Када се упознају са електричном енергијом и како она функционише, већина људи сазнаје да електрична струја тече од негативног до позитивног пола. То је заправо тачно, међутим, само за једносмерну (једносмерну) електричну енергију, а једносмерна је само једна од две могућности. Наизменична струја (наизменична струја) је друга.
Уместо да путује са једног пола на други, наизменична струја осцилира између пара терминала - вруће и смер промене неутралног положаја са фреквенцијском карактеристиком генератора који производи то.
Генератори наизменичне струје раде због електромагнетне индукције, при чему променљиво електрично поље производи магнетно поље и обрнуто. У генератору наизменичне струје, познатом и као алтернатор, ротирајући ротор генерише струју у калему, а смер струје се обрће са сваким полуокретом ротора. Једна од главних употреба генератора наизменичне струје је производња електричне енергије за масовну потрошњу.
Кључна предност алтернатора је у томе што ради са уређајем који се назива а
трансформатор, који може и повећати и смањити напон. То је разлог зашто генератори наизменичне струје, барем за сада, напајају главнину светске електричне мреже.Употреба АЦ генератора
Принцип који стоји иза генератора наизменичне струје је једноставан. Спољни извор енергије, попут воде или паре која се креће сагоревањем фосилног горива или контролисаном нуклеарном цепањом, окреће ротор и ротација генерише наизменичну струју у намотају калема. Струја је у основи спремна за употребу чим прикључите завојницу на терет.
Мали генератори бензина могу да обезбеде довољно енергије за погон кућних апарата, а велике хидроелектране, турбине на угаљ и нуклеарни погон могу напајати читаве градове. Када је реч о великој производњи електричне енергије, производња електричне енергије наизменичном струјом има изразиту предност у односу на једносмерну струју.
Трансформатори смањују губитак у преносу
Коришћењем трансформатора можете повећати напон наизменичне струје на много хиљада волти, чинећи пренос на велике даљине дуж далековода изводљивим. На месту употребе користите други трансформатор да бисте смањили напон на употребљив ниво. Трансформатори раде само са наизменичном снагом, јер се такође ослањају на електромагнетну индукцију.
Без повећања напона, губитак снаге на електричном отпору и цурење магнетног сигнала учинили би пренос енергије на велике удаљености непрактичним. Ако би генератори једносмерне струје напајали електричну мрежу, морало би да постоји више електрана, а свака станица би могла да напаја само ограничено подручје. Пејзаж би био прошаран станицама за производњу електричне енергије уместо великим централизованим станицама које данас постоје.
Алтернатори који генеришу једносмерну струју називају се динамос
Могуће је генерисати наизменичну струју помоћу алтернатора причвршћивањем комутатора на ротор, што спречава промену струје у смеру окретања ротора. Ово претвара алтернатор у а динамо, а једна од предности динама је што га можете користити за пуњење батерије.
Повећана ефикасност је једна важна предност алтернатора у односу на динамо, али такви јесу обично се користе уназад као мотори за играчке и електричне алате на батерије, а не за пуњење батерија аутомобиле.
Опасности генератора наизменичне струје
Производња електричне енергије наизменичном струјом помоћу алтернатора по својој природи није ништа опасније од употребе батерије, али када напон великог генератора наизменичне струје појачан је до неколико хиљада волти, постаје изузетно опасан. Тхомас Едисон је то славно рекао тако што је залутале животиње ударило струју у покушају да убеди инвеститоре да подрже развој једносмерне струје. Генератори и трансформатори наизменичне струје морају бити јако изоловани да би били сигурни.
Проток електричне енергије кроз завојнице генератора и трансформатора производи отпорну топлоту, што ствара још један проблем. Ако топлота постане екстремна током, на пример, случајног удара струје, намотај трансформатора или генератора може прегорети или се довољно загрејати да оштети електричну изолацију или покрене пожар. Ова врста несреће се догоди с времена на време и потенцијални је узрок пожара.