mai mare, cu atat mai multa energie electrica curge in circuit
Electricitatea este usor de vizualizat daca te gandesti la ea ca la fluxul de apa intr-un rau. Microparticulele numite electroni se unesc, iar numarul de electroni care circula in fiecare secunda constituie curentul.
Cunoastem deja ca exista doua tipuri de curent electric:
- Curent alternativ (AC – Alternating Current);
- Curent continuu (DC – Direct Current).
DC se traduce astfel „curent direct”, adica tensiune sau curent care mentine polaritatea sau, respectiv, directia constanta in timp.
AC inseamna „curent alternativ”, adica tensiune sau curent care isi schimba polaritatea sau, respectiv, directia in timp.
GENERAREA CURENTULUI ALTERNATIV
Curentul alternativ este produs printr-un alternator sau generator de curent alternativ. In interiorul campului magnetic, exista o sarma stationara rasucita in bucla in jurul unui arbore. Tensiunea de curent alternativ va fi produsa pe bobina de sarma pe masura ce arborele este rotit, in conformitate cu Legea lui Faraday a inductiei electromagnetice.
Acesta este principiul de bază de funcționare al unui alternator:
Aceasta intra periodic in polaritati magnetice diferite, ceea ce inseamna ca si intensitatea cu tensiunea isi alterneaza ordinea in interiorul acesteia.
Curentul generat ia forma de unda (sinusoidala, dreptunghiulara, triunghiulara). Unda sinusoidala este preferata, deoarece este usor de generat si calculat. Celelalte forme de unde necesita un dispozitiv aditional pentru a le converti in undele folosite in general de echipamente.
In cazul retelelor de distributie casnica din Romania tensiunea de linie este 400 V, iar cea de faza este de 230 V curent alternativ.
Avantaje ale curentului alternativ:
- Prizele din casa sau birou utilizeaza curent alternativ;
- Generarea si distribuirea lui pe distante mari este mai usoara;
- O valoare mai mica a energiei pierdute in distributia electrica de inalta tensiune;
- Poate fi usor modificat de la o tensiune mare, la o tensiune mai mica sau viceversa, cu ajutorul transformatoarelor;
- Este utilizat de majoritatea echipamentelor casnice – frigider, congelator, masina de spalat vase, rufe, etc.
Partea negativa a curentului alternativ este ca sunt utilizate diferite standarde in diferite tari. In Romania se foloseste “standardul” de 230V cu o frecventa de 50Hz, care este mai eficient, insa mai periculos decat valoarea de 110V utilizata in SUA.
Precautia este intotdeauna prezenta cand este vorba de curent electric, asadar masurile de siguranta nu sunt niciodata suficiente.
O alta parte negativa o reprezinta si imposibilitatea utilizarii directe a acestuia in anumite aplicatii, cum ar fi: incarcarea bateriilor, galvanizare s.a..
Generarea curentului continuu
Curentul continuu are la baza miscarea particulelor cu sarcina electrica, adica electronii intr-un flux unidirectional. Intensitatea curentului in acest caz va varia in timp, insa directia de miscare ramane neschimbata. Nici polaritatea tensiunii nu va suferi modificari.
In acest circuit, electronii pornesc din polul negativ si se duc catre polul pozitiv. Sunt oameni de stiinta insa, care spun ca miscarea electronilor este de la polul pozitiv catre cel negativ.
In general principala sursa a curentului continuu o reprezinta bateriile, celulele fotovoltaice sau electrochimice. Dar preferatul este totusi curentul alternativ.
In acest caz, curentul alternativ, poate fi convertit in curent continuu.
Acest lucru se intampla in mai multe etape. Initial sursa trebuie sa fie un transformator, care mai tarziu va schimba curentul alternativ in continuu cu ajutorul unui redresor. Se impiedica inversarea fluxului, apoi este utilizat un filtru pentru a elimina pulsatiile curentului la iesirea din redresor.
Avantajele curentului continuu
- Curentul continuu poate fi generat de catre o sursa regenerabila cum ar fi energia solara. In cazul curentului alternativ, sursele acestuia consta in cosiderente de proiectare complexe si in legatura stransa cu poluarea;
- Constanta acestuia se potriveste in circuitele electronice. De aceea, majoritatea componentelor electronice functioneaza pe curent continuu;
- Circuitele cu acest tip de curent sunt eficiente, au pierderi reduse si nu fac zgomot;
- Un alt avantaj este stocarea acestuia. Poate fi depozitat cu usurinta in baterii si supercapacitori;
- Distributia, din punct de vedere financiar, este mai ieftina decat cea a curentului alternativ.
Dezavantajele curentului continuu
- Generatoarele de DC sunt mai complexe decat cele de AC. Curentul continuu nu poate fi generat la o tensiune ridicata din cauza problemei de comutare;
- Desi distributia este una mai ieftina si mai simpla decat cea AC, curentul continuu nu poate fi transmis pe distante mari;
- Desi utilajele care folosesc curentul continuu sunt mai eficiente decat cele care folosesc AC, constructia acestora necesita mecanisme complexe .
Ce este un transformator?
Generatoarele de curent alternativ si motoarele de curent alternativ tind sa fie mai simple decat generatoarele si motoarele de curent continuu. Aceasta simplitate relativa se traduce printr-o mai mare fiabilitate si costuri de productie mai mici. Dar pentru ce altceva este bun AC? Cu siguranta trebuie sa fie mai mult decat detalii de proiectare ale generatoarelor si motoarelor! Intr-adevar exista.
Există un efect al electromagnetismului cunoscut sub numele de inductie reciproca, prin care doua sau mai multe bobine de sarma sunt plasate astfel incat campul magnetic variabil creat de unul induce o tensiune in cealalta. Daca avem doua bobine mutual inductive si activam o bobina cu AC, vom crea o tensiune AC in cealalta bobina. Cand este utilizat ca atare, acest dispozitiv este cunoscut sub numele de transformator:
Semnificatia fundamentala a unui transformator are la baza capacitatea sa de a creste sau scade tensiunea de la bobina alimentata la bobina nealimentata. Tensiunea AC indusa in bobina nealimentata („secundara”) este egala cu tensiunea AC pe bobina alimentata („primara”) inmultita cu raportul dintre spirele bobinei secundare si spirele bobinei primare.
Daca bobina secundara alimenteaza o sarcina, curentul prin bobina secundara este exact opusul: curentul bobinei primare inmultit cu raportul spirelor primare si secundare.
Speram ca acest articol v-a ajutat sa descoperiti ce este, cum functioneaza si care sunt avantajele si dezavantajele fiecarui tip de curent electric – continuu sau alternativ.
Surse:
https://en.wikipedia.org/wiki/Electric_current
https://www.appropedia.org/Alternating_current
https://www.etechnog.com/2021/05/DC-advantages-disadvantages.com
https://www.allaboutcircuits.com/textbook/alternating-current/chpt-1/what-is-alternating-current-ac/
