برق یکی از مهمترین اکتشافاتی است که زندگی روزمره همه افراد در کره زمین را تغییر داده است و بدون آن ، بیشتر چیزهایی که هر روز از آنها استفاده می کنیم ، نمی توانند کار کنند. برق هم اکنون بخشی از زندگی روزمره ما شده است و نمی توان به دنیایی بدون برق فکر کرد. برق اکنون بخش مهمی از خانه ها و صنایع است. تقریباً تمام دستگاه های موجود در خانه ها ، مشاغل و صنایع با برق کار می کنند.

آنچه در ادامه می خوانید:

برق یا الکتریسیته چیست؟

 مخترع برق که بود؟

آشنایی با برق AC

کاربردها ، مزایا ، معایب

آشنایی با برق DC

کاربردها ، مزایا ، معایب

تفاوت AC , DC

 سخن آخر

برق یا الکتریسیته چیست؟

الکتریسیته نوعی انرژی است که می‌تواند در یک مکان جمع شود یا از یک مکان به مکان دیگر منتقل شود. هنگامی که الکتریسیته در یک مکان جمع می‌شود، به عنوان «الکتریسیته ساکن» (Static Electricity) شناخته می‌شود (کلمه استاتیک یا ساکن به معنی چیزی است که حرکت نمی‌کند). الکتریسیته‌ای که از یک مکان به مکان دیگر منتقل می‌شود، «الکتریسیته جاری» (Current Electricity) نامیده می‌شود.

مخترع برق که بود؟

مایکل فارادی، نیکولا تسلا و توماس ادیسون هر سه در صنعت برق و روشنایی و ماشین الکتریکی، تاثیرات مهمی را داشته‌اند. به طور کلی نمی توان فرد خاصی را به عنوان مخترع برق معرفی کرد زیرا برق در طبیعت وجود دارد و قابل اختراع نیست بنابراین دانشمندان فقط برق را توسعه داده اند .

از بین سه دانشمند مذکور، تسلا بهترین طراحی را برای برق AC ، ارائه داد.

در آن زمان، بخش هایی از آمریکا با برق AC و بخش هایی با برق DC کار میکردند. نیکولا تسلا جریان AC را بیشتر قبول داشت زیرا او میدانست که با جریان AC می توان برق را به مسیر های طولانی تری بدون افت جریان منتقل کرد. دلیل بعدی نیکولا تسلا نیز این بود که جریان AC به مراتب هزینه کمتری را نسبت به جریان DC متحمل میکرد. به دلیل علاقه تسلا به جریان AC، وی از شرکت ادیسون خارج شد و شرکت خود را تاسیس کرد. هدف تسلا طراحی موتور مولد الکتریکی AC بود.
در آخر بنابر دلایل منطقی تسلا، جریان AC به عنوان برق شهری انتخاب شد و اکنون در تمامی شهر ها از برق AC استفاده میشود.

برق ACو DC

برق AC و DC هر دو نوعی جریان برق هستند که تفاوت اصلی آن ها در نوع حرکت الکترون ها هستند. با بررسی دقیق هر یک از این دو مدل، نتیجه خواهیم گرفت از کدام یک از این جریان ها باید استفاده کنیم. در ادامه این مقاله به توضیح بیشتر AC و DC و تفاوت آنها و کاربرد هر یک خواهیم پرداخت.

به طور خلاصه DC جریان الکتریکی است که به طور مداوم در یک جهت جریان دارد. این جریان در هر وسیله ای که از باتری استفاده می کند وجود دارد.

جریان AC یا همان جریان متناوب، جریانی است که در بازه های منظم و یا فواصل مشخص، الکترون هایش به عقب و جلو سوویچ می کنند. جریانی که شما از برق شهری و پریز های برقتان دریافت می کنید، AC است.

پس همانطور که در ابتدا به آن اشاره کردیم، تفاوت برق AC و DC در نوع حرکت الکترون ها می باشد. جریان AC فرکانسی دارد که نشان می دهد جهت جریان چند بار در طول جریان تغییر می کند در حالی که فرکانس جریان مستقیم یا همان جریان DC صفر است زیرا باعث تغییر جهت جریان نمی شود.

آشنایی با جریان AC

جریان AC یا شهری همان برقی است که از آن در پریزهای خانه‌هایمان استفاده می‌کنیم. در جریان متناوب (AC)، جهت جریان برق به صورت دوره‌ای تغییر می‌کند. جریان AC به عنوان پرکاربردترین نوع جریان برق برای تجهیزات خانگی، اداری، ساختمان‌ها و مصارف کوچک استفاده می‌شود و می‌توانیم جریان متناوب را در یک شکل موجی به نام موج سینوسی مشخص کنیم، چرا که جریان بین قطب مثبت و منفی در تناوب هستند. همچنین می‌توانیم آن را به عنوان یک خط منحنی هم در نظر بگیریم. این خطوط منحنی همانطور که در بالا نشان‌ دادیم چرخه‌های الکتریکی هستند و بر حسب تعداد در ثانیه اندازه‌گیری می‌شوند. این اندازه‌گیری با واحد هرتز (Hz) انجام می‌شود.

این جریان به دلیل اینکه تولید و انتقال آن‌ها در فواصل طولانی نسبتاً آسان است، درنیروگاه‌ها و ساختمان‌ها استفاده می‌شوند. 

جوشکاری با جریان AC

حال که با مزایا، معایب و کاربرد جوشکاری با جریان DC آشنا شده اید تفاوت جوشکاری َAC و DC را بعد از مطالعه کاربرد و مزایا جوشکاری با جریان AC به طور کامل متوجه خواهید شد و قادر خواهید بود تشخیص دهید که در کدام شرایط بایستی از جریان DC و AC استفاده کرد.

AC مخفف Alternating Current یا جریان متناوب بوده که بار الکتریکی در یک جهت حرکت نمی کنند. در این قسمت الکترون ها به صورت مداوم تغییر جهت داده و به عقب و جلو بر می گردند. دقت داشته باشید انتخاب صحیح جریان برق برای کسب بهترین نتیجه در عملیات جوشکاری بسیار حائز اهمیت است و در غیر این صورت ممکن است با گرم شدن بیش از حد، میزان نفوذ چند برابر شود و بر روی سطح کار سوراخ ایجاد شود. بنابراین سعی داشته باشید قبل از شروع عملیات جوشکاری، تمامی تنظیمات را درست اعمال کرده باشید.

کاربرد جوشکاری با جریان AC

همان طور که در ابتدا گفته شد میزان نفوذ و گرما تولید شده با جریان AC بیشتر بوده و برای جوشکاری فلزات ضخیم بسیار کاربردی می باشد. معمولا از جریان AC برای جوش دادن آلومینیوم بهره برداری می شود. یکی از کاربرد مهم جوشکاری با جریان AC در صنعت خودروسازی و کشتی سازی می باشد که به علت نیاز به نفوذ بالا و قدرت جوش از جریان AC استفاده می شود.

مزایا جوشکاری با جریان AC

• روی مواد مغناطیسی به خوبی عمل می کند.
• نفوذ عمیق
• مناسب برای استفاده در فرایند جوشکاری آرگون آلومینیوم

معایب جوشکاری AC

• جوشکاری با جریان AC بیش از DC سبب پاشش مواد می شود.
• جریان AC برای جوش دادن فلزات نازک توصیه نمی شود زیرا میزان نفوذ بسیار زیاد است.

آشنایی با جریان DC

بر خلاف جریان متناوب (AC) جریان مستقیم (DC) جهت خود را به طور دوره‌ای تغییر نداده و جریان الکتریکی به صورت یکنواخت و در یک جهت ثابت حرکت می‌کند. از جریان DC برای تأمین برق دستگاه‌های الکتریکی و شارژی مانند: باتری‌های تلفن همراه، چراغ‌قوه‌ها، تلویزیون‌های صفحه تخت و وسایل نقلیه الکتریکی استفاده می‌شود. هر وسیله‌ای که با باتری کار می‌کند یا از آداپتور AC برای اتصال به برق یا کابل USB  برای تامین برق استفاده می‌کند، وابسته به DC است.

به طور خلاصه DC جریانی پایدار و ثابت است که برای تأمین برق بسیاری از دستگاه‌های الکترونیکی در زندگی روزمره استفاده می‌شود.

همان طور که در ابتدا گفته شد DC به معنای جریان مستقیم است بدان معنی تمامی الکترون ها در یک مسیر ثابت حرکت می کنند و قطب جریان جوشکاری نیز ثابت است که به دو بخش منفی و مثبت تقسیم بندی می شوند.

یکی از مهمترین ویژگی جوشکاری جریان DC منفی میزان رسوب بیشتری بوده و به عبارتی دیگر جریان DC منفی برای جوش دادن فلزات نازک کاربرد دارد. این در حالی است که جریان DC مثبت برای جوش دادن فلزات ضخیم کاربرد دارد زیرا که میزان نفوذ آن بیشتر می باشد.

کاربرد جوشکاری با جریان DC

جوشکاری با جریان DC متداول ترین نوع جوش می باشد که در تمامی حالت و وضعیت جوشکاری می توان از آن استفاده کرد. تقریبا تمامی فلزات را می توان با استفاده از جریان DC جوش داد. از مهم ترین ویژگی جوشکاری DC می توان به انواع وضعیت جوشکاری اشاره داشت.

جوشکاری عمود بر روی مواد، سربالا و حالت های دیگر به راحتی با استفاده از جریان DC جوش خورده و در صورت رعایت کردن نکات دیگر جوشکاری، می توانید مهره جوش های با کیفیتی را ایجاد کنید. کاربرد مهم جریان DC در جوشکاری عبارت است از:

• جوش چدن
• پرچ
• جوش لوله
• جوش ورق فلز
• جوشکاری آرگون فلز ضد زنگ
• امکان جوشکاری در تمامی وضعیت های جوشکاری

مزایا جوشکاری جریان DC

• برای جوشکاری الکترود دستی بیشتر از جریان DC استفاده می شود.
• جوشکاری DC برای جوشکاری فلزات و ورقه های بسیار نازک موثر است زیرا میزان نفوذ آن کمتر از جریان AC می باشد.
• مقدار پاشش مواد در جریان DC بسیار کمتر است و سبب می شود تا مهره جوش ها صاف تر ایجاد شود.
• ولتاژ جوشکاری DC پایین بوده از این رو عملکرد ایمنی کار را بالا می برد.
• جوشکاری با جریان DC می تواند مواد آهنی و غیر آهنی را جوش دهد.

معایب جوشکاری با جریان DC

• امکان وقوع ضربه قوس در جوشکاری DC بیشتر است.
• تجهیزات مورد نیاز برای جوشکاری DC می تواند گران تر از AC باشد.
• به دلیل کمبود گرما در جریان DC نمی توانید آلومینیوم را به طور کامل جوش دهید.
  

تفاوت برق AC و DC

مهم‌ترین تفاوت برق  AC و DC در همان نوع ورودی ولتاژ است اما تفاوت‌های دیگری نیز وجود دارد که شامل جهت جریان ، ولتاژ ، فرکانس و کاربردها می باشد که در ادامه به بررسی آنها خواهیم پرداخت :

♦ جهت جریان:

• AC: در جریان متناوب، همانطور که گفتیم به صورت دوره‌ای تغییر می‌کند. این به این معناست که الکترون‌ها به جلو و سپس به عقب حرکت می‌کنند.

• DC: در جریان مستقیم الکترون‌ها همیشه در یک جهت ثابت حرکت می‌کنند.

♦ ولتاژ:

• AC: ولتاژ در جریان AC به صورت سینوسی تغییر می‌کند، به این معنی که به طور مداوم بین مثبت و منفی نوسان دارد.
• DC: ولتاژ در جریان DC ثابت است و تغییر نمی‌کند.

♦ منابع:

• AC: از نیروگاه‌ها و ژنراتورها به دست می‌آید و برق خانگی و صنعتی ما معمولاً به صورت AC است.
• DC: از منابعی مانند باتری‌ها، سلول‌های خورشیدی و آداپتورها به دست می‌آید و در دستگاه‌های الکترونیکی قابل حمل استفاده می‌شود.

♦ کاربردها:

• AC: به دلیل سهولت تولید و انتقال در فواصل طولانی، بیشتر در تأمین برق ساختمان‌ها، ادارات و صنایع به کار می‌رود. همچنین جریان AC قادر به تأمین برق موتورهای الکتریکی است.
• DC: بیشتر برای تأمین برق دستگاه‌های الکترونیکی مانند تلفن‌های همراه، لپ‌تاپ‌ها و وسایل نقلیه الکتریکی استفاده می‌شود.

♦ نقل و انتقال انرژی:

• AC: برای انتقال انرژی با ولتاژ بالا و جریان کم در مسافت‌های طولانی به صرفه‌تر است. برای همین بیشتر در خطوط انتقال برق استفاده می‌شود.
• DC: برای انتقال انرژی در مسافت‌های کوتاه و در دستگاه‌های الکترونیکی که نیاز به ولتاژ ثابت دارند، مؤثر است.

در مجموع جریان AC و DC هر کدام کاربردها و مزایای خاص خود را دارند و در سیستم‌های موتور برق و ژنراتور برق با توجه به نیاز و کاربرد، مورد استفاده قرار می‌گیرند.

سوالات متداول درباره برق AC و DC

در انتها به بررسی سوالات متداول پیرامون جریان برق متناوب و شهری و تفاوت برق AC و DC می‌پردازیم:

♦ چرا از برق DC در خانه‌ها استفاده نمی‌شود؟

جریان مستقیم (DC) به طور معمول در خانه‌ها به دلیل عدم کارایی آن در انتقال برق در مسافت‌های طولانی استفاده نمی‌شود و همچنین تلفات انرژی در انتقال برق DC نسبت به جریان متناوب (AC) بسیار بالاتر است. علاوه بر این بیشتر تجهیزات و وسایل الکتریکی خانگی، برای کار با جریان AC طراحی شده‌اند. برای استفاده از جریان DC در این وسایل نیاز به تبدیل‌کننده‌های برق (اینورترها) دارید که هزینه و پیچیدگی کار را افزایش می‌دهد. نکته دیگر اینکه تغییر سطوح ولتاژ جریان DC پیچیده‌تر از AC است و به این دلیل، سیستم جریان  AC که تغییر ولتاژ را به ‌راحتی انجام داده و کاهش تلفات انرژی را در حین انتقال کاهش می‌دهد، برای استفاده خانگی بسیار مناسب‌ و مقرون به صرفه‌تر است.

♦ آیا برق DC کشنده است؟

هر نوع برقی می‌تواند خطرناک باشد و به شما صدمه وارد کند و خطرناک بودن برق به ولتاژ و جریان آن بستگی دارد. اگر ولتاژ و جریان DC به اندازه کافی بالا باشد، می‌تواند باعث شوک الکتریکی شدید و حتی مرگ شود. به طور کلی جریان برق DC با ولتاژ بالای 50 ولت می‌تواند خطرناک باشد. بنابراین هنگام کار با برق   DC نیز باید احتیاط‌های لازم رعایت کرده و از تجهیزات ایمنی مناسب استفاده کنید.

♦ ژنراتوری که برق ۲۲۰ تولید کنه به غیر از بنزین و گازوئیل با چه انرژی‌های دیگری میتوان به کار انداخت؟

ژنراتورهایی که برق ۲۲۰ ولت تولید می‌کنند، می‌توانند به غیر از بنزین و گازوئیل با استفاده از منابع مختلف و انرژی دیگر مانند گاز طبیعی، پروپان یا گاز مایع کار کنند. هر یک از این منابع دارای مزایا و معایب خاص خود هستند و انتخاب بهترین گزینه به شرایط محیطی و اقتصادی شما بستگی دارد. 

اصلی ترین تفاوت جوشکاری AC و DC

تفاوت اصلی بین این دو نوع فرآیند جوشکاری به قطبیت مربوط است. AC به معنای جریان متناوب و DC به معنی جریان برق مستقیم می باشد.
در جوشکاری AC و DC به دو نوع منبع تغذیه مختلف برای جوشکاری نیاز داریم البته برخی از دستگاه های جوش وجود دارند که دو جریان را در خود دارند اما هزینه خریداری آن ممکن است هزینه بر باشد. از این رو توصیه می شود دستگاه جوشی را خریداری کنید که هر دو جریان برق را داشته باشد.

سخن آخر

در نهایت دو جریان DC و AC دارای کاربرد و مزایا و معایب منحصر به فرد خود هستند و هر دو در عملیات جوشکاری کاربرد دارند. از این رو توصیه می شود اگر به تازگی وارد این حرفه شده اید، با جوشکاری جریان DC آغاز به کار کنید و در نهایت با جوش آلومینیوم و AC  نیز آشنا شوید. کیفیت و مقاومت جوشکاری تا حد زیادی به استفاده صحیح جریان برق و انتخاب درست الکترود بستگی دارد. جوشکاران هنگامی که قصد دارند فلزی را جوش دهند بایستی نوع جریان برق، میزان آمپر، نوع الکترود و نوع جوشکاری را متناسب با فلز و ضخامت آن انتخاب کنند تا مهره جوش هایی که ایجاد می شود باکیفیت و بدون هیچ گونه عیوب جوشکاری باشد.

با ارائه نظر خود ، ما را در پیشبرد این مسیر یاری بفرمایید.