交流と直流の違いは、基本的に、電子がそれを運ぶワイヤーを移動する方法にあります。交流ではそれは振動運動ですが、直流では電子は一方向のみに流れます：負極から正極へ。
しかし、発電から使用効率、安全性、輸送まで、さらに多くの違いがあります。それぞれに長所と短所があるため、どちらを使用するかはアプリケーションによって異なります。
| 交流電流 | 直流 | |
|---|---|---|
| 電流の方向 | 双方向（振動） | 単方向（均一） |
| ソース | オルタネーター | 電池、電池、ダイナモ |
| 起電力の源（EMF） | 磁場の存在下で導体を振動または回転させる。 | セルとバッテリー内部の電気化学反応。ダイオード付きのスイッチまたは整流AC発電機 |
| 動作周波数 | 家庭用および産業用コンセント50Hzまたは60HZ | 0 Hz |
| 動作電圧 | 110 Vまたは220 V | 1.5V; 9V; 12Vまたは24V |
| 長距離伝送電圧 | 最大380,000ボルト | ロスが多いため長距離輸送はできません |
| 1 Hpモーターで循環するアンプ | 単相110V 60Hz： 16アンペア | 12ボルトDC： 100アンペア |
| 消費ジュールあたりの最大電流 | 110V：0.01 A / J 220V：0.005 A / J | 12V：0.08 A / J 9V：0.1 A / J |
| 回路の受動素子 | インピーダンス： -抵抗性 -容量性 -誘導 | -抵抗 |
| 利点 | 輸送中の損失はほとんどありません。 | 低電圧なので安心です。電池や電池に収納可能。 |
| 短所 | 動作電圧が高いため、安全ではありません。 | ロスが多いため長距離輸送はできません |
| 用途 | 国内および産業：洗濯機、冷蔵庫、製造工場。 | 携帯電子機器：スマートフォン、ラップトップ、ラジオ、懐中電灯、時計。 |
交流電流
交流とは、それを発明し推進したセルビア・クロアチア出身のエンジニアであるニコラ・テスラ（1846-1943）に言及することなく語ることは不可能です。彼は、その用途、輸送、使用について最も多くの特許を生み出した人物です。
これらすべての特許は、その実験とプロジェクトに必要な資金を調達するために、その作成者によってアメリカの会社Westinghouse Electric Coに割り当てられました。
交流の最初のテストは、電気の主な開拓者の1人である電磁誘導を発見して最初の交流発電機を製造したMichael Faraday（1791-1867）によって行われました。
交流の伝送ははるかに効率的です。出典：Pixabay。
1855年にその最初の実用的な用途の1つは、筋収縮を活性化するための交流電流による電気療法でした。このタイプの治療では、交流電流は直流電流よりもはるかに優れていました。
1876年の後半、ロシアのエンジニアPavelYáblochkovは、アークランプと交流発電機に基づく照明システムを発明しました。1883年までに、オーストリアハンガリーの会社であるGanz Worksは、すでに約50台の交流照明システムを設置していました。
テスラの発明
交流の開発と使用に対するニコラテスラの主な貢献には、直流に変換する必要なしに、交流で動作する電気モーターの発明があります。
ニコラテスラも三相電流を発明し、電力の生産とインフラストラクチャのエネルギーを最大限に活用しました。今日でもこのシステムは使用されています。
変成器
交流の開発における他の大きな貢献は、変圧器の発明でした。このデバイスは、長距離輸送のために電圧を上げることができ、家庭や産業で安全に使用するために電圧を下げることができます。
明らかに、本発明は、交流方法を、電力分配方法として、直流方法よりも優れた代替物とした。
現代の変圧器の前身は、「二次発電機」と呼ばれる鉄芯デバイスで、1882年にロンドンで展示され、その後、トリノで電気照明に使用されました。
今日私たちが知っている最初の鉄製鉄心変圧器は、ブダペストにあるGanz社の2人のハンガリー人エンジニアから贈られました。特許はWestinghouse Electric Co.によって購入されました。
トランス基本特性
トランスの基本的な特性は、二次側V Sの出力電圧と一次側V Pの入力電圧の間の商が、二次巻線V 2の巻き数の間の商を、一次巻線1：
V S / V P = N 2 / N 1
トランスの一次側と二次側の適切な巻数比を選択するだけで、電力をそれほど失うことなく、正確な出力電圧を正確に実現できます。
変圧器の回路図。出典：ウィキメディア・コモンズ。クンダリーニゼロ
変圧器を使用した最初の商用配電システムは、1886年に米国マサチューセッツ州で開業しました。
しかし、ヨーロッパは電気の開発に歩調を合わせており、同じ年に、新しく発明された変圧器に基づく送電線がイタリアのチェルキに設置され、2000ボルトの実効電圧で30キロの距離にわたって交流を送った。 。
変圧器は送電の分野での革命だけではありませんでした。自動車産業の分野でも、フォードモーターカンパニーがフォードモデルTスパークプラグの点火コイルシステムに使用したとき。
直流
直流は、1800年にボルタックパイルの発明によって製造されました。その発明者は1745年から1827年まで住んでいたイタリアの物理学者アレッサンドロボルタであったため、そのように名付けられました。
電流の起源はよくわかっていませんでしたが、フランスの物理学者アンドレマリーアンペール（1775-1836）は、ボルタ電池の2つの極性を特定し、電流が正極から負極に流れたと推測しました。
今日、この慣例は依然として使用されていますが、電荷のキャリアは、負の端子から正の端子へと正反対に移動する電子であることが知られています。
図4.直流は便利かつ便利にバッテリーに保存されます。（ピクサベイ）
フランスの発明家であるHippolyte Pixii（1808–1835）は、磁石の周りを回転するループまたはワイヤーのループで構成される発電機を構築しました。
アンペレの提案で、発明者は整流子を追加し、最初の発電機または直流発電機が作成されました。
電気照明システムに関しては、1870年から1880年の間に、高電圧、直流または直流のいずれかを必要とするアークランプが使用されました。
知られているように、高電圧は家庭で使用するには非常に危険です。この意味で、アメリカの発明家であるThomas Alva Edison（1847-1931）は、照明目的での電気の使用をより安全でより商業的なものにしました。エジソンは1880年に白熱電球を完成させ、利益を上げました。
流れの戦争：AC vs DC
ニコラテスラが交流の促進者であったのと同じように、トーマスアルバエジソンは、より安全であると考えたため、直流の促進者でした。
商用目的での交流の使用を思いとどまらせるためでさえ、エジソンは交流電気椅子を発明しました。それにより、公衆は人の生命への危険を理解するでしょう。
当初、ニコラテスラはエジソン電力会社に勤務し、直流発電機の改善にさまざまな貢献をしました。
図5.ウィキメディア・コモンズを介して、右から左へ、ヘンリーフォード、トーマスエジソン、アメリカ合衆国大統領ウォーレンG.ハーディング、およびハーベイS.ファイアストン（1921年）。
しかし、テスラはその輸送と流通の観点から交流の利点を確信していたので、エジソンとの違いがこれら2つの強力な性格を対立させるのに長い時間はかかりませんでした。したがって、流れの戦争が始まった：AC対。DC。
1891年に交流送電と最初の都市間交流配電システムの利点により、頑固に直流を提唱し続けたエジソンは、彼が設立した会社の社長と方向性を失いました。 General Electric社と呼ばれる。
ニコラテスラもこの戦争で勝利しませんでした。結局、ジョージウェスティングハウスと彼の会社の株主が億万長者になったからです。ワイヤーなしで長距離にわたって電力を伝送するという考えに夢中になったテスラは、結局貧しくて忘れられました。
高電圧直流
このようなシステムは1950年代に開発されたため、長距離の配電に直流を使用するという考えは完全には破棄されていません。
今日、電気エネルギーの輸送用として世界で最も長い海底ケーブルであるノルウェーとオランダを結ぶNorNedケーブルは、45万ボルトの直流を使用しています。
図6.北海を直流が流れるオランダとノルウェー間のNorNed海底ケーブルのルート。出典：Wikimedia Commons.Michiel1972
海水は電気の優れた導体であり、交流海底ケーブルは塩水に渦電流を誘導するため、海底ケーブルに交流を使用することは適切ではありません。これは、伝達したい電気エネルギーの大きな損失を引き起こします。
高電圧直流は、今日、レールを使用して電車に電力を供給するためにも使用されています。
参考文献
- Agarwal、T.（2015）。ProCus。AC電流とDC電流の違いは何ですか？：elprocus.com
- （2017）。ディフェン。ACから取得 DC（交流vs直流）：diffen.com
- Earley、E.（2017）。学校工学。ACとDCの違いは何ですか？：engineering.mit.edu
- Khatri、I.（2015年1月19日）。Quora。AC電流とDC電流の違いは何ですか？：quora.com
- （2017）。SparkFun Electronics。交流電流（AC）と 直流（DC）：learn.sparkfun.com。
- ウィキペディア。交流電流。から回復：es.wikipedia.com
- ウィキペディア。DC。から回復：es。wikipedia.com
- ウィキペディア。NorNedケーブル。から回復：es。wikipedia.com