مزايا وعيوب مولدات التيار المتردد

عند إدخال الكهرباء وكيفية عملها ، يتعلم معظم الناس أن التيار الكهربائي يتدفق من القطب السالب إلى القطب الموجب. هذا صحيح في الواقع ، مع ذلك ، بالنسبة للكهرباء المستمرة (التيار المباشر) فقط ، ولا يمثل التيار المستمر سوى أحد احتمالين. التيار المتردد (التيار المتردد) هو الآخر.

بدلاً من الانتقال من قطب إلى آخر ، يتأرجح تيار التيار المتردد بين زوج من المحطات - و ساخن ومحايد - اتجاه متغير مع خاصية ترددية للمولد الذي ينتج هو - هي.

تعمل مولدات التيار المتردد بسبب الحث الكهرومغناطيسي ، حيث ينتج مجال كهربائي متغير مجالًا مغناطيسيًا ، والعكس صحيح. في مولد التيار المتردد ، المعروف أيضًا باسم المولد ، يولد الدوار الدوار تيارًا في ملف ، وينعكس اتجاه التيار مع كل نصف دورة للدوار. أحد الاستخدامات الرئيسية لمولد التيار المتردد هو إنتاج الكهرباء للاستهلاك الشامل.

الميزة الرئيسية لمولد التيار هي أنه يعمل مع جهاز يسمى أ محول، والتي يمكن أن تزيد وتقليل الجهد. هذا هو السبب في أن مولدات التيار المتردد تشغل الجزء الأكبر من شبكة الكهرباء في العالم ، على الأقل في الوقت الحالي.

المبدأ الكامن وراء مولد التيار المتردد بسيط. يدور مصدر طاقة خارجي ، مثل نقل الماء أو البخار الناتج عن احتراق الوقود الأحفوري أو الانشطار النووي المتحكم فيه ، الدوار ويولد الدوران تيارًا متناوبًا في ملف ملف. الكهرباء جاهزة بشكل أساسي للاستخدام بمجرد توصيل الملف بالحمل.

يمكن لمولدات البنزين الصغيرة توفير طاقة كافية لتشغيل الأجهزة المنزلية ، ويمكن للتوربينات الكبيرة التي تعمل بالطاقة الكهرومائية والفحم والنووية تزويد مدن بأكملها بالطاقة. عندما يتعلق الأمر بإنتاج الكهرباء على نطاق واسع ، فإن توليد طاقة التيار المتردد له ميزة مميزة على التيار المستمر.

باستخدام محول ، يمكنك زيادة جهد التيار المتردد إلى عدة آلاف من الفولتات ، مما يجعل النقل لمسافات طويلة على طول خطوط الطاقة أمرًا ممكنًا. عند نقطة الاستخدام ، يمكنك استخدام محول آخر لتقليل الجهد إلى مستوى صالح للاستخدام. تعمل المحولات فقط مع طاقة التيار المتردد ، لأنها تعتمد أيضًا على الحث الكهرومغناطيسي.

بدون زيادة الجهد ، فإن فقدان الطاقة للمقاومة الكهربائية والتسرب المغناطيسي سيجعل نقل الطاقة لمسافات طويلة غير عملي. إذا كانت مولدات الطاقة التي تعمل بالتيار المستمر تزود الشبكة الكهربائية ، فسيتعين أن يكون هناك المزيد من محطات الطاقة ، وستكون كل محطة قادرة فقط على توفير مساحة محدودة. ستنتشر في المشهد محطات صغيرة لتوليد الطاقة بدلاً من المحطات المركزية الكبيرة الموجودة اليوم.

من الممكن توليد طاقة تيار متردد باستخدام مولد تيار متردد عن طريق توصيل عاكس بالدوار ، مما يمنع التيار من تغيير الاتجاه أثناء دوران الدوار. هذا يحول المولد إلى دينامو، ومن مزايا الدينامو أنه يمكنك استخدامه لشحن البطارية.

تعد الكفاءة المتزايدة إحدى الميزات المهمة للمولد على الدينامو ، على الرغم من ذلك ، فالدينامو كذلك عادة ما تستخدم في الاتجاه المعاكس كمحركات للألعاب التي تعمل بالبطاريات والأدوات الكهربائية وليس لشحن البطاريات السيارات.

إن توليد طاقة التيار المتردد باستخدام مولد التيار المتردد لا يعد بطبيعته أكثر خطورة من استخدام البطارية ، ولكن عندما يكون يتم تصعيد جهد مولد التيار المتردد على نطاق واسع إلى عدة آلاف من الفولتات ، ويصبح للغاية خطير. اشتهر توماس إديسون بهذه النقطة من خلال صعق الحيوانات الضالة بالكهرباء في محاولة لإقناع المستثمرين بدعم تطوير طاقة التيار المستمر. يجب عزل مولدات التيار المتردد والمحولات بشدة لجعلها آمنة.

ينتج تدفق الكهرباء عبر ملفات المولد والمحول حرارة مقاومة ، وهذا يخلق مشكلة أخرى. إذا أصبحت الحرارة شديدة أثناء ، على سبيل المثال ، زيادة مفاجئة في الطاقة ، يمكن أن يحترق المحول أو ملف المولد أو يسخن بدرجة كافية لإتلاف العزل الكهربائي أو نشوب حريق. يحدث هذا النوع من الحوادث من وقت لآخر ، وهو سبب محتمل لحرائق الغابات.