ความแตกต่างระหว่างกระแสตรงและกระแสสลับ (พร้อมตาราง)

เราต้องการไฟฟ้าเพื่อจ่ายพลังงานให้กับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ทั้งหมดของเรา ซึ่งผลิตโดยสถานีผลิตไฟฟ้าและจัดหาให้เราในรูปแบบต่างๆ กระแสไฟฟ้าแบ่งออกเป็นสองประเภท: กระแสตรงและกระแสสลับ มีความแตกต่างที่สำคัญบางประการ และการแปรผันเหล่านี้ทำให้สามารถประยุกต์ใช้งานที่น่าสนใจ โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อพิจารณาจากสถานะปัจจุบันของการรับรู้พลังงาน บทความนี้จะเน้นให้เห็นถึงความแตกต่างเล็กน้อยระหว่างกระแสน้ำประเภทต่างๆ และการใช้งานจริง

กระแสตรงกับกระแสสลับ

ความแตกต่างระหว่างกระแสตรงและกระแสสลับคือในกระแสสลับ กระแสสลับทิศทาง - ไปข้างหน้าและข้างหลัง - เป็นประจำในขณะที่กระแสตรงไหลในทิศทางเฉพาะและคงที่ ในกระแสตรง อิเล็กตรอนจะเคลื่อนที่ไปในทิศทางที่เฉพาะเจาะจง แต่ในกระแสสลับ อิเล็กตรอนจะสลับทิศทาง เคลื่อนที่ไปข้างหน้าและถอยหลัง

กระแสตรง (DC) เป็นกระแสที่มีประจุไฟฟ้าทางเดียว ภาพประกอบที่ยอดเยี่ยมของพลังงาน DC คือเทคนิคไฟฟ้าเคมีในเซลล์ กระแสตรงไหลผ่านเส้นลวด แต่ก็สามารถเดินทางผ่านเซมิคอนดักเตอร์ ตัวต้านทาน หรือแม้แต่สุญญากาศได้ เช่นเดียวกับในกระแสอิเล็กตรอนที่มีพลัง กระแสไฟฟ้าแตกต่างจากกำลังไฟฟ้ากระแสตรงเนื่องจากเคลื่อนที่ไปในทิศทางที่สม่ำเสมอ กระแสกัลวานิกเคยเป็นคำสำหรับกระแสประเภทนี้

AC ย่อมาจาก กระแสสลับ ซึ่งเป็นการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนที่สลับกันเป็นประจำ มันเริ่มต้นที่ศูนย์ เพิ่มขึ้นไปยังจุดสูงสุด ลดลงเป็นศูนย์ พลิกกลับ ถึงจุดสูงสุดของมันในอีกทางหนึ่ง กลับไปที่ตัวเลขเริ่มต้น และอื่นๆ ช่วงเวลานี้เป็นช่องว่างที่สำคัญระหว่างความสำเร็จของค่าหนึ่งๆ ในสองรอบติดต่อกัน

ตารางเปรียบเทียบระหว่างกระแสตรงและกระแสสลับ

พารามิเตอร์ของการเปรียบเทียบ	กระแสตรง	กระแสสลับ
ระยะการเดินทาง	พบกระแสตรงไม่สามารถเดินทางไกลได้ นี่เป็นเพราะความจริงที่ว่า DC สูญเสียพลังงานไฟฟ้า	การถ่ายโอนกระแสสลับในระยะทางที่กว้างไกลโดยที่ยังคงรักษากำลังไฟฟ้าไว้ได้อย่างปลอดภัย สามารถเดินทางจากเมืองหนึ่งไปยังอีกเมืองหนึ่งได้โดยไม่ยาก
การไหลของอิเล็กตรอน	อิเล็กตรอนเคลื่อนที่ไปข้างหน้าในกระแสตรงเท่านั้น	อิเล็กตรอนเปลี่ยนจากไปข้างหน้าไปข้างหลัง
ประเภท	เป็นประเภทที่บริสุทธิ์และเป็นเอกพจน์ ไม่มีประเภทกระแสตรงเพิ่มเติม	กระแสไซน์เป็นรูปแบบที่พบบ่อยที่สุดของกระแสไฟ AC รูปทรงสี่เหลี่ยมคางหมูและสามเหลี่ยมเป็นอีกสองรูปแบบ
การสูญเสียพลังงาน	การสูญเสียพลังงานสูงเกิดขึ้นในกระแสตรง	การสูญเสียพลังงานระหว่างการถ่ายโอนไฟ AC นั้นน้อยที่สุด
ความถี่	ความถี่ศูนย์	ความถี่ของกระแสสลับมักจะอยู่ที่ประมาณ 50 และ 60 Hz

กระแสตรงคืออะไร?

DC ย่อมาจาก กระแสตรง ซึ่งหมายความว่าการไหลของกระแสไฟฟ้าไม่เปลี่ยนทิศทาง เป็นผลให้ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างกระแสทั้งสองนี้คือด้วยกระแสตรง ประจุไฟฟ้าเดินทางในทางเดียวเท่านั้นที่แรงดันคงที่

การใช้งานทั่วไปอย่างหนึ่งของ DC คือการสร้างอุปกรณ์ไฟฟ้าและอุปกรณ์จ่ายไฟ อิเล็กตรอนเกิดขึ้นจากด้านลบของวงจรไฟฟ้ากระแสตรงและไหลไปทางด้านสว่าง แผงเซลล์แสงอาทิตย์ ตัวเก็บประจุ และเซลล์ไฟฟ้าเคมีเป็นแหล่งหลักของกระแสตรง

กระแสตรงซึ่งตรงกันข้ามกับกระแสสลับไม่มีกระแสปกติ กระแสไฟฟ้ามีทิศทางการไหลและแรงดันคงที่ DC ส่วนใหญ่จะใช้เพื่อจ่ายไฟให้กับระบบอิเล็กทรอนิกส์เช่นเดียวกับการชาร์จแบตเตอรี่ ตัวอย่างแบตเตอรี่โทรศัพท์มือถือ ไฟฉาย ทีวีจอแบน และรถยนต์ไฟฟ้า DC ประกอบด้วยเครื่องหมายบวกแต่ลบด้วย เช่นเดียวกับเส้นประหรือเส้นต่อเนื่อง

แม้ว่าจะไม่ได้ใช้กระแสตรงในไซต์ที่บริโภค แต่ก็ยังใช้เพื่อส่งพลังงานในระยะทางไกล (เต้ารับไฟฟ้าในสถานที่ส่วนใหญ่) จะเปลี่ยนกลับเป็นไฟฟ้ากระแสสลับเมื่อเข้าใกล้จุดสิ้นเปลืองหลังจากส่งสัญญาณ

กระแสสลับคืออะไร?

กระแสสลับมีข้อได้เปรียบที่สำคัญเหนือกระแสตรง (DC; การไหลของประจุไฟฟ้าอย่างต่อเนื่องที่ด้านใดด้านหนึ่ง) ในการที่สามารถขนส่งสายส่งที่มีการสูญเสียการส่งผ่านน้อยเนื่องจากความต้านทาน กำลังที่สื่อสารมีค่าเท่ากับกระแสคูณด้วยแรงดันไฟ ในขณะที่กำลังที่สูญเสียไปจะเท่ากับค่าที่คูณด้วยกระแสกำลังสอง

ด้วยเครือข่ายการผลิตไฟฟ้ากระแสตรงช่วงต้นในช่วงปลายทศวรรษ 1800 แรงดันไฟฟ้าแบบสวิตชิ่งจึงเป็นเรื่องยากเป็นพิเศษ เนื่องจากการสูญเสียพลังงานที่เห็นได้ชัด กริดดังกล่าวต้องใช้แรงดันไฟฟ้าต่ำเพื่อให้แน่ใจว่ามีกระแสคงที่ ซึ่งจำกัดความสามารถในการส่งพลังงานที่ใช้งานได้ในระยะทางสั้นๆ

ในกระแสสลับ กระแสของประจุไฟฟ้าจะกลับทิศเป็นประจำ สำหรับเครื่องใช้ในบ้าน สำนักงาน และโครงสร้าง ไฟฟ้ากระแสสลับเป็นพลังงานไฟฟ้าที่ใช้บ่อยและเป็นที่ต้องการมากที่สุด ได้รับการทดสอบครั้งแรกในปี พ.ศ. 2375 โดยใช้เครื่องแปลงกระแสไฟฟ้าไดนาโม โดยอาศัยแนวคิดของไมเคิล ฟาราเดย์ คลื่นไซน์เป็นรูปคลื่นที่แสดงถึงไฟฟ้ากระแสสลับ เรียกอีกอย่างว่าเส้นโค้ง

ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างกระแสตรงและกระแสสลับ

บทสรุป

สรุปได้ว่าความเรียบง่ายและประสิทธิผลสัมพัทธ์ที่ AC สามารถเพิ่มและลดแรงดันไฟฟ้าได้เป็นเหตุผลหลักสำหรับการใช้อย่างแพร่หลาย ซึ่งทำได้โดยการใช้คอนเวอร์เตอร์ โดยจำนวนขดลวดจะกำหนดปริมาณที่เพิ่มขึ้นหรือลดลง

แม้ว่า DC จะสามารถทำได้ แต่ก็ยากกว่าและไม่มีประสิทธิภาพมากนัก นอกจากนี้ยังใช้ไฟฟ้ากระแสสลับในแหล่งจ่ายไฟหลักเพื่อการนี้ แม้ว่าแรงดันไฟฟ้าที่ต่ำกว่าจะสร้างได้ง่ายกว่า แต่แรงดันไฟฟ้าที่มากขึ้นก็มีการสูญเสียการส่งและการกระจายน้อยกว่า

อ้างอิง