Когато се запознаят с електричеството и как работи, повечето хора научават, че електрическият ток преминава от отрицателен полюс към положителен. Това всъщност е вярно обаче само за електричество с постоянен ток (постоянен ток) и DC е само една от двете възможности. AC (променлив ток) е другата.
Вместо да пътува от единия полюс към другия, променливотоковият ток се колебае между двойка терминали - гореща и неутрална - променяща се посока с честотна характеристика на генератора, който произвежда то.
Генераторите на променлив ток работят поради електромагнитна индукция, при което променящото се електрическо поле създава магнитно поле и обратно. В генератор на променлив ток, известен също като алтернатор, въртящият се ротор генерира ток в намотка и посоката на тока се обръща с всеки половин оборот на ротора. Едно от основните приложения на генератора на променлив ток е да произвежда електричество за масово потребление.
Ключово предимство на алтернатора е, че той работи с устройство, наречено a
Използване на генератор на променлив ток
Принципът на генератора на променлив ток е прост. Външен източник на енергия, като движеща се вода или пара, произведени от изгаряне на изкопаеми горива или контролирано делене на ядрената енергия, върти ротор и въртенето генерира променлив ток в намотка на бобина. Електричеството е основно готово за използване веднага щом свържете намотката към товар.
Малките бензинови генератори могат да доставят достатъчно енергия за работа с домакински уреди, а големите водноелектрически, въглищни и ядрени турбини могат да захранват цели градове. Що се отнася до широкомащабното производство на електроенергия, генерирането на променлив ток има ясно предимство пред постояннотока.
Трансформаторите намаляват загубата на трансмисия
Използвайки трансформатор, можете да увеличите напрежението на променлив ток до много хиляди волта, правейки възможно предаването на дълги разстояния по електропроводи. В момента на използване използвате друг трансформатор, за да намалите напрежението до използваемо ниво. Трансформаторите работят само с променливотоково захранване, тъй като разчитат и на електромагнитна индукция.
Без увеличаване на напрежението, загубата на мощност на електрическо съпротивление и магнитното изтичане биха направили предаването на енергия на дълги разстояния непрактично. Ако генераторите на постоянен ток захранват електрическата мрежа, ще трябва да има повече електроцентрали и всяка станция ще може да доставя само ограничена площ. Пейзажът ще бъде осеян с мини станции за производство на енергия, вместо с големите централизирани станции, съществуващи днес.
Генераторите, които генерират постоянен ток, се наричат Динамо
Възможно е да се генерира променливотоково захранване с алтернатор, като се прикрепи комутатор към ротора, което предотвратява промяната на посоката на тока при завъртане на ротора. Това превръща алтернатора в a динамо, а едно от предимствата на динамо е, че можете да го използвате за зареждане на батерия.
Повишената ефективност е едно важно предимство на алтернатора пред динамото, така че динамо са обикновено се използват на заден ход като двигатели за играчки и електроинструменти, захранвани от батерии, а не за зареждане на батерии автомобили.
Опасностите от генераторите на променлив ток
Генерирането на променливотоково захранване с алтернатор по своята същност не е по-опасно от използването на батерия, но когато напрежението на широкомащабен генератор на променлив ток се увеличава до няколко хиляди волта, става изключително опасни. Томас Едисън изтъкна този въпрос, като накара безстопанствените животни да удари ток в опит да убеди инвеститорите да подкрепят развитието на електроенергията с постоянен ток. Генераторите и трансформаторите за променлив ток трябва да бъдат силно изолирани, за да бъдат безопасни.
Потокът на електричество през намотките на генератора и трансформатора произвежда резистивна топлина и това създава друг проблем. Ако топлината стане екстремна по време на, например, случайно пренапрежение, трансформаторна или генераторна намотка може да изгори или да се нагрее достатъчно, за да повреди електрическата изолация или да предизвика пожар. Този тип инциденти се случват от време на време и това е потенциална причина за горски пожари.