Bei der Einführung in die Elektrizität und ihre Funktionsweise lernen die meisten Menschen, dass elektrischer Strom von einem negativen zu einem positiven Pol fließt. Das gilt allerdings nur für Gleichstrom (Gleichstrom) und Gleichstrom ist nur eine von zwei Möglichkeiten. AC (Wechselstrom) ist das andere.
Anstatt von einem Pol zum anderen zu wandern, oszilliert Wechselstrom zwischen einem Klemmenpaar – dem heiß und neutral – Richtungswechsel mit einer Frequenzcharakteristik des Generators, der es.
Wechselstromgeneratoren arbeiten aufgrund elektromagnetischer Induktion, wobei ein sich änderndes elektrisches Feld ein magnetisches Feld erzeugt und umgekehrt. Bei einem Wechselstromgenerator, auch Wechselstromgenerator genannt, erzeugt ein sich drehender Rotor Strom in einer Spule, und die Richtung des Stroms kehrt sich mit jeder halben Umdrehung des Rotors um. Eine der Hauptanwendungen eines Wechselstromgenerators ist die Stromerzeugung für den Massenverbrauch.
Ein wesentlicher Vorteil einer Lichtmaschine besteht darin, dass sie mit einem Gerät namens a. funktioniert
Transformator, die die Spannung sowohl erhöhen als auch verringern kann. Dies ist der Grund, warum Wechselstromgeneratoren den Großteil des weltweiten Stromnetzes, zumindest vorerst, versorgen.Verwendungen eines Wechselstromgenerators
Das Prinzip eines Wechselstromgenerators ist einfach. Eine externe Energiequelle, wie bewegtes Wasser oder Dampf, erzeugt durch Verbrennung fossiler Brennstoffe oder kontrollierte Kernspaltung, dreht einen Rotor und die Rotation erzeugt Wechselstrom in einer Spulenwicklung. Der Strom ist grundsätzlich einsatzbereit, sobald Sie die Spule an eine Last anschließen.
Kleine Benzingeneratoren können genug Strom liefern, um Haushaltsgeräte zu betreiben, und große Wasserkraft-, Kohle- und Atomturbinen können ganze Städte mit Strom versorgen. Wenn es um die Stromerzeugung im großen Maßstab geht, hat die Wechselstromerzeugung einen deutlichen Vorteil gegenüber der Gleichstromerzeugung.
Transformatoren reduzieren Übertragungsverluste
Durch die Verwendung eines Transformators können Sie die Spannung des Wechselstroms auf viele tausend Volt erhöhen, wodurch eine Übertragung über große Entfernungen über Stromleitungen möglich wird. An der Verbrauchsstelle verwenden Sie einen weiteren Transformator, um die Spannung auf ein brauchbares Niveau zu reduzieren. Transformatoren funktionieren nur mit Wechselstrom, da sie auch auf elektromagnetische Induktion angewiesen sind.
Ohne die Erhöhung der Spannung würden Leistungsverluste an elektrischem Widerstand und magnetische Lecks eine Energieübertragung über große Entfernungen unpraktisch machen. Würden Gleichstromgeneratoren das Stromnetz versorgen, müsste es mehr Kraftwerke geben, und jede Station könnte nur eine begrenzte Fläche versorgen. Anstelle der heute existierenden großen zentralisierten Stationen würde die Landschaft mit Mini-Kraftwerken übersät sein.
Generatoren, die Gleichstrom erzeugen, werden Dynamos genannt
Es ist möglich, mit einer Lichtmaschine Wechselstrom zu erzeugen, indem ein Kommutator am Rotor angebracht wird, der verhindert, dass der Strom die Richtung ändert, wenn sich der Rotor dreht. Dadurch wird die Lichtmaschine zu einem Dynamo, und einer der Vorteile eines Dynamos besteht darin, dass Sie damit einen Akku laden können.
Der höhere Wirkungsgrad ist jedoch ein wichtiger Vorteil einer Lichtmaschine gegenüber einem Dynamo, daher sind Dynamos Wird normalerweise in umgekehrter Richtung als Motoren für batteriebetriebene Spielzeuge und Elektrowerkzeuge verwendet und nicht zum Laden von Batterien in Autos.
Die Gefahren von Wechselstromgeneratoren
Die Erzeugung von Wechselstrom mit einer Lichtmaschine ist von Natur aus nicht gefährlicher als die Verwendung einer Batterie, aber wenn die Spannung eines großen Wechselstromgenerators auf mehrere tausend Volt hochgesetzt wird, wird sie extrem gefährlich. Thomas Edison machte diesen Punkt bekannt, indem er streunende Tiere durch einen Stromschlag töten ließ, um Investoren davon zu überzeugen, die Entwicklung von Gleichstrom zu unterstützen. Wechselstromgeneratoren und Transformatoren müssen stark isoliert werden, um sie sicher zu machen.
Der Stromfluss durch Generator- und Transformatorspulen erzeugt Widerstandswärme, und dies schafft ein weiteres Problem. Wenn die Hitze beispielsweise während eines versehentlichen Stromstoßes extrem wird, kann ein Transformator oder eine Generatorspule durchbrennen oder heiß genug werden, um die elektrische Isolierung zu beschädigen oder ein Feuer zu entfachen. Diese Art von Unfällen kommt von Zeit zu Zeit vor und ist eine potenzielle Ursache für Waldbrände.
