Коли знайомляться з електрикою та як вона працює, більшість людей дізнаються, що електричний струм перетікає від негативного полюса до позитивного. Це насправді правда, однак, лише для електрики постійного струму (постійного струму), і постійний струм є лише однією з двох можливостей. Іншим є змінний струм (змінний струм).
Замість того, щоб рухатися від одного полюса до іншого, змінний струм коливається між парою клем - гарячий і нейтральний - змінюється напрямок з частотною характеристикою генератора, який виробляє це.
Генератори змінного струму працюють через електромагнітну індукцію, в результаті чого змінне електричне поле створює магнітне поле, і навпаки. У генераторі змінного струму, також відомому як генератор змінного струму, обертовий ротор генерує струм в котушці, і напрямок струму змінюється з кожним півобертом ротора. Одним з основних напрямків використання генератора змінного струму є виробництво електроенергії для масового споживання.
Ключовою перевагою генератора є те, що він працює з пристроєм, який називається a
трансформатор, що може як збільшувати, так і зменшувати напругу. Це причина, чому генератори змінного струму живлять основну частину світової електромережі, принаймні наразі.Використання генератора змінного струму
Принцип генератора змінного струму простий. Зовнішнє джерело енергії, таке як рухається вода або пара, що утворюються при згорянні викопного палива або контрольованому поділі ядер, обертає ротор, і обертання генерує змінний струм в обмотці котушки. В основному електроенергія готова до використання, як тільки ви підключите котушку до навантаження.
Малі бензинові генератори можуть забезпечити достатньо енергії для роботи побутових приладів, а великі гідроелектричні, вугільні та атомні турбіни - цілі міста. Що стосується великого виробництва електроенергії, то виробництво змінного струму має суттєву перевагу перед постійним струмом.
Трансформатори зменшують втрати при передачі
Використовуючи трансформатор, ви можете збільшити напругу змінного струму до багатьох тисяч вольт, роблячи можливим передачу на великі відстані по лініях електропередач. На місці використання ви використовуєте інший трансформатор, щоб зменшити напругу до корисного рівня. Трансформатори працюють лише з живленням змінного струму, оскільки вони також покладаються на електромагнітну індукцію.
Без збільшення напруги втрата потужності на електричний опір та витікання магніту зробить передачу потужності на великі відстані недоцільною. Якби генератори постійного струму забезпечували електричну мережу, то електростанцій повинно було б бути більше, і кожна станція могла б забезпечити лише обмежену територію. Ландшафт був би усіяний міні-електростанціями замість великих централізованих станцій, що існують сьогодні.
Генератори, що генерують струм постійного струму, називаються динамо
Можна генерувати потужність змінного струму за допомогою генератора змінного струму, приєднавши до ротора комутатор, який запобігає зміні напрямку струму при обертанні ротора. Це перетворює генератор змінного струму на динамо, і однією з переваг динамо є те, що ви можете використовувати його для зарядки акумулятора.
Підвищена ефективність - одна з важливих переваг генератора змінного струму перед динамо-машиною зазвичай використовують у зворотному напрямку як двигуни для іграшок, що працюють від акумуляторів та електроінструментів, а не для зарядки батарей автомобілі.
Небезпека генераторів змінного струму
Виробництво змінного струму за допомогою генератора по своїй суті не є більш небезпечним, ніж використання акумулятора, але коли напруга великомасштабного генератора змінного струму збільшується до декількох тисяч вольт, стає надзвичайно високим небезпечний. Томас Едісон чудово висловився з цим питанням, побивши бездомних тварин електричним струмом, намагаючись переконати інвесторів підтримати розвиток енергії постійного струму. Генератори та трансформатори змінного струму повинні бути сильно ізольовані, щоб зробити їх безпечними.
Потік електрики через котушки генератора та трансформатора виробляє резистивне тепло, і це створює ще одну проблему. Якщо нагрівання стає екстремальним під час, наприклад, випадкового стрибка напруги, котушка трансформатора або генератора може перегоріти або нагрітися досить, щоб пошкодити електричну ізоляцію або розвести вогонь. Цей вид аварії трапляється час від часу, і це потенційна причина пожеж.