Svijet oko nas teško je zamisliti bez električne energije koja je prodrla u sva područja modernog života. Ova vrsta energije koristi se za osvjetljenje, rotaciju elektromotora, iz nje se napajaju razni elektronički uređaji itd. Sebe električni sustav tvori složeni tehnički sustav koji nužno mora osigurati stvaranje električne struje kao energija u elektranama, njena isporuka izravno do točke povezivanja potrošača i naknadna transformacija u željeni oblik raditi.
DC i AC
Za generiranje električne struje potreban je vanjski izvor energije čije funkcije mogu obavljati:
- toplina dobivena izgaranjem ugljena, nafte i plina;
- protok vode iz rezervoara ili nastao plimom i osekom;
- vjetar;
- solarno zračenje;
- kemijski procesi u bateriji.
Nadalje, na ovaj ili onaj način, ta se energija pretvara u struju koja se preko žica prenosi do točke spajanja prijemnika i tamo koristi za obavljanje korisnih poslova.
Sama struja može biti konstantna ili izmjenična. Izmjenična struja je obično sinusne prirode, zbog prirode njezine proizvodnje koja je rezultat rotacijskog kretanja osovine generatora, slika 1.
Prednosti i nedostaci istosmjernih i izmjeničnih mreža
Istosmjerne mreže u ranim fazama razvoja elektrotehnike povoljno su se razlikovale u jednostavnosti stvaranja elektromotora koji rade od njih. Ta je prednost izgubljena odmah nakon izuma višefaznog elektromotora 1882. godine.
Što se tiče električne rasvjete na žaruljama sa žarnom niti, izmjenični i istosmjerni napon su jednaki.
Sa stajališta prijenosa električne energije od mjesta njezine proizvodnje do potrošnje izmjenične mreže pokazalo se van konkurencije neposredno nakon izuma i razvoja dizajna snage transformator.
Potonje je bilo povezano s gubicima električne energije. Potrošač iz sigurnosnih razloga zahtijeva relativno nizak napon, dok se gubici tijekom transporta smanjuju prelaskom na visoki napon. Promjena napona u istosmjernim mrežama s visokom strujom još uvijek nije riješena jednostavnim sredstvima, dok je u Mrežne mreže za to je dovoljno instalirati dva transformatora odgovarajuće snage na krajeve vodova, slika 2.
Povijest razvoja izmjeničnih i istosmjernih mreža
Prvi put masovna komercijalna upotreba krajem 70-ih. 19. stoljeće dobilo je trožične istosmjerne mreže (+/- 110 V i 0 V), koje su stvorene oprema tvrtke Edison Electric Edison Electric Light (trenutno dio General Električni "). S njima su hranjeni prvi uzorci žarulja sa žarnom niti, slika 3.
Westinghouse je deset godina kasnije savladao industrijsku proizvodnju prikladne za masovnu upotrebu električne opreme izmjenične struje, koju je stvorio Nikola Tesla. Unatoč tako velikom vremenskom zaostajanju zbog osjetno boljih radnih parametara elektroenergetske mreže, brzo je zamijenio konkurenta. Već krajem 20-ih. XX. Stoljeća u Sjedinjenim Državama, DC mreže više se nisu koristile u novostvorenim objektima. Međutim, posljednji je isključen iz upotrebe tek 2007. godine.