ກະແສໄຟຟ້າໂດຍກົງ

ໄຟຟ້າກະແສກົງ: ພື້ນຖານຂອງເຕັກໂນໂລຊີທີ່ທັນສະໄໝ

Pendahuluan

ໄຟຟ້າແມ່ນໜຶ່ງໃນການຄົ້ນພົບທີ່ຍິ່ງໃຫຍ່ທີ່ສຸດໃນປະຫວັດສາດຂອງມະນຸດ, ເຊິ່ງໄດ້ປະຕິວັດຫຼາຍດ້ານຂອງຊີວິດ. ໃນໂລກຂອງໄຟຟ້າ, ມີກະແສໄຟຟ້າສອງປະເພດທີ່ໄດ້ຮັບການຍອມຮັບຢ່າງກວ້າງຂວາງຄື: ກະແສໄຟຟ້າກົງ (DC) ແລະ ກະແສໄຟຟ້າສະຫຼັບ (AC). ໃນຂະນະທີ່ທັງສອງມີບົດບາດ ແລະ ໜ້າທີ່ຂອງມັນໃນລະບົບໄຟຟ້າທີ່ທັນສະໄໝ, ກະແສໄຟຟ້າກົງມີປະຫວັດສາດອັນອຸດົມສົມບູນ ແລະ ການນຳໃຊ້ທີ່ຫຼາກຫຼາຍ. ບົດຄວາມນີ້ຈະປຶກສາຫາລືຢ່າງລະອຽດກ່ຽວກັບໄຟຟ້າກະແສໄຟຟ້າກົງ, ຕັ້ງແຕ່ປະຫວັດ ແລະ ຫຼັກການພື້ນຖານຈົນເຖິງການນຳໃຊ້ໃນເຕັກໂນໂລຊີທີ່ທັນສະໄໝ.

ປະຫວັດຄວາມເປັນມາຂອງໄຟຟ້າກະແສກົງ

ການຄົ້ນພົບໄຟຟ້າກະແສກົງສາມາດຕິດຕາມກັບໄປໄດ້ຕັ້ງແຕ່ຕົ້ນສະຕະວັດທີ 19. ນັກວິທະຍາສາດຊາວອິຕາລີ Alessandro Volta ແມ່ນໜຶ່ງໃນຜູ້ບຸກເບີກໃນຂົງເຂດນີ້. ໃນປີ 1800, ລາວໄດ້ສ້າງກອງໄຟຟ້າວອນຕາອິກ, ເຊິ່ງເປັນແບັດເຕີຣີໄຟຟ້າອັນທຳອິດຂອງໂລກ. ການຄົ້ນພົບນີ້ສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າໄຟຟ້າສາມາດຜະລິດໄດ້ຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງໃນຮູບແບບຂອງກະແສກົງ.

ການພັດທະນາຕື່ມອີກໄດ້ຖືກນຳສະເໜີໂດຍ Michael Faraday ແລະ André-Marie Ampère. Faraday ໄດ້ສະແດງໃຫ້ເຫັນເຖິງການເຊື່ອມໂຍງກັນຂອງໄຟຟ້າ ແລະ ແມ່ເຫຼັກຜ່ານການທົດລອງການຊັກນຳໄຟຟ້າແມ່ເຫຼັກຂອງລາວ. ໃນທາງກົງກັນຂ້າມ, Ampère ໄດ້ສະໜອງພື້ນຖານທາງຄະນິດສາດເພື່ອເຂົ້າໃຈກະແສໄຟຟ້າໂດຍກົງ ແລະ ຜົນກະທົບຂອງມັນຕໍ່ສະໜາມແມ່ເຫຼັກ.

ເຖິງຢ່າງໃດກໍ່ຕາມ, ບຸກຄົນທີ່ມີຊື່ສຽງທີ່ສຸດໃນການພັດທະນາໄຟຟ້າກະແສກົງຄື ທອມັສ ເອດີສັນ. ໃນທ້າຍສະຕະວັດທີ 19, ເອດີສັນໄດ້ພັດທະນາລະບົບແຈກຈ່າຍໄຟຟ້າກະແສກົງ ເຊິ່ງຖືກນຳໃຊ້ເປັນຄັ້ງທຳອິດສຳລັບການເຮັດໃຫ້ມີແສງໃນເມືອງໃນນິວຢອກ. ເຖິງແມ່ນວ່າລະບົບຂອງເອດີສັນໃນທີ່ສຸດຈະຖືກບດບັງໂດຍລະບົບໄຟຟ້າກະແສສະຫຼັບທີ່ໄດ້ຮັບຄວາມນິຍົມຈາກ ນິໂຄລາ ເທສລາ ແລະ ຈອດ ເວສຕິງເຮົ້າສ໌, ແຕ່ການປະກອບສ່ວນຂອງເອດີສັນຕໍ່ການພັດທະນາໄຟຟ້າກະແສກົງຍັງຄົງເປັນສິ່ງທີ່ປະຕິເສດບໍ່ໄດ້.

ຫຼັກການພື້ນຖານຂອງໄຟຟ້າກະແສໂດຍກົງ

ໄຟຟ້າກະແສກົງໝາຍເຖິງການໄຫຼຂອງເອເລັກຕຣອນຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງໃນທິດທາງດຽວ. ອັນນີ້ກົງກັນຂ້າມກັບໄຟຟ້າກະແສສະຫຼັບ, ບ່ອນທີ່ການໄຫຼຂອງເອເລັກຕຣອນປ່ຽນທິດທາງເປັນໄລຍະ.

ກຸ່ມຂອງເອເລັກຕຣອນເຄື່ອນທີ່ຈາກຈຸດທີ່ມີສັກຍະພາບສູງ (ບວກ) ໄປຫາຈຸດທີ່ມີສັກຍະພາບຕ່ຳ (ລົບ). ການເຄື່ອນໄຫວນີ້ສ້າງກະແສໄຟຟ້າທີ່ໝັ້ນຄົງ ແລະ ສະໝໍ່າສະເໝີ. ຫົວໜ່ວຍທີ່ນິຍົມໃຊ້ເພື່ອວັດແທກກະແສໄຟຟ້າກົງແມ່ນແອມແປ (A), ເຊິ່ງອະທິບາຍເຖິງຈຳນວນເອເລັກຕຣອນທີ່ຜ່ານຈຸດໜຶ່ງໃນວົງຈອນຕໍ່ຫົວໜ່ວຍເວລາ.

ໄຟຟ້າກະແສກົງມີລັກສະນະສະເພາະທີ່ແຍກແຍະມັນອອກຈາກໄຟຟ້າກະແສສະຫຼັບ:

1. ຂົ້ວຄົງທີ່: ກະແສໄຟຟ້າກົງມີຂົ້ວຄົງທີ່, ຊຶ່ງໝາຍຄວາມວ່າມີຂົ້ວບວກ ແລະ ຂົ້ວລົບທີ່ບໍ່ປ່ຽນແປງ.

2. ແຮງດັນໄຟຟ້າທີ່ໝັ້ນຄົງ: ໃນລະບົບກະແສໄຟຟ້າກົງ, ແຮງດັນໄຟຟ້າຍັງຄົງຄົງທີ່ ແລະ ບໍ່ມີການປ່ຽນແປງທີ່ຜັນຜວນຄືກັບໃນລະບົບກະແສໄຟຟ້າສະຫຼັບ.

3. ປະສິດທິພາບການສົ່ງຕໍ່ໃນໄລຍະທາງສັ້ນ: ກະແສໄຟຟ້າໂດຍກົງມີປະສິດທິພາບຫຼາຍກວ່າສຳລັບການສົ່ງພະລັງງານໃນໄລຍະທາງສັ້ນ, ໂດຍສະເພາະໃນການນຳໃຊ້ບາງຢ່າງເຊັ່ນ: ເຄື່ອງເອເລັກໂຕຣນິກ ແລະ ແບັດເຕີຣີ.

ແຫຼ່ງພະລັງງານກະແສໄຟຟ້າໂດຍກົງ

ມີຫຼາຍແຫຼ່ງທີ່ສາມາດຜະລິດໄຟຟ້າກະແສໂດຍກົງໄດ້, ລວມທັງ:

1. ແບັດເຕີຣີ: ແບັດເຕີຣີແມ່ນໜຶ່ງໃນແຫຼ່ງທີ່ພົບເລື້ອຍທີ່ສຸດຂອງກະແສໄຟຟ້າໂດຍກົງ. ແບັດເຕີຣີທຳມະດາໃຊ້ປະຕິກິລິຍາເຄມີເພື່ອສ້າງຄວາມແຕກຕ່າງທີ່ມີທ່າແຮງລະຫວ່າງຂົ້ວບວກ ແລະ ຂົ້ວລົບຂອງມັນ.

2. ແຜງພະລັງງານແສງຕາເວັນ: ແຜງພະລັງງານແສງຕາເວັນປ່ຽນພະລັງງານແສງຕາເວັນເປັນໄຟຟ້າກະແສກົງ. ແຜງແສງຕາເວັນໃນແຜງພະລັງງານແສງຕາເວັນຜະລິດໄຟຟ້າກະແສກົງເມື່ອຖືກແສງແດດ.

3. ອະແດບເຕີ AC-DC: ອະແດບເຕີນີ້ປ່ຽນກະແສໄຟຟ້າສະລັບຈາກຕາຂ່າຍໄຟຟ້າໄປເປັນກະແສໄຟຟ້າກະແສກົງທີ່ສາມາດໃຊ້ເພື່ອສາກອຸປະກອນເອເລັກໂຕຣນິກເຊັ່ນ: ຄອມພິວເຕີໂນດບຸກ ແລະ ໂທລະສັບມືຖື.

ການນຳໃຊ້ໄຟຟ້າກະແສໂດຍກົງ

1. ເຄື່ອງໃຊ້ໄຟຟ້າສຳລັບຜູ້ບໍລິໂພກ: ອຸປະກອນເອເລັກໂຕຣນິກທີ່ທັນສະໄໝເກືອບທັງໝົດໃຊ້ກະແສໄຟຟ້າໂດຍກົງ. ນີ້ລວມທັງໂທລະສັບສະຫຼາດ, ຄອມພິວເຕີໂນດບຸກ, ໂທລະທັດ ແລະ ເຄື່ອງໃຊ້ໄຟຟ້າຂະໜາດນ້ອຍອື່ນໆ. ແມ່ນແຕ່ອຸປະກອນທີ່ໃຊ້ກະແສໄຟຟ້າສະຫຼັບກໍ່ມັກຈະມີຕົວປັບທີ່ປ່ຽນມັນເປັນກະແສໄຟຟ້າໂດຍກົງກ່ອນທີ່ຈະຖືກນຳໃຊ້ໂດຍອຸປະກອນພາຍໃນ.

2. ການຂົນສົ່ງ: ພາຫະນະໄຟຟ້າແມ່ນຕົວຢ່າງທີ່ດີຂອງການນຳໃຊ້ກະແສໄຟຟ້າໂດຍກົງ (DC). ແບັດເຕີຣີພາຫະນະໄຟຟ້າປະກອບດ້ວຍກະແສໄຟຟ້າໂດຍກົງ, ເຊິ່ງໃຊ້ເພື່ອສະໜອງພະລັງງານໃຫ້ມໍເຕີໄຟຟ້າ. ນອກຈາກນັ້ນ, ລະບົບການສາກໄຟໄວຢູ່ສະຖານີສາກໄຟຍັງໃຊ້ກະແສໄຟຟ້າໂດຍກົງອີກດ້ວຍ.

3. ແຜງພະລັງງານແສງຕາເວັນ ແລະ ລະບົບພະລັງງານທົດແທນ: ແຜງພະລັງງານແສງຕາເວັນຜະລິດໄຟຟ້າກະແສກົງ ເຊິ່ງສາມາດເກັບໄວ້ໃນແບັດເຕີຣີ ຫຼື ປ່ຽນເປັນກະແສໄຟຟ້າສະລັບສຳລັບໃຊ້ໃນຄົວເຮືອນ.

4. ການສື່ສານທາງໄກ: ອຸປະກອນໂທລະຄົມມະນາຄົມຫຼາຍຢ່າງ, ເຊັ່ນ: ເຄື່ອງສົ່ງສັນຍານ ແລະ ເຄື່ອງຮັບສັນຍານ, ອາໄສກະແສໄຟຟ້າໂດຍກົງ (DC) ສຳລັບການເຮັດວຽກຂອງມັນ. ກະແສໄຟຟ້າ DC ຍັງຖືກນຳໃຊ້ໃນລະບົບພະລັງງານສຳຮອງ, ເຊັ່ນ: ເຄື່ອງສະໜອງພະລັງງານສຳຮອງ (UPS), ເຊິ່ງເຮັດໃຫ້ອຸປະກອນເຮັດວຽກໄດ້ຕະຫຼອດເວລາທີ່ໄຟຟ້າດັບ.

5. ລະບົບຄວບຄຸມ ແລະ ອັດຕະໂນມັດອຸດສາຫະກຳ: ກະແສໄຟຟ້າໂດຍກົງມັກຖືກນຳໃຊ້ໃນລະບົບຄວບຄຸມ ແລະ ອັດຕະໂນມັດອຸດສາຫະກຳຕ່າງໆເຊັ່ນ: ຕົວຄວບຄຸມຕາມເຫດຜົນທີ່ສາມາດຕັ້ງໂປຣແກຣມໄດ້ (PLC) ເຊິ່ງຕ້ອງການກະແສໄຟຟ້າໂດຍກົງສຳລັບການດຳເນີນງານຂອງພວກມັນ.

ຂໍ້ດີ ແລະ ຂໍ້ເສຍຂອງໄຟຟ້າກະແສກົງ

ຂໍ້ດີ:

1. ປະສິດທິພາບດ້ານພະລັງງານ: ໃນລະດັບອົງປະກອບ, ກະແສໄຟຟ້າໂດຍກົງມີປະສິດທິພາບຫຼາຍກວ່າໃນການປ່ຽນພະລັງງານໄຟຟ້າໄປເປັນພະລັງງານຮູບແບບອື່ນໆ. ຕົວຢ່າງ, ມໍເຕີ DC ມີປະສິດທິພາບຫຼາຍກວ່າໃນການປ່ຽນໄຟຟ້າໃຫ້ເປັນພະລັງງານເຄື່ອນທີ່ກ່ວາມໍເຕີ AC ໃນບາງການນຳໃຊ້.

2. ຄວາມໝັ້ນຄົງ: ກະແສໄຟຟ້າໂດຍກົງໃຫ້ແຮງດັນທີ່ສະໝໍ່າສະເໝີເຊິ່ງມີຄວາມສຳຄັນຫຼາຍສຳລັບອົງປະກອບເອເລັກໂຕຣນິກທີ່ລະອຽດອ່ອນ.

3. ການເກັບຮັກສາພະລັງງານ: ລະບົບການເກັບຮັກສາພະລັງງານເຊັ່ນ: ແບັດເຕີຣີສາມາດເກັບຮັກສາໄຟຟ້າກະແສກົງໄດ້ເທົ່ານັ້ນ. ສິ່ງນີ້ເຮັດໃຫ້ໄຟຟ້າກະແສກົງເປັນທາງເລືອກທີ່ເໝາະສົມສຳລັບການນຳໃຊ້ທີ່ຕ້ອງການການເກັບຮັກສາໄຟຟ້າ.

ຂາດ:

1. ການສົ່ງໄຟຟ້າໄລຍະທາງໄກ: ການສົ່ງໄຟຟ້າດ້ວຍກະແສກົງ (DC) ໃນໄລຍະທາງໄກຫຼາຍສາມາດເຮັດໃຫ້ເກີດການສູນເສຍພະລັງງານຢ່າງຫຼວງຫຼາຍ. ດັ່ງນັ້ນ, ກະແສສະຫຼັບ (AC) ຈຶ່ງມັກຖືກນຳໃຊ້ຫຼາຍທີ່ສຸດສຳລັບການສົ່ງໄຟຟ້າໄລຍະທາງໄກ.

2. ຄວາມຊັບຊ້ອນຂອງການແປງແຮງດັນ: ການແປງແຮງດັນໄຟຟ້າກະແສກົງມີຄວາມສັບສົນ ແລະ ລາຄາແພງກວ່າກະແສໄຟຟ້າສະລັບ.

ອະນາຄົດຂອງໄຟຟ້າກະແສໂດຍກົງ

ດ້ວຍຄວາມກ້າວໜ້າທາງດ້ານເຕັກໂນໂລຊີ ແລະ ຄວາມຕ້ອງການພະລັງງານທີ່ເພີ່ມຂຶ້ນ, ໄຟຟ້າກະແສກົງ (DC) ກຳລັງດຶງດູດຄວາມສົນໃຈອີກຄັ້ງ. ນະວັດຕະກຳໃນເຕັກໂນໂລຊີ DC, ເຊັ່ນ: ໄຟຟ້າກະແສກົງແຮງດັນສູງ (HVDC) ສຳລັບການສົ່ງໄຟຟ້າໄລຍະທາງໄກ, ສະແດງໃຫ້ເຫັນເຖິງທ່າແຮງທີ່ສຳຄັນໃນການປັບປຸງປະສິດທິພາບພະລັງງານ ແລະ ຫຼຸດຜ່ອນການສູນເສຍການສົ່ງໄຟຟ້າ.

ນອກຈາກນັ້ນ, ດ້ວຍການນຳໃຊ້ພາຫະນະໄຟຟ້າ ແລະ ລະບົບເກັບຮັກສາພະລັງງານທີ່ເພີ່ມຂຶ້ນ, ກະແສໄຟຟ້າໂດຍກົງ (DC) ຈະຍັງຄົງເປັນອົງປະກອບທີ່ສຳຄັນຂອງລະບົບພະລັງງານໃນອະນາຄົດ. ການເຊື່ອມໂຍງເຕັກໂນໂລຊີເຮືອນອັດສະລິຍະ ແລະ ຕາຂ່າຍໄຟຟ້າທີ່ເປັນມິດກັບສິ່ງແວດລ້ອມຫຼາຍຂຶ້ນຍັງຕ້ອງການວິທີແກ້ໄຂການແຈກຢາຍພະລັງງານທີ່ມີປະສິດທິພາບ ແລະ ໜ້າເຊື່ອຖື, ເຊິ່ງ DC ສາມາດສະເໜີໄດ້.

ສະຫຼຸບ

ໄຟຟ້າກະແສກົງມີປະຫວັດສາດອັນຍາວນານ ແລະ ມີການນຳໃຊ້ທີ່ຫຼາກຫຼາຍເຊິ່ງມີຄວາມຈຳເປັນຕໍ່ຊີວິດປະຈຳວັນ ແລະ ເຕັກໂນໂລຊີທີ່ທັນສະໄໝ. ເຖິງແມ່ນວ່າໄຟຟ້າກະແສສະຫຼັບຈະຖືກນຳໃຊ້ຢ່າງກວ້າງຂວາງໃນການແຈກຢາຍພະລັງງານຂະໜາດໃຫຍ່, ແຕ່ໄຟຟ້າກະແສກົງຍັງມີບົດບາດສຳຄັນໃນລະບົບເອເລັກໂຕຣນິກ, ການຂົນສົ່ງ ແລະ ພະລັງງານທົດແທນ. ການເຂົ້າໃຈຫຼັກການພື້ນຖານ, ແຫຼ່ງທີ່ມາ ແລະ ການນຳໃຊ້ໄຟຟ້າກະແສກົງແມ່ນມີຄວາມສຳຄັນຫຼາຍຕໍ່ການພັດທະນາເຕັກໂນໂລຊີໃນອະນາຄົດທີ່ມີປະສິດທິພາບ ແລະ ຍືນຍົງຫຼາຍຂຶ້ນ.