Innhold
- Bruk av en vekselstrømsgenerator
- Transformatorer reduserer overføringstapet
- Generatorer som genererer likestrøm kalles Dynamos
- Farene ved vekselstrømgeneratorer
Når de blir introdusert for elektrisitet og hvordan det fungerer, lærer de fleste at elektrisk strøm flyter fra en negativ pol til en positiv. Det er faktisk bare for DC (likestrøm) strøm, og DC er bare en av to muligheter. AC (vekselstrøm) er den andre.
I stedet for å reise fra den ene polen til den andre, svinger vekselstrøm mellom et par terminaler - den varme og den nøytrale - skiftende retningen med en frekvenskarakteristikk for generatoren som produserer den.
AC-generatorer fungerer på grunn av elektromagnetisk induksjon, hvorved et elektrisk felt som skifter produserer et magnetfelt, og omvendt. I en vekselstrømgenerator, også kjent som en vekselstrømsgenerator, genererer en roterende rotor strøm i en spole, og retningen på strømmen reverserer med hver halvdreining av rotoren. En av hovedbrukene til en vekselstrømgenerator er å produsere strøm til masseforbruk.
En viktig fordel med en generator er at den fungerer med en enhet som kalles a transformator, som både kan øke og redusere spenningen. Dette er grunnen til at vekselstrømgeneratorer driver mesteparten av verdens strømnett, i det minste foreløpig.
Bruk av en vekselstrømsgenerator
Prinsippet bak en vekselstrømgenerator er enkelt. En ekstern energikilde, for eksempel bevegelig vann eller damp produsert ved forbrenning av fossilt brensel eller kontrollert kjernefysjon, snurrer en rotor og rotasjonen genererer vekselstrøm i en spiralvikling. Elektrisiteten er i utgangspunktet klar til bruk så snart du kobler spolen til en last.
Små bensingeneratorer kan levere nok strøm til å kjøre husholdningsapparater, og store vannkraftverk, kulldrevne og atomdrevne turbiner kan drive hele byer. Når det gjelder storstilt elektrisitetsproduksjon, har vekselstrømproduksjon en tydelig fordel fremfor likestrøm.
Transformatorer reduserer overføringstapet
Ved å bruke en transformator kan du øke spenningen i vekselstrøm til mange tusen volt, noe som gjør overføring over lang avstand langs kraftledninger mulig. På brukspunktet bruker du en annen transformator for å redusere spenningen til et brukbart nivå. Transformatorer fungerer bare med vekselstrøm, fordi de også er avhengige av elektromagnetisk induksjon.
Uten økning i spenning ville strømtap til elektrisk motstand og magnetisk lekkasje gjøre kraftoverføring på lang avstand upraktisk. Hvis likestrømsgeneratorer forsynte det elektriske nettet, måtte det være flere kraftstasjoner, og hver stasjon ville bare kunne levere et begrenset område. Landskapet ville være oversådd med minikraftproduksjonsstasjoner i stedet for de store sentraliserte stasjonene som eksisterer i dag.
Generatorer som genererer likestrøm kalles Dynamos
Det er mulig å generere vekselstrøm med en dynamo ved å feste en kommutator til rotoren, noe som forhindrer strømmen fra å endre retning når rotoren snurrer. Dette gjør generatoren til en dynamo, og en av fordelene med en dynamo er at du kan bruke den til å lade et batteri.
Økt effektivitet er en viktig fordel med en dynamo i forhold til en dynamo, men dynamoer brukes vanligvis bakover som motorer for batteridrevne leker og elektroverktøy og ikke for å lade batterier i biler.
Farene ved vekselstrømgeneratorer
Å generere vekselstrøm med en generator er iboende ikke farligere enn å bruke et batteri, men når spenningen til en storskala vekselstrømgenerator trappes opp til flere tusen volt, blir den ekstremt farlig. Thomas Edison gjorde kjent dette poenget ved å ha forvillet dyr elektrokuterte i et forsøk på å overbevise investorene om å støtte DC kraftutvikling. AC-generatorer og transformatorer må være sterkt isolert for å gjøre dem trygge.
Strømmen av strøm gjennom generator- og transformatorspoler produserer resistiv varme, og dette skaper et annet problem. Hvis varmen blir ekstrem under for eksempel en tilfeldig strømstøt, kan en transformator eller generatorspole brenne ut eller bli varm nok til å skade den elektriske isolasjonen eller starte brann. Denne typen ulykker skjer fra tid til annen, og det er en potensiell årsak til villbranner.