Co to jest prąd stały?

Prąd stały jest formą prądu elektrycznego stosowanego w elektryczności prądu stałego (DC) i składa się z elektronów, które poruszają się w sposób ciągły w jednym kierunku. Kontrastuje to z prądem przemiennym (AC), w którym elektrony poruszają się najpierw w jednym kierunku, a następnie w drugim kierunku, zmieniając się gwałtownie między sobą. Elektryczność prądu stałego jest często wykorzystywana w bateriach i podobnych formach zasilania elektrycznego, ponieważ zwykle łatwo jest utworzyć obwód z wykorzystaniem energii prądu stałego, chociaż na duże odległości często preferowana była energia prądu przemiennego. Prąd stały jest jedną z najłatwiejszych do zrozumienia form prądu elektrycznego i jest często używany do wyjaśnienia, jak działa elektryczność.

Energia elektryczna powstaje w wyniku przepływu prądu elektrycznego przez układ zwany obwodem, który zawiera pewną formę przewodnika i źródło prądu. Prąd składa się ze strumienia ujemnie naładowanych elektronów przez układ, a w prądzie stałym elektrony te przepływają przez obwód w jednym kierunku. Ładunki elektryczne przepływają od jednego ładunku do drugiego, jak mówią „przeciwieństwa się przyciągają”, a zatem ujemnie naładowane elektrony naturalnie przepływają w kierunku dodatnio naładowanego obszaru.

Prąd stały przepływa przez obwód za pomocą przewodnika, który jest materiałem, często metalicznym, który w naturalny sposób zapewnia warunki, w których elektrony mogą się łatwo poruszać. Materiały przewodzące często działają w celu przekazywania energii dowolnego rodzaju, czy to ciepła, czy elektryczności, tak więc powierzchnia metalowa zazwyczaj nagrzewa się szybciej niż powierzchnia nieprzewodząca, a także przewodzi prąd elektryczny. Ten typ obwodu powstaje przez połączenie ujemnej i dodatniej części źródła zasilania, takiego jak bateria, z dowolnym końcem obwodu.

Prąd stały przepływa od ujemnego końca przez obwód i ostatecznie dociera do dodatniego końca. Umieszczając na obwodzie coś, co może wykorzystać ładunek, na przykład żarówkę, płytkę drukowaną lub silnik samochodowy, ładunek jest przenoszony na przedmiot, gdy przechodzi w kierunku dodatniego końca. Wiele schematów połączeń pokazuje ładunek przepływający od dodatniego końca do ujemnego końca; nie jest to jednak dokładne i często odbywa się w ramach starej konwencji, która wciąż jest używana, pomimo jej niedokładności.

Z drugiej strony prąd przemienny nadal przepływa od ujemnego do dodatniego, ale polaryzacja jest zmieniana i przełączana wielokrotnie podczas użytkowania obwodu. Oznacza to, że w pewnym momencie przepływ może nastąpić od lewej do prawej, ale następnie zostanie przełączony, aby przejść od prawej do lewej. Napięcie prądu przemiennego można łatwiej zmienić za pomocą transformatorów, dzięki czemu prąd przemienny jest często lepszy na duże odległości, na przykład między elektrownią a domem lub firmą. Prąd stały jest zwykle stosowany w bateriach i zasilaczach, które pokonują krótszy dystans, ponieważ nie wymagają zmian polaryzacji i mogą być łatwiej włączone do mniejszego obwodu.