Kde a prečo sa DC používa?
Dnes neexistuje jediná technologická oblasť, kde by sa elektrina nepoužívala v tej či onej forme. Medzitým typ prúdu, ktorý ich napája, súvisí s požiadavkami na elektrické zariadenia. A hoci je dnes striedavý prúd na celom svete veľmi bežný, stále existujú oblasti, kde sa jednosmerný prúd jednoducho eliminovať nedá.
Prvými zdrojmi použiteľného jednosmerného prúdu boli galvanické články, ktoré v princípe chemicky dávali presné D.C., čo je prúd elektrónov pohybujúcich sa jedným konštantným smerom. Odtiaľ pochádza názov „jednosmerný prúd“.
Jednosmerný prúd sa dnes získava nielen z batérií a akumulátorov, ale aj usmerňovaním striedavého prúdu. Kde a prečo sa presne používa jednosmerný prúd v našom storočí a bude sa o ňom diskutovať v tomto článku.
Začnime trakčnými motormi elektrických vozidiel. Metro, trolejbusy, motorové lode a elektrické vlaky sú tradične poháňané jednosmernými motormi. DC motory pôvodne sa líšili od striedavých motorov tým, že mohli plynulo meniť otáčky pri zachovaní vysokého krútiaceho momentu.
Striedavé napätie sa usmerňuje v trakčnej rozvodni a potom sa privádza do kontaktnej siete — takto sa získava jednosmerný prúd pre verejnú elektrickú dopravu. Na motorových lodiach možno elektrinu na pohon motorov získavať z jednosmerných dieselových generátorov.
Elektromobily využívajú aj jednosmerné motory, ktoré sú poháňané batériou a opäť tu dostávame výhodu v podobe rýchlo sa rozvíjajúceho hnacieho momentu a máme tu aj ďalšiu dôležitú výhodu, možnosť rekuperačného brzdenia. V momente zastavenia sa motor stáva permanentným generátorom a nabíja sa batérie.
Výkonné žeriavy v hutníckych prevádzkach, kde je potrebné hladko zvládnuť enormné rozmery a monštruóznu masu naberačiek roztaveného kovu, využívajú jednosmerné motory, opäť pre ich výbornú ovládateľnosť. Rovnaká výhoda platí pre použitie jednosmerných motorov v pojazdných rýpadlách.
Bezkomutátorové jednosmerné motory sú schopné vyvinúť obrovské otáčky, merané v desiatkach a stovkách tisíc otáčok za minútu. Malé vysokorýchlostné jednosmerné motory sa teda inštalujú na pevné disky, kvadrokoptéry, vysávače atď. Sú tiež nepostrádateľné ako krokové pohony na ovládanie rôznych podvozkov.
Samotný prechod elektrónov a iónov v rovnakom smere jednosmerným prúdom robí jednosmerný prúd zásadne nevyhnutným. pri vykonávaní elektrolýzy.
Rozkladná reakcia v elektrolyte pod pôsobením jednosmerného prúdu v ňom umožňuje ukladanie určitých prvkov na elektródy. Takto sa získava hliník, horčík, meď, mangán a iné kovy, ale aj plyny: vodík, fluór atď., a mnohé ďalšie látky. Vďaka elektrolýze, teda jednosmernému prúdu, existujú celé odvetvia hutníctva a chemického priemyslu.
Galvanizácia je nemysliteľná bez jednosmerného prúdu. Kovy sa ukladajú na povrch výrobkov rôznych tvarov, takto sa vykonáva chrómovanie a niklovanie, vznikajú tlačené platne a kovové pomníky.O využití galvanizácie v medicíne na liečenie chorôb je zbytočné hovoriť.
Zváranie jednosmerným prúdom je oveľa efektívnejšie ako striedavým prúdom, šev je oveľa lepší ako pri zváraní toho istého výrobku tou istou elektródou, ale striedavým prúdom. Všetko moderné zváracie invertory zabezpečiť konštantné napätie elektródy.
Výkonné oblúkové lampy inštalované v projektoroch mnohých profesionálnych filmových štúdií poskytujú rovnomerné svetlo bez oblúkového bzučania práve vďaka napájaniu jednosmerným oblúkom. LED diódy, takže sú napájané hlavne jednosmerným prúdom, čo je dôvod, prečo je dnes väčšina reflektorov napájaná jednosmerným prúdom, aj keď získaným premenou sieťového striedavého prúdu alebo z batérií (čo je niekedy veľmi výhodné).
Hoci je spaľovací motor auta poháňaný benzínom, štartuje ho batéria. A tu je jednosmerný prúd. Štartér je napájaný 12-voltovou batériou a v čase štartovania z nej odoberá desiatky ampérov.
Po naštartovaní sa akumulátor v aute nabíja generátorom, ktorý generuje striedavý trojfázový prúd, ktorý sa okamžite usmerní a privedie na svorky akumulátora. Batériu nemôžete nabíjať sieťovým napájaním.
Ako je to so záložnými zdrojmi? Aj keď sa kvôli nehode rozbehne obrovská elektráreň, potom pomocné batérie pomôžu naštartovať turbínové generátory. A najjednoduchšie domáce zdroje neprerušiteľného napájania pre počítače sa tiež nezaobídu bez batérií, ktoré poskytujú jednosmerný prúd, z ktorého sa premenou na menič získava striedavý prúd. A výstražné svetlá a núdzové osvetlenie — takmer všade je napájaný z batérií, to znamená, že tu bol užitočný jednosmerný prúd.
Ponorka — a ktorá využíva jednosmerný prúd na palube na napájanie elektromotora, ktorý otáča vrtuľu. Hoci sa rotácia turbogenerátora na väčšine moderných lodí s jadrovým pohonom dosahuje jadrovými reakciami, elektrina sa do motora dodáva vo forme rovnakého jednosmerného prúdu. To isté platí pre diesel-elektrické ponorky.
A samozrejme, nielen moje elektrické lokomotívy, vysokozdvižné vozíky či elektromobily využívajú jednosmerný prúd z batérií. Všetky elektronické vychytávky, ktoré so sebou nosíme, obsahujú lítiové batérie, ktoré poskytujú konštantné napätie a sú nabíjané konštantným prúdom z nabíjačiek. A ak si spomenieme rádiovú komunikáciu, televíziu, rozhlasové a televízne vysielanie, internet atď. V skutočnosti sa ukazuje, že veľká časť všetkých zariadení je napájaná priamo alebo nepriamo jednosmerným prúdom z batérií.