Střídavý proud (AC, z anglického Alternating Current) je typ elektrického proudu, který pravidelně mění směr toku a velikost napětí v definovaných časových intervalech. Tento oscilační charakter je znázornitelný sinusovou vlnou, která popisuje průběh proudu v čase. Na rozdíl od stejnosměrného proudu (DC, Direct Current), který teče pouze jedním směrem, má střídavý proud vlastnosti, které ho činí vhodným pro přenos a distribuci elektrické energie na velké vzdálenosti.

Vlastnosti střídavého proudu

1. Periodický charakter – střídavý proud osciluje, což znamená, že jeho velikost a směr se mění v pravidelných cyklech. Tyto změny lze graficky znázornit jako sinusoidu.
2. Frekvence – frekvence udává počet cyklů za sekundu a měří se v hertzích (Hz). V Evropě a většině světa má střídavý proud frekvenci 50 Hz, zatímco v Severní Americe je běžná frekvence 60 Hz.
3. Napětí – hodnota napětí střídavého proudu se rovněž mění v čase, dosahuje vrcholových hodnot a přechází nulovou osu.

Výhody střídavého proudu

Střídavý proud se stal standardem pro přenos a distribuci elektřiny především díky své snadné transformaci na různé napěťové úrovně a nízkým ztrátám při přenosu na dlouhé vzdálenosti. Tyto vlastnosti přispěly k jeho dominanci v elektrických sítích po celém světě.

• Jednoduchá transformace napětí – střídavý proud lze snadno transformovat na různé úrovně napětí pomocí transformátorů. To umožňuje efektivní přenos energie na vysokém napětí, čímž se minimalizují ztráty způsobené odporem vodičů. Po přenosu se napětí transformuje zpět na bezpečnou hodnotu pro spotřebitele.
• Efektivní přenos na dlouhé vzdálenosti – vysoké napětí (např. v kilovoltech) při přenosu střídavého proudu minimalizuje proud, a tím i tepelné ztráty podle Jouleova zákona (P=I2RP = I^2RP=I2R). To je klíčová výhoda oproti stejnosměrnému proudu.
• Široká využitelnost – drtivá většina elektrických spotřebičů, zařízení a průmyslových strojů je navržena pro použití střídavého proudu. Zahrnuje to osvětlení, domácí elektrospotřebiče, klimatizační jednotky a průmyslové motory.

Generování střídavého proudu

Střídavý proud vzniká v elektrárnách pomocí generátorů, které přeměňují mechanickou energii na elektrickou. Generátory pracují na principu elektromagnetické indukce: otáčející se cívka v magnetickém poli generuje střídavý elektrický proud.

Použití střídavého proudu

Střídavý proud je dnes standardní formou elektrické energie v naprosté většině světa a používá se ve všech oblastech, od domácností po průmyslové provozy. Mezi hlavní oblasti použití patří:

• Domácnosti – napájení osvětlení, domácích spotřebičů a klimatizace.
• Průmysl – pohon motorů, provoz výrobních linek a těžkých strojů.
• Přenos a distribuce energie – elektrické sítě po celém světě jsou navrženy na střídavý proud, což umožňuje efektivní přenos a distribuci energie.

AC vs. DC

Střídavý proud (AC) je dnes dominantním typem proudu používaným pro přenos a distribuci elektrické energie po celém světě. Důvodem jeho převahy je schopnost efektivně přenášet energii na velké vzdálenosti při minimálních ztrátách díky možnosti transformace napětí. Na druhou stranu stejnosměrný proud (DC) hraje klíčovou roli v mnoha specifických aplikacích, jako jsou solární panely, bateriové systémy a elektronická zařízení.

Stejnosměrný proud (DC) hraje klíčovou roli v mnoha aplikacích díky své schopnosti poskytovat stabilní a jednosměrný tok energie.

• Solární panely generují elektřinu přímo ve formě DC, protože fotovoltaický efekt přirozeně vytváří jednosměrný pohyb elektronů.
• Bateriové systémy ukládají a dodávají energii jako DC, což je nezbytné pro efektivní nabíjení a využívání uložené energie.
• Elektronická zařízení jsou navržena tak, aby fungovala na DC, protože vyžadují stálé napětí pro své vnitřní obvody, což je u AC nepraktické.

Střídavý proud (AC) se využívá zejména v domácnostech a průmyslu pro napájení běžných spotřebičů, jako jsou ledničky, pračky, osvětlení a další zařízení, která byla navržena pro standardní střídavé napětí z elektrické sítě (obvykle 230 V v Evropě). Naopak stejnosměrný proud (DC) je běžný v systémech, které zahrnují akumulaci energie (například solární baterie nebo powerbanky), a v mnoha elektronických zařízeních, která využívají DC napájení pro své vnitřní obvody.

Význam střídavého proudu v moderní energetice

Střídavý proud byl průlomovou technologií, která umožnila elektrifikaci světa. Díky němu mohly vzniknout rozsáhlé elektrické sítě, které spojují elektrárny s domácnostmi, firmami a průmyslem. I když s rozvojem obnovitelných zdrojů a decentralizovaných energetických systémů roste význam stejnosměrného proudu, střídavý proud zůstává páteří globální energetiky.