Likström (DC) flyter hela tiden åt samma håll, som från ett batteri. Växelström (AC) byter riktning fram och tillbaka: i det svenska elnätet 50 gånger per sekund åt varje håll, vilket blir 100 riktningsbyten per sekund. Elnätet använder växelström eftersom spänningen då enkelt kan transformeras upp och ner. Nästan all elektronik arbetar ändå med likström inuti, så laddare och nätaggregat gör om växelström till likström.
Skillnaden mellan likström och växelström styr vilka apparater som kan kopplas var, hur elbilen laddas och varför solcellerna på taket behöver en växelriktare. Här går vi igenom båda strömarterna, symbolerna, historien bakom striden mellan dem och hur de används i dag.
Vad är likström?
Likström, på engelska direct current och förkortat DC, flyter i en enda riktning från pluspolen genom kretsen till minuspolen. Spänningen är konstant eller i alla fall riktad åt samma håll hela tiden. Batterier, solceller och bränsleceller ger likström.
Nästan all elektronik behöver likström för att fungera. Datorer, telefoner, tv-apparater och LED-lampor har därför ett nätaggregat som gör om nätets växelström till lagom hög likspänning. Spänningen i likströmskretsar är ofta låg. Ett AA-batteri ger 1,5 V, en USB-port 5 V och en bil 12 V.
Vad är växelström?
Växelström, alternating current och förkortat AC, byter riktning hela tiden. Spänningen följer en sinuskurva som går från noll upp till ett positivt toppvärde, ner genom noll till ett negativt toppvärde och tillbaka. Ett helt varv kallas en period.
I Sverige är frekvensen 50 hertz, vilket betyder 50 perioder per sekund och 20 millisekunder per period. Sverige ingår i det nordiska synkronområdet tillsammans med Norge, Finland och östra Danmark, där alla generatorer snurrar i takt.
Varför 230 volt när toppen är 325?
Spänningen i vägguttaget pendlar mellan ungefär +325 V och −325 V. Värdet 230 V är effektivvärdet. Det anger vilken likspänning som skulle ge samma värme i ett element. För en sinusformad spänning är toppvärdet effektivvärdet gånger roten ur två: 230 × 1,414 ≈ 325 V.
Skillnaden mellan likström och växelström
| Likström (DC) | Växelström (AC) | |
|---|---|---|
| Riktning | Alltid samma | Byter 100 gånger per sekund vid 50 Hz |
| Kommer från | Batterier, solceller, nätaggregat | Generatorer i kraftverk, elnätet |
| Transformeras | Inte direkt, kräver elektronik | Enkelt med transformator |
| Lagras | I batterier | Kan inte lagras direkt |
| Används i | Elektronik, bilar, LED, laddare | Vägguttag, motorer, värmeelement |
| Symbol | Rak linje med streckad linje under | Våglinje ~ |
Symbolerna för likström och växelström
På nätaggregat, multimetrar och typskyltar anges strömarten med symboler. Likström visas som en hel linje med en streckad linje under. Växelström visas som en våglinje. Står det AC/DC kan apparaten hantera båda.
Multimetern visar samma sak: V med en rak linje betyder likspänning och V med en våglinje växelspänning. Väljer du fel läge visar mätaren noll eller ett felaktigt värde.
Varför har elnätet växelström?
Svaret är transformatorn. Växelströmmens spänning kan höjas och sänkas med en enkel transformator utan rörliga delar. Hög spänning betyder låg ström för samma effekt. Låg ström ger i sin tur små förluster i långa ledningar. Hur det fungerar förklaras på sidan om transformatorn.
Växelström är också lätt att framställa. En generator med en roterande magnet ger växelström direkt. Elmotorer för växelström är enkla och tåliga, vilket gjorde dem perfekta för industrin.
Strömmarnas krig
I slutet av 1800-talet stod en bitter strid om vilken strömart som skulle vinna. Den kallas strömmarnas krig och utspelade sig främst i USA.
- 1882. Thomas Edison öppnar sitt första kraftverk i New York. Det levererar likström.
- 1888. Nikola Tesla säljer sina patent på växelström till industrimannen George Westinghouse.
- Slutet av 1880-talet. Edison försöker misskreditera växelströmmen och visar offentligt hur farlig den är.
- 1893. Westinghouse får kontraktet att lysa upp världsutställningen i Chicago med Teslas växelströmssystem.
- 1896. Ett vattenkraftverk vid Niagarafallen börjar skicka växelström till Buffalo, 26 engelska mil bort. Det brukar ses som slutet på kriget.
Sverige följde samma väg. Ingenjören Jonas Wenström sökte patent på ett trefassystem 1890. Tre år senare byggde ASEA Sveriges första trefasöverföring mellan Hällsjöns kraftverk och Grängesberg.
Likströmmens comeback
Växelströmmen vann striden om elnäten, men likströmmen har fått nytt liv. För mycket långa sträckor och för kablar under vatten ger högspänd likström mindre förluster än växelström.
Här ligger Sverige långt fram. I mars 1954 togs världens första kommersiella förbindelse med högspänd likström i drift mellan fastlandet och Gotland. Den hade 100 kV, 20 MW och en 96 km lång sjökabel och byggdes av ASEA åt Vattenfall. Tekniken kallas HVDC och används i dag för att knyta ihop elnät mellan länder och för att ta i land el från havsbaserad vindkraft.
Likström och växelström i vardagen
Elbilen
Elbilens batteri lagrar likström. Laddar du hemma i en laddbox får bilen växelström. Laddaren inne i bilen gör om den till likström. Det begränsar hur snabbt det går. Vid snabbladdare sker omvandlingen i stället i laddstationen. Bilen får likström direkt. Därför kallas snabbladdning ofta DC-laddning.
Solcellerna
Solceller ger likström. En växelriktare gör om den till växelström med samma frekvens och spänning som elnätet, så att elen kan användas i huset eller säljas ut på nätet.
Laddaren och nätaggregatet
Laddaren till telefonen gör det omvända: den likriktar nätets växelström och sänker spänningen till de 5 V eller mer som telefonen behöver. Samma sak sker i datorns nätaggregat och i drivdonet till en LED-lampa.
Är likström eller växelström farligast?
Båda kan döda. Skadan avgörs av strömmen genom kroppen och hur länge den pågår. Växelström vid 50 Hz får musklerna att krampa så att det blir svårt att släppa taget. Redan omkring 40 mA i mer än två sekunder kan ge hjärtflimmer. Mer om hur kroppen reagerar på ström finns på sidan om jordfelsbrytaren.
Vanliga frågor
Vad står AC och DC för?
AC står för alternating current, växelström. DC står för direct current, likström. Söker du på växelström med två bokstäver i ett korsord är svaret AC.
Är ett bilbatteri likström eller växelström?
Likström, som alla batterier. Bilens generator ger växelström, men den likriktas innan den laddar batteriet.
Ska man koppla plus eller minus först?
När du kopplar bort ett bilbatteri tar du minuspolen först. När du kopplar in det tar du pluspolen först. Då minskar risken för kortslutning om verktyget råkar nudda karossen, som är förbunden med minuspolen.
Kan man koppla en apparat för likström till ett vägguttag?
Nej, inte direkt, eftersom den behöver ett nätaggregat som gör om 230 V växelström till rätt likspänning. Kopplas en lågspänningsapparat direkt till nätet förstörs den och kan börja brinna.
Vad är likspänning och växelspänning?
Likspänning är spänningen som driver en likström, växelspänning den som driver en växelström. I vardagligt tal används orden ofta som synonymer till likström och växelström.
Källor
- History.com: What was the War of the Currents?
- IEEE Milestones: Gotland High Voltage Direct Current Link, 1954
- Fingrid: Part of the Nordic power system
- ABB: Jonas Wenström och trefassystemet
- IEC 60038, standardspänningar, sammanfattad på Wikipedia
Senast uppdaterad