Maiņstrāvas ģeneratoru priekšrocības un trūkumi

Iepazīstot ar elektrību un kā tā darbojas, lielākā daļa cilvēku uzzina, ka elektriskā strāva plūst no negatīvā pola uz pozitīvo. Tomēr patiesībā tas attiecas tikai uz līdzstrāvas (līdzstrāvas) elektrību, un līdzstrāva ir tikai viena no divām iespējām. Maiņstrāva (maiņstrāva) ir otra.

Tā vietā, lai pārvietotos no viena pola uz otru, maiņstrāva svārstās starp spaiļu pāri - karsts un neitrāls - mainīgais virziens ar ģeneratora, kas ražo, frekvences raksturlielumu to.

Maiņstrāvas ģeneratori darbojas elektromagnētiskās indukcijas dēļ, kad mainīgais elektriskais lauks rada magnētisko lauku, un otrādi. Maiņstrāvas ģeneratorā, kas pazīstams arī kā ģenerators, vērpšanas rotors spolē ģenerē strāvu, un strāvas virziens mainās ar katru rotora pusi pagriezienu. Viens no maiņstrāvas ģeneratora galvenajiem izmantošanas veidiem ir elektroenerģijas ražošana masveida patēriņam.

Galvenā ģeneratora priekšrocība ir tā, ka tas darbojas ar ierīci, ko sauc par a transformators, kas var gan palielināt, gan samazināt spriegumu. Tas ir iemesls, kāpēc maiņstrāvas ģeneratori vismaz pagaidām darbina lielāko daļu pasaules elektrotīkla.

Maiņstrāvas ģeneratora princips ir vienkāršs. Ārējs enerģijas avots, piemēram, kustīgs ūdens vai tvaiks, ko rada fosilā kurināmā sadedzināšana vai kontrolēta kodola skaldīšana, rotē rotoru, un rotācija spoles tinumā rada maiņstrāvu. Elektroenerģija būtībā ir gatava lietošanai, tiklīdz spole tiek pievienota slodzei.

Mazie benzīna ģeneratori var piegādāt pietiekami daudz enerģijas, lai darbinātu sadzīves tehniku, un lieli hidroelektrostaciju, ogļu un kodolturbīnu dzinēji var darbināt veselas pilsētas. Runājot par liela apjoma elektroenerģijas ražošanu, maiņstrāvas enerģijas ražošanai ir izteiktas priekšrocības salīdzinājumā ar līdzstrāvu.

Izmantojot transformatoru, jūs varat palielināt maiņstrāvas spriegumu līdz daudziem tūkstošiem voltu, padarot iespējamu tālsatiksmes pārraidi pa elektropārvades līnijām. Lietošanas brīdī jūs izmantojat citu transformatoru, lai samazinātu spriegumu līdz izmantojamai pakāpei. Transformatori darbojas tikai ar maiņstrāvu, jo tie paļaujas arī uz elektromagnētisko indukciju.

Bez sprieguma palielināšanās elektriskās pretestības zudums un magnētiskā noplūde padarītu tālsatiksmes enerģijas pārraidi nepraktisku. Ja līdzstrāvas ģeneratori piegādātu elektrotīklu, elektrostaciju vajadzētu būt vairāk, un katra stacija varētu apgādāt tikai ierobežotu teritoriju. Ainava būtu atzīmēta ar mini enerģijas ražošanas stacijām, nevis lielajām centralizētajām stacijām, kas pastāv šodien.

Ir iespējams ģenerēt maiņstrāvu ar ģeneratoru, pievienojot rotoram komutatoru, kas novērš strāvas maiņu, rotoram griežoties. Tas ģeneratoru pārvērš par dinamo, un viena no dinamo priekšrocībām ir tā, ka to var izmantot akumulatora uzlādēšanai.

Paaugstināta efektivitāte ir viena no būtiskām ģeneratora priekšrocībām salīdzinājumā ar dinamo, tāpēc dinamotēkas ir parasti izmanto reversā kā motorus rotaļlietām ar akumulatoriem un elektroinstrumentiem, nevis akumulatoru uzlādēšanai automašīnas.

Maiņstrāvas ģenerēšana ar ģeneratoru pēc būtības nav bīstamāka nekā akumulatora izmantošana, bet, ja liela mēroga maiņstrāvas ģeneratora spriegums tiek palielināts līdz vairākiem tūkstošiem voltu, tas kļūst ārkārtīgi bīstams. Tomass Edisons to lieliski izteica, liekot klaiņojošiem dzīvniekiem iegūt elektrotraumu, cenšoties pārliecināt investorus atbalstīt līdzstrāvas enerģijas attīstību. Maiņstrāvas ģeneratoriem un transformatoriem jābūt stipri izolētiem, lai tie būtu droši.

Elektrības plūsma caur ģeneratora un transformatora spolēm rada pretestīgu siltumu, un tas rada vēl vienu problēmu. Ja, piemēram, nejaušas strāvas pārsprieguma laikā karstums kļūst ārkārtējs, transformators vai ģeneratora spole var izdegt vai kļūt pietiekami karsta, lai sabojātu elektrisko izolāciju vai izraisītu ugunsgrēku. Šāda veida negadījumi laiku pa laikam notiek, un tas ir potenciāls kūlas ugunsgrēku cēlonis.