AC ve DC Arasındaki Farklar: 13 Adımlı Tam Kıyaslama!

Elektrik enerjisi, alternatif akım (AC) ve doğru akım (DC) olmak üzere iki şekilde üretilir. Günümüzde elektrik enerjisinin %90’dan fazlası alternatif akım olarak üretilmektedir. Ancak alternatif akım ve doğru akım arasındaki farklar çok çeşitlidir.

Alternatif Akım ve Doğru Akım Arasındaki Farklar

Alternatif akım ve doğru akım arasındaki farklar şunlardır:

1. Tanımları farklıdır

Alternatif akım ve doğru akım arasındaki en temel fark tanımlarıdır. Zamana bağlı olarak periyodik olarak yön ve şiddeti değişen akıma alternatif akım (AC) denir. Yönü ve şiddeti zamanla değişmeyen akıma doğru akım (DC) denir.

2. Dalga formları birbirine hiç benzemez

Alternatif akım yön değiştirir (hem pozitif hem de negatif olarak). Saf AC’nin dalga biçimi bir sinüs dalgasıdır. AC dalgalarının diğer formları kare, üçgen, testere dişli dalgalardır. Doğru akım her zaman aynı yönde akar. Ya pozitiftir ya negatiftir. Saf DC düz bir çizgiden oluşur.

3. Doğru akımın tarihi daha eskilere dayanır

1882’de tanıtılan ilk elektrik dağıtım sistemi, Thomas Edison‘un Manhattan’daki Pearl Street istasyonundan aldığı 110 V DC sistemiydi. Bunu, Houston, Teksas’taki Gable Street elektrik santrali ve her şehirdeki diğer birkaç küçük üretim tesisi izledi.

Elektrik enerjisine olan talebin artmasıyla, güvenilirlik ve verimlilikte iyileştirme ihtiyacı arttı. Parsons, 1884’te buhar türbininin icadıyla verimli elektrik üretimini mümkün kıldı. 1881’de Fransız Lucien Gaulard ve İngiliz John D. Gibbs, İngiltere’de bir alternatif akım iletim sisteminin patentini aldı. Bu patent, 1885’te Amerikalı George Westinghouse tarafından satın alındı. 1886’da William Stanley, Great Barrington, Massachusetts’te ilk pratik AC şanzımanı kurdu. İletim için üretilen voltajı 3000 V’a yükseltmek için bir transformatör kullanıldı ve kullanım için başka bir transformatör tarafından 500 V’a düşürüldü. 1888’de Nicola Tesla, çok fazlı AC sistemini tanıttı. Daha sonra üç fazlı sistemlerin tek veya iki fazlı sistemlerden daha iyi olduğu keşfedildi ve standart iletim sistemleri haline geldi. AC hala dünya çapında mevcut endüstrilerde, işletmelerde ve evlerde yaygın olarak kullanılmaktadır.

4. Emniyet gereksinimleri farklıdır

DC güç kaynaklarının bir pozitif ve bir negatif terminali vardır. Akım, pilin negatif tarafından pozitif tarafına akar. Bu nedenle devre tamamlanmadığı için devrenin bir tarafına temas edilmesi elektrik çarpmasına neden olmaz. Her iki tarafla temas kurmak devreyi tamamlayacak ve şoka neden olacaktır.

AC devresinde akım her iki yönde de aktığı için DC devrelerde olduğu gibi pozitif ve negatif yoktur. Bunun yerine, kablolamaya bağlı olarak bir veya iki fazlı iletken, bir nötr iletken ve muhtemelen bir topraklama iletkeni vardır.

Tipik olarak, bir devre tamamlandığında akım, faz ve nötr iletkenler arasında ileri geri akar. Toprak, bir tehlike veya arıza durumunda fazla enerjinin boşalmasına izin veren bir güvenlik önlemi görevi görür.

Bir AC devresinden bir elektrik şoku almak için hem faz hem de nötre dokunmanız gerektiğini düşünebilirsiniz, ancak durum böyle değil, en azından binalardaki gibi tipik AC devrelerinde. Çoğu AC devresinin topraklaması olduğundan, devrenin sadece faz tarafına dokunacak olursanız, elektrik vücudunuz üzerinden geçerek bir devreyi tamamlamak için toprağa geri döner.

5. İletim ve dağıtım AC ile daha kolaydır

İletim ve dağıtım işlemlerinde alternatif akımın kullanılması çok daha mantıklıdır. Bir alternatif akım sisteminde, santralden çıkan gerilimi yükseltmek için transformatörler kullanılır. Bu, elektriğin uzun mesafeli kablolar üzerinden geçmesini sağlamıştır. Elektrik hedefine ulaştığında, başka bir trafo, evlerde ve fabrikalarda kullanılabilmesi için gerilimi düşürür. Doğru akım sistemi transformatörleri kullanamaz. DC sistemi ile jeneratörden uzaklaştıkça gerilim düşer. Bu dezavantajın üstesinden gelmek için, enerji santrallerinin güç kullanıcılarına yakın inşa edilmesi gerekir ki bu çok maliyetli bir çözümdür.

Ayrıca AC ile DC’den çok daha verimli elektrik jeneratörleri, motorlar ve güç dağıtım sistemleri inşa etmek mümkündür ve bu nedenle AC’nin dünya genelinde yüksek güç uygulamalarında ağırlıklı olarak kullanıldığını görmekteyiz.

6. Birbirine dönüştürme kolaylıkları farklıdır

AC’yi DC’ye dönüştürmek, DC’yi AC’ye dönüştürmekten çok daha kolay ve ucuzdur.

7. Frekans kavramları değişkendir

Alternatif akımın frekansı, gerilim ve akımın yönünün kaç kez ters döndüğünü gösterir. Frekans 50 Hz ise akımın 50 kez yön değiştirdiği anlamına gelir. Doğru akımın frekansı her zaman sıfırdır. Çünkü yönünü asla değiştirmez.

8. Yönleri farklıdır

Doğru akımlar, büyüklükleri değişse de esasen sadece bir yönde akan akımlardır. Başka bir deyişle, doğru akımlar tek yönlüdür. Alternatif akımlar ise çift yönlüdür ve akış yönlerini sürekli olarak tersine çevirir.

9. Elektronların akışı ve sembolleri farklıdır

AC’de elektronlar negatif ve pozitif kutuplar arasında yön değiştirirler. DC’de elektronlar yalnızca negatif kutuptan pozitif kutba doğru hareket eder. Pil sembolü, herhangi bir DC voltaj kaynağı için genel bir sembol olarak kullanılır, içinde dalgalı çizgi bulunan daire, herhangi bir AC voltaj kaynağı için genel semboldür.

10. Güç faktörü DC’de her zaman 1’dir

Bir DC devresinde güç, gerilim ve akımın çarpımına eşittir. Bu formül aynı zamanda tamamen dirençli AC devreleri için de geçerlidir. Bununla birlikte, bir ac devresinde endüktif veya kapasitif bir reaktans mevcut olduğunda, DC güç formülü uygulanmaz. Gerilim ve akımın çarpımı bunun yerine volt-amper (VA) veya kilovolt-amper (kVA) olarak ifade edilir. Bu ürün görünen güç olarak bilinir. Bir AC devresindeki gücü ölçmek için sayaçlar kullanıldığında, görünen güç akım okuması ile çarpılan gerilim okumasıdır. Devre tarafından başka bir enerji biçimine dönüştürülen gerçek güç, bir wattmetre ile ölçülür ve gerçek güç olarak adlandırılır. AC güç sistemi tasarımı ve çalışmasında, belirli bir devrede dönüştürülen gerçek gücün devrenin görünen gücüne oranının bilinmesi istenir. Bu orana güç faktörü denir. Alternatif akımın güç faktörü 0 ile 1 arasında değişir. Doğru akımın güç faktörü her zaman 1’dir.

11. AC’nin hesaplaması karmaşıktır

AC sisteminin analizi her zaman karmaşık sayıları içerirken DC analizi basittir. Doğru akım devresi analizi, sabit akımlar ve gerilimlerle ilgilenirken, alternatif akım devresi analizi, zamanla değişen gerilimler ve akımlarla ilgilenir.

12. DC depolanabilir

DC’nin depolanması, özellikle küçük ölçekte daha kolaydır. Küçük ölçekli uygulamalar için elektrik enerjisini depolamanın en iyi yolu, şarj edilebilir depolama pilleri kullanmaktır. AC ise depolanamaz.

13. Elektrikli araçlardaki kullanımları farklıdır

Elektrikli araçlar DC gücü kullanır. AC gücü kullanılarak şarj için gereken zamanın küçük bir bölümünde DC gücü kullanılarak araçlar şarj edilebilir. Hızlı elektrikli araç şarj cihazları her zaman DC’dir.