جریان dc چیست و چه کاربردی در زندگی انسان دارد؟

جریان dc

جریان dc چیست و چه کاربردی در زندگی انسان دارد؟

جریان dc یا مستقیم درواقع یک جریان الکتریکی یک طرفه است. سلول‌های الکتروشیمیایی نمونه بارز آن هستند. چنین جریانی ممکن است از طریق یک رسانا مثل سیم ایجاد شود، اما بهتر است بدانید که نیمه هادی‌ها و حتی خلاء ac مثل پروتون‌های الکترونی یا یون‌ها نیز قابلیت برقراری این جریان را دارند.

تاریخچهٔ جریان مستقیم

جریان مستقیم در سال 1800 میلادی توسط فیزیکدان ایتالیایی «الساندرو ولتا»، و در شمع ولتائیک او تولید شد. در آن زمان هنوز ماهیت و چگونگی این جریان درک نشده بود. «آندره ماری آمپر» فیزیکدان فرانسوی، حدس زد که این جریان در یک جهت و از قطب مثبت به سمت قطب منفی می‌رود.

تعاریف جریان dc

اصطلاح dc برای اشاره به سیستم‌های نیروگاهی به‌کار می‌رود که فقط از یک قطب ولتاژ یا جریان الکتریکی استفاده می‌کنند. اگرچه «DC» مخفف عبارت «Direct Current» است، اما اغلب به «تک قطبی» بودن اشاره دارد. طبق این تعریف ولتاژهای dc می‌توانند از نظر زمانی متفاوت باشند همانطور که در خروجی‌های خام یک‌طرفه یا نوسانات سیگنال‌های صوتی در خطوت تلفن مشاهده می‌شوند.

مدارها

مدار جریان مستقیم نوعی مدار الکتریکی است که از ترکیب منابع ولتاژ ثابت، جریان ثابت و مقاومت‌ها تشکیل شده‌ است. در چنین حالتی ولتاژها و مدار مستقل از زمان هستند. ولتاژ یا جریان مدار خاصی به مقدار قبلی ولتاژ یا جریان آن بستگی ندارد. اگر یک خازن به مدار DC اضافه شود، آن مدار دیگر DC نیست. با این حال بیشتر این مدارها ترکیبی از جریان dc را در خود دارند. چنین مداری در ریاضیات با معادلات دیفرانسیل نشان داده می‌شود. راه حل این معادلات هم معمولا از یک متغیر زمانی یا گذرا و یک متغیر ثابت تشکیل می‌شود.

کاربردهای جریان dc

جریان dc کاربردهای فراوانی دارد، از شارژ باتری گرفته تا منابع تغذیه بزرگ برای سیستم‌های الکترونیکی، موتورها و سایر موارد. مقادیر بسیار زیادی از انرژی الکتریکی تامین شده از طریق جریان مستقیم در ذوب آلومینیوم و دیگر فرآیندهای شیمیایی استفاده می‌شود. علاوه براین در برخی از راه‌آهن‌ها مخصوصا در مناطق شهری از این جریان الکتریکی استفاده می‌کنند.

ساختمان‌های اداری و تجاری

استفاده از جریان dc در ادارات

از جریان dc معمولا در بسیاری از برنامه‌های ولتاژ پایین استفاده می‌شود، به‌ویژه در مواردی که انرژی مدار از طریق باتری یا سیستم‌های خورشیدی تامین شود(زیرا این دو مورد فقط می‌توانند جریان مستقیم تولید کنند).

اکثر مدارهای الکترونیکی به منبع تغذیه DC نیاز دارند. سیستم‌های داخلی dc معمولا انواع مختلفی از سوکت‌ها، اتصالات، کلیدها و اتصالات جریان متناوب را در خود جای داده‌اند. این موضوع اغلب بخاطر ولتاژهای کمتر است که در جریان‌های بالاتر تولید شده‌اند و به همان اندازه نیرو تولید می‌کنند. معمولا رعایت قطبیت در سیستم dc امری ضروری است، مگر اینکه در سیستم مورد نظر پل دیود استفاده شده باشد تا این نقص را جبران کند.

وسایل موتوری

جریان dc در وسایل موتوری

بیشتر وسایل موتوری از جریان dc استفاده می‌کنند. باتری خودرو برق را برای روشن شدن موتور، روشنایی و سیستم اشتعال تامین می‌کند. دینام دستگاه‌های ac هم یکسو کننده‌ها را برای تولید این جریان و شارژ باتری به‌کار می‌گیرند.

ارتباطات

تجهزیات مخابراتی از منبع تعذیهٔ استاندارد dc – 48 ولت استفاده می‌کنند. قطبیّت منفی با اتصال به پایانه مثبت منبع تغذیه و باتری بدست می‌آید. این کار برای جلوگیری از رسوبات الکترولیز انجام می‌شود. سیستم‌های مخابراتی یک باتری برای مواقع قطع برق دارند که مشترکان موقع بروز قطعی برق همچنان بتوانند از تلفن خود استفاده کنند.

برق فشار قوی

جریان dc در برق فشار قوی

سیستم‌های انتقال برق جریان مستقیم (HVDC) با ولتاژ بالا برخلاف سیستم‌های ac، از جریان dc برای انتقال برق در سطح وسیع استفاده می‌کنند. به کمک این قابلیت هزینه و اتلاف انرژی کمتری برای انتقال برق در فواصل زیاد مصرف می‌شود.

جمع بندی

با وجود اینکه dc مخفف عبارت جریان مستقیم به زبان انگلیسی است، اما در مجموع به ولتاژهایی با پلاریته ثابت هم dc می‌گویند. برخی ازانواع dc ها تغییرات ولتاژ بیشتری دارند مثل خروجی‌های یکسوساز. عبور جریان از این خروجی و بعد از آن عبور از یک فیلتر RC پایین‌گذر، ولتاژ پایدارتری به‌وجود می‌آید.

به علت ولتاژ بسیار کم به‌کار رفته در سیستم‌های جریان dc برای استفاده از آن باید کلید و پریزهای ویژه‌ای نصب کرد که با جریان تناوبی متفاوت هستند. در جریان مستقیم مهم‌ترین نکته اتصال درست پلاریته است و باید دقت کرد که معکوس وصل نشود مگر اینکه یک پل دیودی برای اصلاح این مشکل در وسایل وجود داشته باشد، بیشتر وسایلی که با باتری کار می‌کنند این قابلیت را ندارند.

پرسش و پاسخ

جریان dc به چه معناست؟

جریان مستقیم یا مستقیم درواقع یک جریان الکتریکی یک طرفه است، چنین جریانی ممکن است از طریق یک رسانا مثل سیم ایجاد شود

مدار dc چیست؟

مدار جریان مستقیم نوعی مدار الکتریکی است که از ترکیب منابع ولتاژ ثابت، جریان ثابت و مقاومت‌ها تشکیل شده‌ است. در چنین حالتی ولتاژها و مدار مستقل از زمان هستند.

کاربردهای جریان مستقیم چیست؟

جریان مستقیم یا dc در زندگی روزمرهٔ ما کاربردهای فراوانی دارد و همواره با آن سروکار داریم. از شارژ باتری موبایل گرفته تا سیستم‌های پیچیده و بزرگ مثل مترو و لوازم موتوری سنگین.


You've just added this product to the cart:

fa_IRPersian
fa_IRPersian