Kable i przewody elektryczne to nieodłączny element każdej instalacji. Różnią się one przeznaczeniem oraz specyfikacją techniczną. Jeden z głównych podziałów dotyczy kabli przeznaczonych do prądu zmiennego (AC) i prądu stałego (DC). W poniższym artykule przedstawimy, co oznaczają te terminy, jakie mają znaczenie w kontekście kabli i przewodów elektrycznych, a także omówimy podstawowe różnice między prądem zmiennym i stałym. Ta wiedza ułatwi nam podjęcie decyzji, kiedy zastosować konkretne rodzaje kabli oraz jak wybrać odpowiednie rozwiązanie do swoich potrzeb.
Sprawdź kable i przewody elektryczne w hurtowni Onninen
Co oznacza zapisek AC przy kablach elektrycznych?
Na początek powinniśmy zrozumieć oznaczenia występujące na kablach, co pomoże zauważyć różnice występujące między nimi. Zapis “AC” to skrót od angielskiego wyrażenia Alternating Current, czyli prąd zmienny. Przeznaczony jest on więc, tak jak jego nazwa wskazuje, do pracy z prądem zmiennym, takim, który zmienia kierunek przepływu w sposób cykliczny. W instalacjach elektrycznych zasilanych takim prądem napięcie podlega ciągłym zmianom, przez co osiąga on wartości dodatnie i ujemne względem punktu zerowego. Tego typu przewód jest powszechnie stosowany w instalacjach domowych, komercyjnych, jak i przemysłowych. Wynika to z tego, iż prąd zmienny jest dominującym typem energii elektrycznych w sieciach energetycznych na całym świecie.
Kable i przewody AC muszą być zaprojektowane w ten sposób, aby wytrzymać zmienność napięcia, zapewniając tym samym bezpieczny i niezakłócony przesył energii przy różnych wartościach prądu. Zależnie od konkretnego zastosowania przewodu, może mieć on różną średnicę i warstwy izolacji chroniące przed przegrzaniem i ryzykiem uszkodzeń. W instalacji elektrycznych występujących w domach najczęściej mamy do czynienia z napięciem 230 V. To standardowa wartość zasilania dla większości urządzeń elektrycznych. Jeśli zaś mowa o większych systemach przemysłowych narażonych na długotrwałą obciążalność prądową wykorzystuje się wyższe napięcia. Wymaga to odpowiedniego doboru kabli AC o wyższej odporności.
Przewody instalacyjne narażone są też tu na inne zagrożenie, ponieważ w przypadku prądu przemiennego występuje indukcja magnetyczna. Ważne więc, aby ich konstrukcja była w stanie zminimalizować zakłócenia elektromagnetyczne. Z tego względu zastosowanie znajduje specjalne ekranowanie kabli AC, które zapobiega wpływowi pól elektromagnetycznych na inne urządzenia w pobliżu. Podczas projektowania takiego systemu trzeba też o tym pamiętać.
Co oznacza DC przy przewodach i kablach elektrycznych?
Przejdźmy teraz do oznaczenia “DC”, co oznacza Direct Current - prąd stały. Występuje na przewodach przeznaczonych do przesyłu prądu stałego. W przeciwieństwie do zmiennego, prąd płynie tu tylko w jednym kierunku. Kable DC są powszechnie stosowane w systemach zasilania takich urządzeń, jak systemy fotowoltaiczne, baterie czy samochody elektryczne. Powinny być zaprojektowane w ten sposób, aby sprostać specyfice prądu stałego. Charakteryzuje się on stabilnym przepływem energii, więc wymagania odnoszące się do izolacji, jak również odporności mechanicznej są inne niż w przypadku kabli AC.
Instalacje elektryczne oparte na prądzie stałym mają inną specyfikę, napięcie jest tu często niższe niż systemach z prądem zmiennym. Nie oznacza to jednakowoż, iż zaprojektowanie ich jest łatwiejsze. Takie przewody występują chociażby w systemie fotowoltaicznym, gdzie przewodem DC połączone są panele słoneczne z falownikiem. Dobór kabli ma więc tu kluczowe znaczenie dla optymalnego działania całej instalacji, jak również jej bezpieczeństwa.
Innym wyzwaniem w instalacjach DC jest potrzeba eliminacji strat energii. Prąd stały ma taką specyfikę, że zwłaszcza na dłuższych odcinkach może powodować większe straty energii w porównaniu do prądu zmiennego. Kluczowe są więc tu przewody izolowane o odpowiedniej średnicy, żeby jak najbardziej zminimalizować te straty. Trzeba też mieć na uwadze to, że kable DC bywają podatne na przegrzewanie, co wymusza, aby ich konstrukcja była wysoce odporna na zmiany temperatury, szczególnie w zastosowaniach przemysłowych czy przy dużych obciążeniach.
Jaka jest różnica w przepływie prądu stałego i zmiennego?
Wiedząc już, jakie są oznaczenia przewodów i ich charakterystyka możemy przejść dalej, skupiając się na występujących tu różnicach. Te zostały już poniekąd opisane w poprzednich akapitach, ale teraz zbierzemy co najważniejsze w jednym miejscu.
Można więc powiedzieć, że główna różnica między prądem stałym (DC) a zmiennym (AC) polega na sposobie, w jakim energia przepływa przez przewód. W prądzie zmiennym ten kierunek może zmieniać się cyklicznie, dzięki czemu przesył jest efektywniejszy, i to na duże odległości. To szczególnie istotne w dużych sieciach, gdzie kable elektroenergetyczne mogą przesyłać energię bez zakłóceń. To oznacza, że zmiany kierunku prądu mogą odbywać się tu kilkadziesiąt lub nawet kilkaset razy na sekundę (zależnie oczywiście od częstotliwości napięcia).
Prąd stały, dokładnie tak jak jego nazwa wskazuje, cechuje się stałym kierunkiem przepływu, co sprawia, że zapewnia większą stabilność, lecz jednocześnie jest mniej efektywny przy przesyle na większe odległości. Nieprzypadkowo więc DC jest często stosowany w urządzeniach, które wymagają precyzyjnego oraz stabilnego zasilania, np. elektronika. Prąd stały nie generuje też start energii związanych z indukcją elektromagnetyczną.
Jeszcze inną różnicą jest sposób przesyłania energii w systemach energetycznych. Prąd zmienny jest łatwiejszy do transportowania na wyższe, jak i niższe napięcia. Prąd stały zaś wymaga specjalnych przekształtników, by można go było przesyłać na duże odległości. Związane jest to więc z większymi kosztami instalacji.
Widzimy więc, że oba rodzaje prądu mają swoją specyfikę, a wybór między jednym i drugim zależy od konkretnych wymagań związanych z takimi parametrami, jak instalacja, odległość przesyłu oraz rodzaj zasilanych urządzeń.