ไฟฟ้ามีที่มาอย่างไร? ความแตกต่างระหว่าง DC และ AC คืออะไร?

ไฟฟ้าเป็นปรากฏการณ์ทางธรรมชาติประจุไฟฟ้าสถิตย์หรือเคลื่อนที่จะทำให้เกิดปรากฏการณ์ทางกายภาพที่น่าสนใจมากมาย เช่น ฟ้าแลบในสภาพอากาศที่มีพายุฝนฟ้าคะนอง และประกายไฟเมื่อถอดเสื้อกันหนาวในฤดูหนาวต่อมา นักวิทยาศาสตร์ได้ค้นพบกฎจากผลกระทบทางไฟฟ้าต่างๆ และประดิษฐ์แบตเตอรี่ เครื่องกำเนิดไฟฟ้า และมอเตอร์

เหตุใดกระแสจึงแบ่งออกเป็น AC และ DCนี่ไม่ใช่การแบ่งตามอัตวิสัย แต่เป็นการแบ่งตามลักษณะของกระแสต่างๆกระแสไฟตรงในยุคแรกไม่ได้เกิดจากเครื่องกำเนิดไฟฟ้า แต่เกิดจากแบตเตอรี่ในปี พ.ศ. 2342 นักฟิสิกส์โวลต์ได้สร้างเซลล์กัลวานิกจากน้ำเกลือและเศษโลหะสังกะสีจะมีการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนระหว่างโลหะทองคำทั้งสองซึ่งทำให้เกิดกระแสตรง

ในปี พ.ศ. 2344 ฮัมฟรีย์ เดวี นักเคมีชาวอังกฤษใช้ไฟฟ้ากระแสตรงกับลวดแพลทินัมโดยใช้วิธีของเซลล์กัลวานิก และลวดแพลทินัมให้แสงสีขาวพราวแม้ว่าโคมไฟฟ้านี้จะมีราคาสูงมาก และง่ายต่อการออกซิไดซ์โดยไม่มีการป้องกันก๊าซเฉื่อย และถูกทิ้งในเวลาไม่กี่นาที ต้นแบบของโคมไฟฟ้าได้ถือกำเนิดขึ้น และเอดิสันไม่ได้เกิดในปีนั้น .

เอดิสันไม่ใช่คนแรกที่ประดิษฐ์หลอดไฟฟ้าก่อนเอดิสัน มีคนประมาณ 20 คนประดิษฐ์หลอดไฟฟ้ารุ่นแรกๆอย่างไรก็ตาม เนื่องจากเทคโนโลยีปั๊มสุญญากาศภายในหลอดไฟฟ้าไม่ได้ถูกประดิษฐ์ขึ้นในเวลานั้น และความทนทานของวัสดุไส้หลอดยังคงต้องได้รับการปรับปรุง จึงยังไม่อยู่ในรายชื่อหลอดไฟฟ้าเชิงพาณิชย์ และผู้คนสามารถใช้ได้เฉพาะตะเกียงน้ำมันก๊าดเท่านั้น

เมื่อเทคโนโลยีเจริญเต็มที่ เอดิสันได้รับสิทธิบัตรและส่งเสริมหลอดไฟฟ้าให้กับครัวเรือนหลายพันครัวเรือน ทำให้ตัวเองมีชื่อเสียงสิ่งนี้เกี่ยวข้องกับกระแสตรงอย่างไร

เอดิสันสร้างสถานีไฟฟ้ากระแสตรงหลายแห่งในเมืองเพื่อให้ประชาชนมีไฟฟ้าใช้ในยุคแรก หลอดไฟใช้พลังงานจากไฟฟ้ากระแสตรง ซึ่งมีข้อเสียคือสมมติว่าสถานีไฟฟ้ากระแสตรงของเอดิสันอยู่ที่ตำแหน่ง A ผู้อยู่อาศัยในรัศมี 1 กม. จากตำแหน่ง A จะสามารถใช้ไฟฟ้าได้ตามปกติ แต่ไฟในบ้านของผู้อยู่อาศัยห่างออกไป 1 กม. มักจะสลัว เนื่องจากแรงดันไฟฟ้า 110V ที่สร้างโดยเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสตรงหายไป ในสายหลังจากการขนส่งหลายกิโลเมตร และกำลังไฟฟ้าไปยังบ้านของผู้ใช้อาจน้อยกว่า 60Vนี่คือข้อเสียของไฟฟ้ากระแสตรง: ไม่สามารถเพิ่มกำลังไฟได้ และใช้พลังงานมากเกินไปแต่เอดิสันจะทำอะไรได้บ้าง?มีการสร้างเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสตรงปัญหานี้เกิดขึ้น!ดังนั้นเอดิสันจึงสร้างโรงไฟฟ้าหลายแห่งในเมืองเพื่อให้ครอบคลุมทั้งเมืองเพื่อแก้ปัญหานี้ ซึ่งเป็นการเคลื่อนไหวที่ไร้ประโยชน์เช่นกัน

เมื่อพบข้อบกพร่องของไฟฟ้ากระแสตรง กระแสสลับก็เริ่มเพิ่มขึ้น

ปัญหาการสูญเสียพลังงานในสายได้รับการแก้ไขอย่างสมบูรณ์โดยการรวมกระแสสลับกับหม้อแปลงที่ประดิษฐ์ขึ้นในเวลานั้นขั้นแรก เพิ่มแรงดัน 110V และกระแสจะลดลง (P=UI) เมื่อแรงดันเพิ่มขึ้นจากนั้นพลังงานความร้อนที่สร้างขึ้นในวงจร P=กำลังสองของกระแสคูณด้วย R จะน้อยกว่าเดิมมากกล่าวอีกนัยหนึ่ง จำเป็นต้องสร้างสถานีไฟฟ้ากระแสสลับในใจกลางเมืองเท่านั้น แล้วจึงติดตั้งหม้อแปลงในแต่ละชุมชนเพื่อให้แน่ใจว่าแรงดันไฟฟ้ามีเสถียรภาพไม่จำเป็นต้องสร้างโรงไฟฟ้ากระแสตรงในเมืองจนถึงตอนนี้เป็นการดีกว่าที่จะตัดสินว่า DC หรือ AC ดีกว่า

ไฟฟ้ากระแสสลับและไฟฟ้ากระแสตรงมีลักษณะเฉพาะของตนเองตัวอย่างเช่น บางคนกล่าวว่าไฟฟ้ากระแสสลับเปรียบเสมือนรถไฟความเร็วสูง ในขณะที่ไฟฟ้ากระแสตรงเปรียบเสมือนเครื่องบินที่สามารถหยุดกลางคันและบินจากจุดหนึ่งไปยังอีกจุดหนึ่งได้

ปัจจุบันใช้ไฟฟ้ากระแสสลับ 220 V 50 Hz สำหรับใช้ในบ้าน และ 380 V สำหรับใช้ในอุตสาหกรรมในบางประเทศ ไฟฟ้ากระแสสลับ 110 V หรือ 60 Hz ใช้สำหรับไฟฟ้าพลเรือนนอกจากการเปลี่ยนแรงดันไฟฟ้าแล้ว บางครั้งจำเป็นต้องเปลี่ยนความถี่ของกระแสสลับด้วยโดยปกติแล้ว AC จะถูกแปลงเป็น DC จากนั้น DC จะถูกแปลงเป็น AC ของความถี่ที่ต้องการ

โดยทั่วไปแล้วอุปกรณ์ไฟฟ้าขนาดใหญ่จะใช้ไฟ AC ในขณะที่เครื่องใช้ในครัวเรือนและผลิตภัณฑ์ดิจิทัลจำนวนมากในชีวิตใช้ไฟ DC แม้ว่าจะเชื่อมต่อกับไฟ AC ก็ตามในบางวงจรจะใช้กระแสทั้งสองสลับกันไม่มีใครสำคัญไปกว่าคนอื่น และแต่ละคนก็มีประโยชน์ของตัวเองเฉพาะเมื่อไฟฟ้ากระแสสลับและไฟฟ้ากระแสตรงเสริมซึ่งกันและกันเท่านั้นที่เราจะสามารถสร้างชีวิตที่ดีขึ้นได้