AC発電機の長所と短所

電気とその仕組みを紹介すると、ほとんどの人は電流が負極から正極に流れることを学びます。 しかし、それは実際にはDC（直流）電気にのみ当てはまり、DCは2つの可能性のうちの1つにすぎません。 AC（交流）はもう1つです。

AC電流は、一方の極からもう一方の極に移動する代わりに、1対の端子間で振動します。 ホットおよびニュートラル–発電機の周波数特性で方向を変える それ。

交流発電機は電磁誘導のために機能し、それによって変化する電場が磁場を生成し、逆もまた同様です。 オルタネーターとしても知られるAC発電機では、回転するローターがコイルに電流を生成し、ローターが半回転するたびに電流の方向が逆になります。 AC発電機の主な用途の1つは、大量消費用の電力を生成することです。

オルタネーターの主な利点は、オルタネーターと呼ばれるデバイスで動作することです 変成器、電圧を増減させることができます。 これが、少なくとも今のところ、AC発電機が世界の電力網の大部分に電力を供給している理由です。

AC発電機の背後にある原理は単純です。 化石燃料の燃焼や制御された核分裂によって生成された移動する水や蒸気などの外部エネルギー源がローターを回転させ、その回転によってコイル巻線にAC電流が生成されます。 コイルを負荷に接続すると、基本的に電気はすぐに使用できるようになります。

小型のガソリン発電機は家電製品を動かすのに十分な電力を供給でき、大型の水力発電、石炭発電、原子力タービンは都市全体に電力を供給できます。 大規模な発電に関しては、AC発電はDCよりも明確な利点があります。

変圧器を使用することにより、AC電流の電圧を数千ボルトに上げることができ、電力線に沿った長距離送電が可能になります。 使用時に、別の変圧器を使用して電圧を使用可能なレベルまで下げます。 変圧器は電磁誘導にも依存しているため、AC電源でのみ動作します。

電圧の上昇がなければ、電気抵抗による電力損失と磁気漏れにより、長距離送電は実用的ではなくなります。 DC発電機が電力網に電力を供給する場合、より多くの発電所が必要になり、各発電所は限られたエリアにしか電力を供給できなくなります。 現在存在する大規模な集中型発電所ではなく、ミニ発電所が景観に点在するでしょう。

整流子を回転子に取り付けることにより、オルタネーターで交流電力を生成することができ、回転子が回転するときに電流が方向を変えるのを防ぎます。 これにより、オルタネーターが ダイナモ、およびダイナモの利点の1つは、それを使用してバッテリーを充電できることです。

ただし、効率の向上は、ダイナモに対するオルタネーターの重要な利点の1つであるため、ダイナモは 通常、バッテリー駆動のおもちゃや電動工具のモーターとして逆に使用され、バッテリーを充電しません。 自動車。

オルタネーターでAC電力を生成することは、本質的にバッテリーを使用するよりも危険ではありませんが、 大規模な交流発電機の電圧は数千ボルトにステップアップされ、それは非常になります 危険です。 トーマス・エジソンは、投資家にDC電力開発を後押しするよう説得するために、野良動物を感電死させたことでこの点を有名にした。 AC発電機と変圧器は、安全にするために高度に絶縁する必要があります。

発電機と変圧器のコイルを通る電気の流れは抵抗熱を生成し、これは別の問題を引き起こします。 偶発的な電力サージなどで熱が極端に高くなると、変圧器や発電機のコイルが焼損したり、電気絶縁を損傷したり、火災が発生したりするほど熱くなる可能性があります。 この種の事故は時々発生し、山火事の潜在的な原因です。