Čo je kondenzátor na striedavý prúd?

V 80. rokoch 19. storočia vyvinul Nikola Tesla sériu elektromotorov na striedavý prúd. Spoliehali sa na viacfázovú energiu - to znamená, že dva alebo tri striedavé elektrické napájania sú navzájom synchronizované, pričom jeden napájací zdroj je navrhnutý tak, aby dosiahol maximum pred ostatnými. Viacfázová energia vytvára rotujúce magnetické pole, ktoré poháňa motor. Dnes majú naše domy jednofázové striedavé napájanie. Aby boli trojfázové motory vo vašich spotrebičoch funkčné, inžinieri pridali kondenzátory, aby vytvorili ďalšiu fázu.

Generátory v elektrárňach elektrickej energie vyrábajú elektrinu v troch odlišných fázach. Každý z nich má 60-cyklový striedavý prúd, ale cykly každej fázy začínajú a končia prekrývajúcim sa vzorom. Vyššie energetické nároky komerčných a priemyselných zariadení si vyžadujú použitie elektrického vedenia so všetkými tromi fázami.

Väčšina domov má jedno- alebo dvojfázovú elektrickú energiu, pretože je to lacnejšie ako trojfázové vedenie. Väčšinu bežných vecí môžete robiť s ktoroukoľvek z troch pôvodných fáz, napríklad s vysávačom, hriankovačom alebo počítačom. Väčšina zásuviek vo vašej domácnosti má iba jednu fázu, ktorá meria 110 voltov. 220-voltová zásuvka bude mať dve fázy.

Elektromotor na striedavý prúd má vnútorný rotor obklopený sústavou cievok. Trojfázový striedavý motor prevádzkuje rôzne sady cievok. Jedna fáza sa môže vo svojom cykle blížiť k maximu, ďalšia je maximálna, ďalšia klesá z maxima. Iba jedna sada cievok súčasne vytvára magnetické pole s maximálnou silou. Keď každá fáza prechádza svojimi cyklami, maximálny magnetický bod sa otáča okolo obvodu motora a poháňa rotor.

Vďaka jednofázovému napájaniu začínajú všetky cievky motora svoj cyklus súčasne. Magnetické pole sa neotáča, takže rotor sa nemôže hýbať. Inžinieri to vyriešili použitím samostatnej štartovacej cievky zapojenej do série s kondenzátorom. Kondenzátor je malé elektronické zariadenie v tvare valca, ktoré uchováva a uvoľňuje elektrický náboj. Jeho kapacita sa meria v jednotkách nazývaných farády, pričom štartovacie kondenzátory majú zvyčajne okolo 10 mikrofarád (milióntiny faradu). V kombinácii s cievkou vytvára kondenzátor druhú fázu, ktorá vedie prvú o 90 stupňov. To stačí na vytvorenie rotujúceho magnetického poľa a naštartovanie motora. Len čo motor dosiahne rýchlosť, odstredivý spínač odpojí štartovaciu cievku a kondenzátor, inak by narušili účinnosť motora.

Variant schémy štartovacieho kondenzátora používa dva kondenzátory: veľký na spustenie motora a menší na udržanie chodu. To zlepšuje výkon väčších elektrických motorov.