Haushaltsgeräte benötigen Gleichstrom, aber warum verwenden wir zu Hause Wechselstrom?

Wir wissen, dass Elektrizität in Wechselstrom und Gleichstrom unterteilt werden kann. Wissen Sie also, welche Art von Strom Ihre Haushaltsgeräte benötigen?

Viele Leute denken vielleicht, es handele sich um Wechselstrom. Schließlich besiegte Teslas Wechselstrom vor über 100 Jahren Edisons Gleichstrom. Leider ist diese Antwort falsch. Die überwiegende Mehrheit der heute von uns verwendeten Haushaltsgeräte, einschließlich der LED-Beleuchtung, benötigt Gleichstrom. Moment mal, übertragen die Stromleitungen in unseren Häusern nicht Wechselstrom? Denn gerade weil der ins Haus gelieferte Strom nicht der Strom ist, den wir benötigen, muss er vor der Nutzung umgewandelt werden. So werden wir feststellen, dass die Stecker von Haushaltsgeräten immer größer werden und die Funktion dieses „großen Steckers“ darin besteht, Wechselstrom in Gleichstrom umzuwandeln. An dieser Stelle möchte ich mir einfach mal über die Steckdosenleistenhersteller beschweren. Sie halten wirklich nicht mit der Zeit Schritt. Ich habe 5 Elektrogeräte gezählt und eine 5-Loch-Steckdosenleiste gekauft, aber am Ende passen nur 3 hinein. Der Platz reicht wirklich nicht.

Da alle Elektrogeräte im Haushalt Gleichstrom benötigen, warum wird das Haus mit Wechselstrom versorgt? Warum nicht einfach auf Gleichstromversorgung umstellen?

Als die Menschen erstmals Elektrizität nutzten, verwendeten sie Gleichstrom, da dies damals die einzige verfügbare Stromart war. Es war Edison, der Gleichstrom in Tausenden von Haushalten populär machte. Da immer mehr Menschen Zugang zu Elektrizität haben, entsteht ein Problem: die Stromübertragung. Aufgrund des vorhandenen Widerstands geht während der Übertragung Elektrizität verloren und die verlorene elektrische Energie wird in Form von Wärmeenergie freigesetzt, was zum Schmelzen der Übertragungsleitung führt. Was soll ich tun? Um die Distanz zwischen Stromerzeugung und Stromverbrauch zu verkürzen, führt kein Weg daran vorbei, mehr Kraftwerke zu bauen.

Zu dieser Zeit gab es in Edisons Unternehmen einen Mitarbeiter namens „Tesla“. Er verließ das Unternehmen aufgrund der Unterdrückung durch Edison. Bald darauf erfand er ein neues Energiesystem: Wechselstrom.

Der Unterschied zwischen Wechselstrom und Gleichstrom ist sehr offensichtlich. Die Stärke und Richtung des Gleichstroms ändern sich im Laufe der Zeit nicht, während sich die Richtung des Wechselstroms ständig ändert. Beispielsweise ändert sich die Richtung eines Wechselstroms mit einer Frequenz von 50 Hz 100 Mal pro Sekunde. Was bedeutet das? Das bedeutet, dass Gleichstrom die Spannung nicht ändern kann, Wechselstrom jedoch schon. Durch die Möglichkeit, die Spannung zu ändern, kann Elektrizität über große Entfernungen übertragen werden. Die Gesamtleistung einer Übertragungsleitung entspricht der Spannung multipliziert mit der Stromstärke. Bei konstanter Leistung ist also die Stromstärke umso geringer, je höher die Spannung ist. Durch Erhöhen der Spannung können Sie also den Strom reduzieren.

Der Verlust einer Übertragungsleitung entspricht dem Quadrat des Stroms multipliziert mit dem Widerstand. Es ist ersichtlich, dass der Verlust geringer wird, solange der Strom abnimmt. Daher können durch eine Erhöhung der Spannung die Verluste der Übertragungsleitung verringert und Stromübertragungen über große Entfernungen ermöglicht werden.

Edison geriet in Panik. Würde jeder Wechselstrom verwenden, würden alle von ihm weltweit gebauten Kraftwerke enorme Verluste erleiden. Er versuchte daher, den Wechselstrom zu unterdrücken und in Misskredit zu bringen, doch letztlich gelang es ihm nicht, das Rad der Geschichte aufzuhalten, und der Wechselstrom besiegte schließlich den Gleichstrom. Der Siegeszug des Wechselstroms ist eng mit dem historischen Umfeld verknüpft, in dem er stattfand. Damals gab es in den Häusern der Menschen noch nicht viele Elektrogeräte. Ob Gleichstrom oder Wechselstrom, für die zur Beleuchtung verwendeten Glühbirnen gab es keinen Unterschied. Doch jetzt ist es anders. Haushaltsgeräte benötigen Gleichstrom. Wird der Gleichstrom also ein Comeback erleben?

Obwohl Wechselstrom Elektrizität über große Entfernungen übertragen kann, ist er nicht ohne Nachteile.

Der Grund, warum Wechselstrom über große Entfernungen übertragen werden kann, liegt darin, dass er die Spannung ändern kann, und der Grund dafür, dass er die Spannung ändern kann, liegt darin, dass er elektromagnetische Induktion erzeugen kann. Gerade aufgrund der Existenz elektromagnetischer Induktion entstehen zwischen Wechselstromübertragungsleitungen sowie zwischen Übertragungsleitungen und der Erde Induktivität und Kapazität, wodurch ein induktiver und kapazitiver Blindwiderstand entsteht, der einen großen Leistungsverlust verursacht. Wissen Sie also, warum Wechselstromleitungen so hoch gebaut werden? Der Grund hierfür liegt nicht etwa darin, dass sie befürchten, die Leitungen könnten Menschen treffen, sondern vielmehr darin, dass sie nur durch den Abstand der Leitungen zum Boden die elektromagnetische Induktion minimieren und Blindleistungsverluste verringern können. Obwohl Wechselstrom solche Mängel aufweist, kann er dennoch Elektrizität übertragen. Ist das nicht immer noch stärker als Gleichstrom? Jetzt ist alles anders.

Zu Edisons Zeiten konnte Gleichstrom nicht über große Entfernungen übertragen werden, heute ist das anders. Wir verfügen über eine Möglichkeit, die Spannung des Wechselstroms am Ende der Stromerzeugung zu erhöhen und ihn dann mithilfe eines Konverters in Gleichstrom für die Übertragung umzuwandeln. Nach Erreichen des Stromverbrauchsendes wird der Gleichstrom mithilfe eines Wechselrichters wieder in Wechselstrom umgewandelt, sodass er schließlich für die Nutzung in der Spannung reduziert werden kann.

Da es bei Gleichstrom keine elektromagnetische Induktion gibt, können Blindleistungsverluste während der Übertragung vermieden und die Übertragungseffizienz dadurch erheblich verbessert werden. Die Kohle- und Wasserkraftressourcen meines Landes verteilen sich auf die nordwestlichen und südwestlichen Regionen, während der Stromverbrauch sich auf die östlichen Regionen konzentriert. Um das Problem der ungleichmäßigen Energieverteilung und der Stromlast zu lösen, hat mein Land den Plan „West-Ost-Stromübertragung“ umgesetzt, und dieser Plan sieht die Übertragung von Ultrahochspannungs-Gleichstrom über große Entfernungen vor. Da Gleichstrom bereits über große Entfernungen übertragen werden kann und alle Elektrogeräte Gleichstrom benötigen, stellt sich die Frage, ob Gleichstrom in Zukunft den Wechselstrom ersetzen kann. Wir müssen abwarten und sehen.

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