ข้อดีและข้อเสียของเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับ

เมื่อนำมาใช้กับไฟฟ้าและวิธีการทำงาน คนส่วนใหญ่เรียนรู้ว่ากระแสไฟฟ้าไหลจากขั้วลบไปยังขั้วบวก นั่นเป็นความจริง แต่สำหรับไฟฟ้ากระแสตรง (กระแสตรง) เท่านั้น และ DC เป็นเพียงหนึ่งในสองความเป็นไปได้ AC (กระแสสลับ) เป็นอีกกระแสหนึ่ง

แทนที่จะเดินทางจากขั้วหนึ่งไปอีกขั้วหนึ่ง กระแสไฟ AC จะแกว่งไปมาระหว่างขั้วคู่หนึ่ง – the ร้อนและเป็นกลาง – เปลี่ยนทิศทางด้วยลักษณะความถี่ของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่ผลิต มัน.

เครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับทำงานเนื่องจากการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า โดยที่สนามไฟฟ้าที่เปลี่ยนแปลงจะสร้างสนามแม่เหล็ก และในทางกลับกัน ในเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับหรือที่เรียกว่าเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับ โรเตอร์แบบหมุนจะสร้างกระแสในขดลวด และทิศทางของกระแสไฟจะย้อนกลับเมื่อโรเตอร์ครึ่งรอบแต่ละครั้ง การใช้งานหลักอย่างหนึ่งของเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับคือการผลิตไฟฟ้าเพื่อการบริโภคจำนวนมาก

ข้อได้เปรียบที่สำคัญของเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับคือใช้งานได้กับอุปกรณ์ที่เรียกว่า a หม้อแปลงไฟฟ้าซึ่งสามารถทั้งเพิ่มและลดแรงดันไฟฟ้าได้ นี่คือเหตุผลที่เครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับจ่ายไฟให้กับโครงข่ายไฟฟ้าของโลก อย่างน้อยก็ในตอนนี้

หลักการเบื้องหลังเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับนั้นเรียบง่าย แหล่งพลังงานภายนอก เช่น น้ำเคลื่อนที่หรือไอน้ำที่เกิดจากการเผาไหม้เชื้อเพลิงฟอสซิลหรือนิวเคลียร์ฟิชชันที่ควบคุม หมุนโรเตอร์และการหมุนจะสร้างกระแสไฟ AC ในขดลวด โดยทั่วไปแล้วกระแสไฟฟ้าจะพร้อมใช้งานทันทีที่คุณเชื่อมต่อคอยล์กับโหลด

เครื่องกำเนิดไฟฟ้าเบนซินขนาดเล็กสามารถจ่ายพลังงานได้เพียงพอสำหรับใช้กับเครื่องใช้ในครัวเรือน และกังหันไฟฟ้าพลังน้ำขนาดใหญ่ พลังงานถ่านหิน และพลังงานนิวเคลียร์ขนาดใหญ่สามารถให้พลังงานแก่ทั้งเมืองได้ เมื่อพูดถึงการผลิตไฟฟ้าขนาดใหญ่ การผลิตไฟฟ้ากระแสสลับมีข้อได้เปรียบเหนือ DC อย่างชัดเจน

การใช้หม้อแปลงไฟฟ้า คุณสามารถเพิ่มแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับเป็นหลายพันโวลต์ ทำให้สามารถส่งสัญญาณทางไกลไปตามสายไฟได้ ณ จุดใช้งาน คุณใช้หม้อแปลงอื่นเพื่อลดแรงดันไฟฟ้าให้อยู่ในระดับที่ใช้งานได้ Transformers ใช้งานได้เฉพาะกับไฟ AC เท่านั้น เพราะพวกมันยังต้องอาศัยการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้าด้วย

หากไม่มีแรงดันไฟฟ้าเพิ่มขึ้น การสูญเสียพลังงานต่อความต้านทานไฟฟ้าและการรั่วไหลของแม่เหล็กจะทำให้การส่งกำลังทางไกลไม่สามารถทำได้ ถ้าเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสตรงจ่ายไฟฟ้าให้กับโครงข่ายไฟฟ้า ก็จะต้องมีโรงไฟฟ้าเพิ่มขึ้น และแต่ละสถานีจะสามารถจ่ายไฟได้ในพื้นที่จำกัดเท่านั้น ภูมิทัศน์จะเต็มไปด้วยสถานีผลิตไฟฟ้าขนาดเล็กแทนที่จะเป็นสถานีรวมศูนย์ขนาดใหญ่ที่มีอยู่ในปัจจุบัน

เป็นไปได้ที่จะสร้างไฟฟ้ากระแสสลับด้วยเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับโดยการติดตั้งเครื่องสับเปลี่ยนเข้ากับโรเตอร์ ซึ่งจะป้องกันไม่ให้กระแสไฟเปลี่ยนทิศทางเมื่อโรเตอร์หมุน สิ่งนี้จะเปลี่ยนเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับเป็น ไดนาโมและข้อดีอย่างหนึ่งของไดนาโมก็คือคุณสามารถใช้ไดนาโมชาร์จแบตเตอรี่ได้

ประสิทธิภาพที่เพิ่มขึ้นเป็นข้อได้เปรียบที่สำคัญอย่างหนึ่งของอัลเทอร์เนเตอร์เหนือไดนาโม ดังนั้นไดนาโมจึงเป็น มักใช้ย้อนกลับเป็นมอเตอร์สำหรับของเล่นที่ใช้พลังงานจากแบตเตอรี่และเครื่องมือไฟฟ้า และไม่ชาร์จแบตเตอรี่ใน รถยนต์

การผลิตไฟฟ้ากระแสสลับด้วยเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับโดยเนื้อแท้ไม่มีอันตรายมากไปกว่าการใช้แบตเตอรี่ แต่เมื่อ แรงดันไฟฟ้าของเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับขนาดใหญ่เพิ่มขึ้นเป็นหลายพันโวลต์ มันจะกลายเป็นอย่างมาก อันตราย. โธมัส เอดิสัน ได้กล่าวถึงประเด็นนี้อย่างมีชื่อเสียงโดยให้สัตว์จรจัดถูกไฟฟ้าดูดในความพยายามที่จะโน้มน้าวให้นักลงทุนสนับสนุนการพัฒนาไฟฟ้ากระแสตรง เครื่องกำเนิดไฟฟ้าและหม้อแปลงไฟฟ้ากระแสสลับต้องมีฉนวนหุ้มอย่างแน่นหนาเพื่อให้ปลอดภัย

การไหลของกระแสไฟฟ้าผ่านขดลวดของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าและหม้อแปลงไฟฟ้าทำให้เกิดความร้อนต้านทาน ซึ่งทำให้เกิดปัญหาอีกอย่างหนึ่ง หากความร้อนสูงเกินไปในระหว่าง ตัวอย่างเช่น ไฟกระชากโดยไม่ได้ตั้งใจ หม้อแปลงไฟฟ้าหรือคอยล์เครื่องกำเนิดไฟฟ้าอาจไหม้หรือร้อนจัดจนทำให้ฉนวนไฟฟ้าเสียหายหรือเกิดไฟไหม้ได้ อุบัติเหตุประเภทนี้เกิดขึ้นเป็นครั้งคราวและเป็นสาเหตุให้เกิดไฟป่า