Kui tutvustada elektrit ja selle toimimist, saab enamik inimesi teada, et elektrivool liigub negatiivsest poolusest positiivsesse. See on tegelikult tõsi ainult alalisvoolu (alalisvoolu) elektri puhul ja alalisvool on vaid üks kahest võimalusest. Vahelduvvool (vahelduvvool) on teine.
Selle asemel, et liikuda ühelt pooluselt teisele, võnkub vahelduvvool klemmipaari - kuum ja neutraalne - muutuv suund tootva generaatori sagedusomadustega seda.
Vahelduvvoolugeneraatorid töötavad elektromagnetilise induktsiooni tõttu, kusjuures muutuv elektriväli tekitab magnetvälja ja vastupidi. Vahelduvvoolugeneraatoris, mida nimetatakse ka vahelduvvoolugeneraatoriks, tekitab pöörlev rootor mähises voolu ja voolu suund pöörleb rootori iga poole pöördega. Vahelduvvoolugeneraatori üks peamisi kasutusviise on elektri tootmine massitarbimiseks.
Generaatori peamine eelis on see, et see töötab seadmega, mida nimetatakse a trafo, mis võib nii pinget suurendada kui ka vähendada. See on põhjus, miks vahelduvvoolugeneraatorid toidavad vähemalt praegu suurema osa maailma elektrivõrgust.
Vahelduvvoolugeneraatori kasutamine
Vahelduvvoolugeneraatori põhimõte on lihtne. Väline energiaallikas, näiteks fossiilkütuse põletamisel või kontrollitud tuumalõhustumisel tekkiv liikuv vesi või aur, pöörleb rootorit ja pöörlemine tekitab pooli mähises vahelduvvoolu. Elekter on põhimõtteliselt kasutusvalmis kohe, kui ühendate mähise koormaga.
Väikesed bensiinigeneraatorid suudavad kodumasinate käitamiseks anda piisavalt energiat ning suured hüdroelektrijaamad, kivisöel töötavad ja tuumaelektrijaamad töötavad terveid linnu. Mis puutub suuremahulisse elektritootmisse, siis vahelduvvoolu elektritootmisel on alalisvooluga võrreldes selge eelis.
Trafod vähendavad ülekande kadu
Trafo abil saate suurendada vahelduvvoolu pinget tuhandete voltideni, muutes pikamaaülekande elektriliinidel teostatavaks. Kasutuskohas kasutate pinge vähendamiseks kasutatavale tasemele teist trafot. Trafod töötavad ainult vahelduvvoolu abil, sest nad toetuvad ka elektromagnetilisele induktsioonile.
Pinge suurenemiseta muudaks elektritakistuse võimsuskadu ja magnetlekked pikamaaülekande ebapraktiliseks. Kui alalisvoolugeneraatorid varustaksid elektrivõrku, peaks elektrijaamu olema rohkem ja iga jaam suudaks toita vaid piiratud ala. Maastikku tähistaksid tänapäeval olemasolevate suurte tsentraliseeritud jaamade asemel minielektrijaamad.
Alalisvoolu tekitavaid generaatoreid nimetatakse dünamodeks
Vahelduvvoolutugevust on võimalik genereerida generaatoriga, ühendades rootorile kommutaatori, mis hoiab ära rootori pöörlemisel voolu suuna muutumise. See muudab generaatori a dünamo, ja dünamo üks eelis on see, et saate seda kasutada aku laadimiseks.
Suurem efektiivsus on generaatori üks oluline eelis dünamo ees, nii et dünamod on kasutatakse tavaliselt tagurpidi mootoritena akutoitega mänguasjadele ja elektritööriistadele ning mitte akude laadimiseks autod.
Vahelduvvoolugeneraatorite ohud
Generaatoriga vahelduvvoolu toomine pole oma olemuselt ohtlikum kui aku kasutamine, kuid kui suuremahulise vahelduvvoolugeneraatori pinge suurendatakse mitme tuhande voltini, muutub see äärmiselt suureks ohtlik. Thomas Edison tegi selle kuulsaks, lastes hulkuvate loomade elektrilöögi, et veenda investoreid alalisvoolu arendamist toetama. Vahelduvvoolugeneraatorid ja trafod peavad olema tugevalt isoleeritud, et need oleksid ohutud.
Elektrivool läbi generaatori ja trafo mähiste tekitab takistuslikku soojust ja see tekitab veel ühe probleemi. Kui soojus muutub näiteks juhusliku elektrilöögi ajal äärmuslikuks, võib trafo või generaatori mähis põleda või piisavalt kuumaks minna, et kahjustada elektriisolatsiooni või põhjustada tulekahju. Seda tüüpi õnnetusi juhtub aeg-ajalt ja see võib olla kulupõlengute põhjus.