Za každou elektrickou zásuvkou, kterou denně používáme, se skrývá zajímavá historie a technická volba. Proč tedy právě střídavý proud proudí našimi elektrickými sítěmi? A proč byl střídavý proud zvolen před stejnosměrným proudem? Podívejme se na kořeny této volby a na vývoj elektrických sítí.

První elektrické sítě a první elektrárny

Když se podíváme do minulosti, a to do doby kdy se začínala prakticky využívat elektrická energie byla to 80. a 90. léta 19. století byly první elektrické sítě realizované jako stejnosměrné s nízkým napětím. 

Účelem výroby a přenosu elektrické energie bylo tehdy napájení prvních spotřebičů a těmi byly obloukové lampy používané zejména pro osvětlení venkovních prostor nebo velkých sálů, na jejichž zdokonalení se podílel český vynálezce a průmyslník František Křižík a také první Edisonovy žárovky, které pak sloužily i pro první osvětlování v domácnostech. 

První elektrárny byly lokální městské elektrárny, většinou dynama poháněná parními stroji nebo vodní turbínou. Napájely stovky žárovek a obloukových lamp. 

Rizika a hledání úspor v elektrickém osvětlení

Elektrické osvětlení obloukovými lampami bylo v počátcích dražší než osvětlení plynovými lampami, a tak se začaly hledat cesty, jak snížit náklady. Některé společnosti začaly pro napájení venkovního osvětlení používat proud střídavý o napětí až 6 000 V, a tak snížily náklady na vedení snížením hmotnosti vodičů. 

Vodiče s vysokým napětím pro osvětlení se navíc umísťovaly na dřevěných sloupech nad vodiče telegrafní a telefonní, a tak došlo k několika pádům vodičů na vodiče sdělovací a k tragickým úrazům elektrickým proudem. 

Boj o standard elektrického proudu

Aktivisté se začali dožadovat omezení napětí střídavého proudu na 300 V a poukazovat na nebezpečnost střídavého proudu vůbec. Podporu jim začal poskytovat propagátor proudu stejnosměrného Thomas Alva Edison v jehož laboratořích se za účasti tisku předvádělo usmrcování psů stejnosměrným a střídavým proudem a závěrem bylo zjištění že k usmrcení psa postačí střídavý proud o napětí 300 V, kdežto stejnosměrný proud až 1000 V pes přežije. 

Proti tomu se ohradil propagátor proudu střídavého a majitel konkurenční americké elektrotechnické společnosti průmyslník a vynálezce George Westinghouse. Následovaly předváděcí akce pro veřejnost, na kterých se názorně předváděla nebezpečnost střídavého proudu usmrcováním různých zvířat. 

Použití střídavého proudu pro přenos elektrické energie

V té době se také objevila skupina, která začala prosazovat humanizaci trestu smrti tím, že se tehdy obvyklá poprava oběšením nahradí použitím elektrického křesla. Podporu opět poskytnul Edison, v jehož laboratořích byly provedeny pokusy s usmrcením zvířat větších než člověk. Byla usmrcena čtyři telata a majestátní kůň, jak jinak než střídavým proudem o napětí 750 V. Pro popravy na elektrickém křesle byl pro jistotu doporučen střídavý proud o napětí 1 000 až 1 500 V a neopomnělo se dodat že v drátech na sloupech ulic New Yorku je střídavé napětí minimálně 2x vyšší.

Rozvoj elektrických sítí a použití střídavého proudu

Koncem 80. let však vznikaly stále větší elektrárny s potřebou přenosu elektrické energie na stále větší vzdálenosti a přenos energie o nízkém napětí vyžadoval velké průřezy drahých měděných vodičů a jevil se neekonomický. 

V té době byly již vynalezeny transformátory se solidní účinností, a tak se začaly prosazovat první přenosy na vysokém střídavém napětí. V té době ještě nebyla vynalezena ani elektronka a neexistence elektroniky neumožňovala měnit stejnosměrné napětí v síti nahoru na úroveň vhodnou pro přenos a opět dolů na úroveň vhodnou pro spotřebiče. 

V dnešní době vyspělé výkonové elektroniky založené na polovodičových prvcích by tato volba možná tak jednoznačná nebyla. V současnosti se z ekonomických důvodů používá stejnosměrný proud pro přenosy obrovských výkonů na velké vzdálenosti na ultra vysokém napětí. Nicméně koncem 19. století bylo použití střídavého proudu technicky i ekonomicky jednoznačné, a tak střídavý proud začal v USA používat nejen Westinghouse ale i jeho konkurence včetně Edisonovy společnosti. 

U nás byl v tehdejší Rakousko-uherské monarchii popularizátorem stejnosměrného proudu vynálezce a průmyslník František Křižík vyznamenaný Řádem Františka Josefa V. třídy a jeho první instalované elektrárny a elektrické rozvody byly stejnosměrné. Křižíkův ekonomicky mnohem úspěšnější konkurent průmyslník Emil Kolben byl pak propagátorem proudu střídavého. 

Shrnutí

První elektrické sítě a elektrárny v 19. století začaly s používáním stejnosměrného proudu nízkého napětí pro osvětlení. Následně se začaly hledat způsoby, jak snížit náklady na elektrické osvětlení, což vedlo k použití střídavého proudu s vyšším napětím. Boj o standard elektrického proudu mezi Thomasem Edisonem a George Westinghousem se soustředil na bezpečnost a efektivitu obou typů proudu, a střídavý proud nakonec převážil díky svým výhodám pro přenos na větší vzdálenosti.

Proč tedy máme proud v zásuvce střídavý? Hlavním důvodem pro používání střídavého napětí a proudu v elektrických sítích je jejich schopnost snadno upravit napětí. Ztráty energie v elektrických vodičích jsou přímo úměrné proudu, který jimi protéká. Díky vyššímu napětí můžeme přenášet stejný výkon při menším proudu (platí P = U * I), což v konečném důsledku vede ke snížení ztrát energie v samotných vodičích.