Indhold
- Anvendelser af en vekselstrømsgenerator
- Transformere reducerer transmissionstab
- Generatorer, der genererer jævnstrøm, kaldes Dynamos
- Farerne ved vekselstrømsgeneratorer
Når de introduceres til elektricitet, og hvordan det fungerer, lærer de fleste, at elektrisk strøm flyder fra en negativ pol til en positiv. Det er faktisk kun tilfældet for jævnstrøm (jævnstrøm) elektricitet, og jævnstrøm er kun en af to muligheder. AC (vekselstrøm) er den anden.
I stedet for at køre fra den ene pol til den anden, svinger vekselstrømmen mellem et par klemmer - den varme og den neutrale - skiftende retning med en frekvenskarakteristik for den generator, der producerer den.
AC-generatorer fungerer på grund af elektromagnetisk induktion, hvorved et skiftende elektrisk felt producerer et magnetfelt, og vice versa. I en vekselstrømsgenerator, også kendt som en vekselstrømsgenerator, genererer en roterende rotor strøm i en spole, og strømretningens retning vendes med hver halvdrejning af rotoren. En af de vigtigste anvendelser af en vekselstrømsgenerator er at producere elektricitet til masseforbrug.
En vigtig fordel ved en generator er, at den fungerer med en enhed kaldet a transformer, som både kan øge og mindske spænding. Dette er grunden til, at vekselstrømsgeneratorer driver størstedelen af verdens elnettet, i det mindste i øjeblikket.
Anvendelser af en vekselstrømsgenerator
Princippet bag en vekselstrømsgenerator er enkelt. En ekstern energikilde, såsom vand eller damp, der er produceret ved forbrænding af fossilt brændsel eller kontrolleret nuklear fission, drejer en rotor, og rotationen genererer vekselstrøm i en spiralvikling. Elektriciteten er dybest set klar til brug, så snart du slutter spolen til en belastning.
Små benzingeneratorer kan levere nok strøm til at køre husholdningsapparater, og store vandkraft, kuldrevne og nukleare drevne turbiner kan drive hele byer. Når det kommer til storskala elproduktion, har vekselstrømproduktion en tydelig fordel i forhold til jævnstrøm.
Transformere reducerer transmissionstab
Ved at bruge en transformer kan du øge spændingen i vekselstrøm til mange tusinder af volt, hvilket gør transmission i lang afstand langs kraftledninger mulig. På brugspunktet bruger du en anden transformer til at reducere spændingen til et anvendeligt niveau. Transformatorer fungerer kun med vekselstrøm, fordi de også er afhængige af elektromagnetisk induktion.
Uden stigningen i spænding ville strømtab til elektrisk modstand og magnetisk lækkelse gøre langdistancet kraftoverførsel upraktisk. Hvis jævnstrømsgeneratorer leverede det elektriske net, ville der være flere kraftværker, og hver station ville kun være i stand til at levere et begrænset område. Landskabet ville være oversat med mini-kraftproduktionsstationer i stedet for de store centraliserede stationer, der findes i dag.
Generatorer, der genererer jævnstrøm, kaldes Dynamos
Det er muligt at generere vekselstrøm med en vekselstrømsgenerator ved at fastgøre en kommutator til rotoren, hvilket forhindrer strømmen i at ændre retning, når rotoren drejer. Dette gør generatoren til en dynamo, og en af fordelene ved en dynamo er, at du kan bruge den til at oplade et batteri.
Øget effektivitet er dog en vigtig fordel ved en vekselstrømsgenerator i forhold til en dynamo, så dynamos bruges normalt bagved som motorer til batteridrevet legetøj og el-værktøj og ikke til at oplade batterier i biler.
Farerne ved vekselstrømsgeneratorer
Generering af vekselstrøm med en vekselstrømsgenerator er i sagens natur ikke farligere end at bruge et batteri, men når spændingen fra en storskala vekselstrømsgenerator trækkes op til flere tusinde volt, bliver den ekstremt farlig. Thomas Edison gjorde berømte dette punkt ved at have forvillede dyr elektrokuteret i et forsøg på at overbevise investorerne om at støtte DC-magtudvikling. AC-generatorer og transformere skal isoleres kraftigt for at gøre dem sikre.
Strømmen af elektricitet gennem generator- og transformatorspoler producerer resistiv varme, og dette skaber et andet problem. Hvis varmen bliver ekstrem under for eksempel en utilsiktet strømstød, kan en transformer eller generatorspole brænde ud eller blive varm nok til at skade den elektriske isolering eller starte en brand. Denne type ulykker finder sted fra tid til anden, og det er en potentiel årsag til vilde brande.