Corrent directe (DC) vs. Corrent altern (CA): Aplicacions diferents
El corrent directe (DC) i el corrent altern (CA) tenen característiques físiques diferents, donant lloc a aplicacions úniques i insubstituïbles en diversos camps. A continuació, es mostra una comparació detallada de les seves diferències bàsiques i dels casos d’ús típics:
I. Característiques fonamentals
| Característic | Corrent directe (DC) | Corrent altern (CA) |
|---|---|---|
| Direcció actual | Unidireccional (flux constant) | Bidireccional (reversió periòdica) |
| Estabilitat de la tensió | Constant (ideal per a dispositius de precisió) | Fluctuant (requereix estabilització de tensió) |
| Eficiència de transmissió | Alta eficiència per a distàncies curtes (requereix inversors) | Alta eficiència per a llargues distàncies (mitjançant transformadors) |
| Emmagatzematge d'energia | Naturalment, compatible amb bateries/supercapacitors | Requereix la rectificació per a l'emmagatzematge |
II. Aplicacions bàsiques
1. Energia residencial i industrial
Cap:
Transmissió de llarga distància: Global Grids es basa en AC (per exemple, 220V/50Hz o 110V/60Hz). Els transformadors permeten un pas de tensió eficient per a pèrdues reduïdes (per exemple, línies de transmissió de tensió ultra-alta).
Aparells domèstics: Les refrigeradores, els condicionadors i les rentadores utilitzen motors d’inducció de CA per a un funcionament rendible.
Maquinària industrial: Motors de CA trifàsics (per exemple, màquines-eina, grues) ofereixen unitats d’alta eficiència i de freqüència variable.
Corrent corrent:
Dispositius electrònics: Els telèfons intel·ligents, ordinadors i LED requereixen DC (per exemple, 5V/3.3V), alimentats mitjançant adaptadors AC-DC.
Potència de còpia de seguretat: Els sistemes UPS emmagatzemen energia de corrent continu, convertint -lo en CA durant les interrupcions.
2. Energia i emmagatzematge renovables
Cap:
Integració de la xarxa: Sortida aerogeneradors de la sortida de la freqüència de la xarxa mitjançant inversors.
Sistemes solars: Els panells fotovoltaics produeixen DC, convertits a CA per inversors per a ús domèstic o alimentació de la xarxa.
Corrent corrent:
Emmagatzematge solar: Les bateries (plom-àcid, ió de liti) emmagatzemen directament DC, desviant la inversió (per exemple, sistemes solars fora de xarxa).
Càrrega de EV:
Càrrega lenta (CA): Els carregadors a bord es converteixen a CA a DC per a l'emmagatzematge de bateries.
Càrrega ràpida (DC): Direct DC Entrada es desvia els convertidors a bord, reduint el temps de càrrega.
3. Transport
Cap:
Ferrocarril d’alta velocitat: Les pantògrafes dibuixen 25kV/50Hz AC de les línies generals, convertides en motors de tracció.
Autobusos elèctrics: Alguns models utilitzen motors de CA amb frenada regenerativa.
Corrent corrent:
Metro/tramvies: Tercer ferrocarril o línies generals subministren DC (per exemple, 750V DC). Els motors de corrent continu proporcionen un parell de partida elevada per a parades freqüents.
Marí/avió: Les bateries del vaixell (24V/48V DC) i les unitats de potència auxiliars d’avió (APU) es basen en DC.
4. Indústria i tecnologia especialitzades
Cap:
Calefacció per inducció: L’AC d’alta freqüència genera corrents d’eddament per a la fusió de metalls (per exemple, forns d’inducció).
Aplicacions de condensadors: Els circuits de CA utilitzen condensadors per filtrar i sintonitzar (per exemple, equips de ràdio).
Corrent corrent:
Processos electroquímics: Electroplication i l’electròlisi requereixen DC estable (per exemple, electròlisi d’alumini a ~ 4.3V).
Fabricació de semiconductors: Les eines de fotolitografia i gravat exigeixen DC ultra-baix-soroll (± 0. 1% de precisió).
5. Centres de telecomunicacions i dades
Corrent corrent:
Subministrament HVDC: Els centres de dades utilitzen 380V DC per substituir els sistemes tradicionals de la UPS, millorant l'eficiència del 5-10%.
Estacions base 5G: Bbus (unitats de banda base) requereixen -48 V DC amb còpia de seguretat de la bateria.
Iii. Tendències futures: sistemes de potència híbrids
Els sistemes moderns s’adopten cada cop mésArquitectures híbrides AC+DC:
Microgrids: Solar (DC) + Emmagatzematge (DC) + Generadors dièsel (AC) interconnectats mitjançant inversors bidireccionals.
Cases intel·ligents: USB-C PD (DC) conviu amb punts de venda de CA a dispositius d’alimentació com ordinadors portàtils i telèfons intel·ligents.
Iv. Resum: Criteris de selecció
Trieu ACPer a: transmissió de llarga distància, motors d’inducció i integració de la xarxa.
Trieu DCPer a: Sistemes de bateries, electrònica de precisió i emmagatzematge renovable.
Sistemes híbrids: Eficiència, cost i compatibilitat de saldo (per exemple, carregadors ràpids EV que admeten entrades AC/DC).
Comprendre aquestes aplicacions és fonamental per dissenyar sistemes energètics eficients.
