היכן ולמה משתמשים ב-DC?
כיום אין תחום טכנולוגי אחד שבו לא נעשה שימוש בחשמל בצורה כזו או אחרת. בינתיים, סוג הזרם שמניע אותם קשור לדרישות למכשירים חשמליים. ולמרות שזרם חילופין נפוץ מאוד ברחבי העולם כיום, עדיין יש אזורים שבהם פשוט אי אפשר לבטל זרם ישר.
המקורות הראשונים של זרם ישר שמיש היו תאים גלווניים, אשר באופן עקרוני נתנו מדויק מבחינה כימית זֶרֶם יָשָׁר, שהוא זרם של אלקטרונים הנעים בכיוון אחד קבוע. מכאן השם "זרם ישר".
כיום, זרם ישר מתקבל לא רק מסוללות ומצברים, אלא גם על ידי תיקון זרם חילופין. היכן בדיוק ומדוע משתמשים בזרם ישר במאה שלנו ויידונו במאמר זה.
נתחיל עם מנועי מתיחה לרכב חשמלי. רכבות תחתיות, טרוליבוסים, ספינות מנוע ורכבות חשמליות הונעו באופן מסורתי על ידי מנועי DC. מנועי DC הם נבדלו במקור ממנועי AC בכך שהם יכלו לשנות מהירות בצורה חלקה תוך שמירה על מומנט גבוה.
מתח החילופין מתוקן בתחנת המשנה, ואז מוזן לרשת המגעים - כך מתקבל זרם ישר לתחבורה ציבורית חשמלית. בספינות מנוע, ניתן להשיג חשמל להנעת המנועים ממחוללי דיזל זרם ישר.
גם ברכבים חשמליים משתמשים במנועי DC המופעלים באמצעות סוללה, וכאן שוב אנו מקבלים את היתרון בדמות מומנט נסיעה המתפתח במהירות, ויש לנו גם יתרון חשוב נוסף, אפשרות בלימה רגנרטיבית. ברגע העצירה המנוע הופך לגנרטור קבוע ונטען סוֹלְלָה.
מנופים רבי עוצמה במפעלים מתכתיים, שבהם יש צורך להתמודד בצורה חלקה עם הגודל העצום והמסה המפלצתית של מצקות מתכת מותכת, משתמשים במנועי DC, שוב בגלל יכולת השליטה המצוינת שלהם. אותו יתרון חל על השימוש במנועי DC במחפרים הולכים מאחור.
מנועי DC ללא מברשות מסוגלים לפתח מהירויות סיבוב עצומות, הנמדדות בעשרות ומאות אלפי סיבובים בדקה. לפיכך, מנועי DC קטנים במהירות גבוהה מותקנים על כוננים קשיחים, quadcopters, שואבי אבק וכו '. הם גם הכרחיים ככונני צעד לשליטה על שלדות שונות.
כשלעצמו, מעבר של אלקטרונים ויונים באותו כיוון בזרם ישר הופך את הזרם הישיר לבלתי הכרחי ביסודו. בעת ביצוע אלקטרוליזה.
תגובת הפירוק באלקטרוליט, תחת פעולת זרם ישר בו, מאפשרת הפקדת יסודות מסוימים על האלקטרודות. כך מתקבלים אלומיניום, מגנזיום, נחושת, מנגן ומתכות נוספות, וכן גזים: מימן, פלואור ועוד ועוד הרבה חומרים. הודות לאלקטרוליזה, כלומר זרם ישר, קיימים ענפים שלמים של מתכות ותעשייה כימית.
גלוון אינו מתקבל על הדעת ללא זרם ישר. מתכות מופקדות על פני השטח של מוצרים בצורות שונות, בדרך זו מתבצעים ציפוי כרום וניקל, נוצרות לוחות מודפסים ומונומנטים מתכתיים. מיותר לדבר על השימוש בגלוון ברפואה לטיפול במחלות.
ריתוך עם זרם ישר הוא הרבה יותר יעיל מאשר עם זרם חילופין, התפר הרבה יותר טוב מאשר כאשר ריתוך את אותו מוצר עם אותה אלקטרודה, אבל עם זרם חילופין. הכל מודרני ממירי ריתוך לספק מתח אלקטרודה קבוע.
מנורות הקשת החזקות המותקנות במקרנים של אולפני סרטים מקצועיים רבים נותנות אור אחיד ללא זמזום קשת, בדיוק בגלל אספקת קשת DC. נוריות, לכן הן מופעלות בעיקר בזרם ישר, ולכן רוב הפנסים כיום מופעלים בזרם ישר, אם כי מתקבלים על ידי המרת זרם רשת AC או מסוללות (מה שלפעמים נוח מאוד).
למרות שמנוע הבעירה הפנימית של המכונית מופעל על ידי בנזין, הוא מופעל על ידי סוללה. וכאן יש זרם ישר. המתנע מופעל באמצעות סוללת 12 וולט, ובזמן ההתנעה הוא שואב ממנו עשרות אמפר.
לאחר ההתנעה, הסוללה במכונית נטענת על ידי הגנרטור, אשר מייצר זרם תלת פאזי לסירוגין, המתוקן מיד ומוזן למסופי המצבר. לא ניתן לטעון סוללה באמצעות מתח AC.
מה לגבי ספקי כוח גיבוי? גם אם תחנת כוח ענקית תעלה עקב תאונה, אזי סוללות העזר יעזרו להפעיל את מחוללי הטורבינות. ואספקת האל-פסק הביתית הפשוטה ביותר למחשבים גם אינה יכולה להסתדר בלי סוללות, המספקות זרם ישר, שמהן, על ידי המרה למהפך, מתקבל זרם חילופין. ונורות האזהרה ו תאורת חירום - כמעט בכל מקום מופעל על ידי סוללות, כלומר, זרם ישר היה שימושי כאן.
צוללת - ואשר משתמשת בזרם ישר על הסיפון כדי להפעיל מנוע חשמלי שמסובב את המדחף. למרות שסיבוב של טורבוגנרטור ברוב הספינות המודרניות המונעות על ידי גרעיני מושגת על ידי תגובות גרעיניות, חשמל מסופק למנוע בצורה של אותו זרם ישר. כך גם לגבי צוללות דיזל-חשמליות.
וכמובן, לא רק הקטרים החשמליים, המלגזות או המכוניות החשמליות שלי משתמשות בזרם ישר מהסוללות. כל הגאדג'טים האלקטרוניים שאנו נושאים איתנו מכילים סוללות ליתיום המספקות מתח קבוע ונטענות בזרם קבוע ממטענים. ואם נזכר בתקשורת רדיו, טלוויזיה, שידורי רדיו וטלוויזיה, אינטרנט וכו', למעשה מסתבר שחלק גדול מכל המכשירים מופעלים ישירות או בעקיפין בזרם ישר מסוללות.