Vad är likström (DC)? Definition, egenskaper och användningsområden

Vad är likström (DC)? Lär dig dess definition, egenskaper och praktiska användningsområden — från batterier och solceller till högspänd överföring.

Likström (DC eller "continuous current") är flödet av elektricitet i en enda riktning, från positiva till negativa terminaler (potential, poler).

Egenskaper

Likströmmen flyter alltid i samma riktning, vilket skiljer den från växelströmmen (AC). I sin enklaste form är likström konstant över tiden (DC med konstant värde), men begreppet inkluderar även pulserande eller varierande strömmar så länge de inte byter riktning. Den elektromagnetiska storheten som anger hur mycket laddning som passerar per tidsenhet är strömmen, mätt i ampere (A). Spänningen mäts i volt (V) och effekten i watt (W), där P = V·I.

Långsiktig beteckning och konvention: långt efter att begreppet likström etablerats insåg man att de rörliga laddningarna i metaller huvudsakligen är negativa elektriska laddningar, elektroner, och att det faktiska elektronflödet går från den negativa till den positiva polen. Trots detta har den historiska konventionen för riktning (positiv till negativ) inte ändrats.

Källor till likström

Batterier är några av de viktigaste källorna till likström (DC), men det finns även många andra källor, t.ex. brygglikriktare i strömförsörjningen, solpaneler osv. Andra vanliga källor är likriktade generatorer, spänningsregulatorer och elektroniska omvandlare (DC‑DC‑omvandlare).

Användningsområden

• Elektronik: Nästan all elektronik kräver DC för att fungera korrekt (mikrokontroller, sensorer, integrerade kretsar).
• Batteridrivna system: Mobiltelefoner, laptoppar, ficklampor och elfordon drivs av batterier som levererar DC.
• Laddning: Batteriladdare och laddstationer hanterar DC både internt och efter likriktning av nätspänningen.
• Industrier och transport: Vissa tågsystem, spårvagnar och industrimotorer använder DC eller likriktad AC för drivning.
• Högspänd likström (HVDC): Högspänd likström används ofta för att transportera el långa sträckor, vid sjöförbindelser eller för sammankoppling av olika nät.
• Vakuum- och strålapplikationer: Likström kan även skickas genom ett vakuum, som i elektronstrålar eller jonstrålar.
• Datacenter och telekom: Många anläggningar använder DC-distribution internt för effektivitet och enkel batteribackup.

Historik

Den första kommersiella elöverföringen utvecklades av Thomas Edison i slutet av 1800-talet med hjälp av likström. Senare blev växelström dominerande i allmän eldistribution på grund av fördelarna med transformatorer för spänningsändring och effektiv överföring. Dock används likström idag igen i många specialiserade sammanhang och för långdistansöverföring via HVDC.

Teknisk information och egenskaper i kretsar

I enkla resistiva kretsar följer likström Ohms lag, V = I·R. I kretsanalys visar sig också att komponenters beteende kan skilja sig mellan DC och AC: i steady‑state DC agerar kondensatorer som öppna kretsar (ingen kontinuerlig genomströmning) medan induktanser tenderar att uppföra sig som kortslutningar för konstant ström. Vid omvandling från AC till DC används likriktare och ofta filtrering (kondensatorer, spolar) för att minska rippel och få en mer stabil utspänning.

För‑ och nackdelar jämfört med växelström

• Fördelar: Elektroniska komponenter kräver ofta DC; enklare lagring i batterier; HVDC kan vara mer effektivt för långa sändningar och undervattenskablar; enklare kontroll av likströmsmotorer (särskilt borstlösa motorer).
• Nackdelar: Att transformera DC mellan spänningsnivåer har traditionellt varit svårare än för AC (kräver elektroniska omvandlare), och utsläpp av gnistor/ljusbågar kan vara svårare att bryta vid hög likström.

Säkerhet och mätning

Strömmar och spänningar i DC‑system kan vara farliga. Vid höga DC‑nivåer är ljusbågar mer persistenta än vid AC och mer svåra att släcka, vilket kräver särskilda skydd och brytare. För mätning används multimeter för DC‑spänning och DC‑ström, medan oscilloskop kan visa pulser och rippel i signalen. Systemdesign bör också ta hänsyn till värme, jordning och skydd mot överström.

Avslutande sammanfattning

Likström är en grundläggande form av elektrisk ström som alltid har en bestämd riktning. Den är central i batteridrivna system, elektronik och många moderna tillämpningar som HVDC. Trots att växelström dominerar i allmän eldistribution har likström viktiga och växande roller i dagens tekniklandskap.

Frågor och svar

F: Vad är likström (DC)?

Fråga: Vilka är några källor till likström?

Fråga: Vem utvecklade kommersiell elöverföring med likström?

Fråga: Varför använder de flesta elkraftdistributioner växelström idag?

F: När används högspänd likström?

F: Hur omvandlas växelström till likström för tillämpningar som kräver det?

Sök med bokstav