Svet okoli nas je težko predstavljati brez elektrike, ki je prodrla na vsa področja sodobnega življenja. Ta vrsta energije se uporablja za razsvetljavo, vrtenje elektromotorjev, iz nje se napajajo različne elektronske naprave itd. Sebe električna oprema tvori zapleten tehnični sistem, ki mora nujno zagotoviti proizvodnjo električnega toka kot energija v elektrarnah, njena dobava neposredno do točke povezave potrošnika in poznejša preobrazba v želeno obliko delo.
DC in AC
Za ustvarjanje električnega toka je potreben zunanji vir energije, katerega funkcije lahko opravljajo:
- toplota pri zgorevanju premoga, nafte in plina;
- pretok vode iz rezervoarja ali zaradi plime in oseke;
- veter;
- sončno sevanje;
- kemični procesi v bateriji.
Nadalje se ta energija na tak ali drugačen način pretvori v tok, ki se prek žic prenese na priključno točko sprejemnika in tam uporabi za koristno delo.
Sam tok je lahko konstanten ali izmeničen. Izmenični tok ima običajno sinusni značaj, kar je posledica narave njegovega prejema zaradi rotacijskega gibanja gredi generatorja, slika 1.
Prednosti in slabosti enosmernih in izmeničnih omrežij
Enosmerna omrežja v zgodnjih fazah razvoja elektrotehnike so se ugodno razlikovala po preprostosti ustvarjanja elektromotorjev, ki delajo iz njih. Ta prednost je bila izgubljena takoj po izumu večfaznega elektromotorja leta 1882.
Glede električne razsvetljave na žarnicah z žarilno nitko sta izmenična in enosmerna napetost enakovredni.
Z vidika prenosa električne energije od kraja njene proizvodnje do porabe omrežja izmeničnega toka izkazalo se je, da je bilo po izumu in razvoju zasnove moči izven konkurence transformator.
Slednje je bilo povezano z izgubami električne energije. Potrošnik iz varnostnih razlogov zahteva razmeroma nizko napetost, medtem ko se izgube med prevozom zmanjšajo pri preklopu na visoko napetost. Spreminjanje napetosti v enosmernih enosmernih omrežjih še vedno ni rešeno s preprostimi sredstvi, medtem ko AC omrežja za to je dovolj, da namestite dva transformatorja ustrezne moči na konce linije, slika 2.
Zgodovina razvoja omrežij AC in DC
Prvič v množični komercialni uporabi v poznih 70-ih. 19. stoletje je dobilo trižična enosmerna omrežja (+/- 110 V in 0 V), ki so bila ustvarjena dne oprema podjetja Edison Electric Company Edison Electric Light (trenutno del General Električni "). Z njimi so napajali prve vzorce žarnic z žarilno nitko, slika 3.
Westinghouse je deset let kasneje obvladal industrijsko proizvodnjo primerne za množično uporabo električne opreme izmeničnega toka, ki jo je ustvaril Nikola Tesla. Kljub tako velikemu časovnemu zamiku zaradi opazno boljših obratovalnih parametrov elektroenergetskega omrežja je na podlagi tega hitro izrinil svojega konkurenta. Že konec 20-ih. XX. Stoletja v ZDA DC omrežij v novonastalih objektih niso več uporabljali. Vendar je bila zadnja razgrajena šele leta 2007.