Tartalom
- Váltóáram-generátor használata
- A transzformátorok csökkentik az átviteli veszteségeket
- Az egyenáramot generáló generátorokat dinamónak hívják
- A váltakozó áramú áramfejlesztők veszélyei
Amikor a villamos energiát bevezetik és hogyan működik, a legtöbb ember megtanulja, hogy az elektromos áram negatív pólusról pozitívra áramlik. Valójában ez igaz azonban csak az egyenáramú (egyenáramú) villamos energiára, és a DC csak egy a két lehetőség közül. AC (váltakozó áram) a másik.
Ahelyett, hogy egyik pólusról a másikra haladna, a váltakozó áram oszlopzik a kapcsok egy párja - a forró és a semleges - között, a változó frekvenciajellemzővel.
A váltakozó áramú generátorok az elektromágneses indukció miatt működnek, amikor a változó elektromos mező mágneses mezőt hoz létre, és fordítva. Egy váltakozó áramú generátorban, amelyet generátornak is neveznek, a forgó rotor áramot generál egy tekercsben, és az áram iránya megfordul a forgórész minden fél fordulóján. A váltóáramú generátorok egyik fő felhasználási területe a villamos energia előállítása tömegfogyasztásra.
A generátor egyik legfontosabb előnye, hogy az a nevű készülékkel működik transzformátor, amely növelheti és csökkentheti a feszültséget. Ez az oka annak, hogy a váltóáramú generátorok a világ villamosenergia-hálózatának nagy részét legalábbis egyelőre táplálják.
Váltóáram-generátor használata
A váltóáramú generátor mögött az elv egyszerű. Egy külső energiaforrás, például mozgó víz vagy gőz, amelyet fosszilis tüzelőanyagok elégetésekor vagy szabályozott atommaghasadás útján generálnak, forgat egy forgórészt, és a forgás váltóáramot generál a tekercs tekercsében. A villamos energia alapvetően használatra kész, amint összekapcsolja a tekercset egy terheléssel.
A kis benzingenerátorok elegendő energiát tudnak szolgáltatni a háztartási készülékek üzemeltetéséhez, a nagy vízerőművek, széntüzelésű és nukleáris energiájú turbinák egész városokat táplálhatnak. A nagyszabású villamosenergia-termelésnél a váltakozó áramú energiatermelésnek egyértelmű előnye van a DC-vel szemben.
A transzformátorok csökkentik az átviteli veszteségeket
Transzformátor használatával több ezer feszültségre növelheti a váltakozó áram feszültségét, lehetővé téve a távvezetékek továbbítását az energiavezetékek mentén. A használat helyén egy másik transzformátort használsz, hogy a feszültséget használható szintre csökkentsék. A transzformátorok csak váltakozó árammal működnek, mert ők is támaszkodnak az elektromágneses indukcióra.
A feszültség növekedése nélkül az elektromos ellenállás energiavesztése és a mágneses szivárgás gyakorlatiassá tenné a hosszú távú energiaátvitelt. Ha az egyenáramú áramfejlesztők táplálják az elektromos hálózatot, akkor több erőműnek kellene lennie, és minden állomás csak korlátozott területet tudna szolgáltatni. A tájat mini erőművekkel ábrázolnák a jelenlegi nagy központosított állomások helyett.
Az egyenáramot generáló generátorokat dinamónak hívják
Váltóáramot generátorral lehet létrehozni, ha a kommutátort a rotorhoz csatlakoztatják, ez megakadályozza az áram irányának megváltozását, amikor a forgórész forog. Ez a generátort egy a dinamó, és a dinamó egyik előnye, hogy felhasználhatja akkumulátor töltésére.
A fokozott hatékonyság azonban a generátor egyik fontos előnye a dinamóval szemben, így a dinamókat rendszerint fordított irányban használják, mint az akkumulátorral működő játékok és szerszámgépek motorjait, és nem azért, hogy az akkumulátorokat autókba töltsék.
A váltakozó áramú áramfejlesztők veszélyei
A váltóáramú áram generátorral való generálása lényegében nem veszélyesebb, mint egy elem használata, de ha egy nagyméretű váltóáramú generátor feszültségét több ezer voltra növelik, akkor ez rendkívül veszélyes. Thomas Edison híresen kifejtette ezt a pontot azzal, hogy kóbor állatokat áramfejlesztéssel hajtott végre annak érdekében, hogy meggyőzze a befektetőket az egyenáramú energia fejlesztésének támogatásáról. A váltóáramú generátorokat és a transzformátorokat nagy biztonsággal kell szigetelni.
A villamos áram áramlása a generátoron és a transzformátor tekercseken keresztül ellenálló hőt termel, és ez újabb problémát okoz. Ha például a véletlen áramkimaradás során szélsőséges hő fordul elő, akkor a transzformátor vagy a generátortekercs kiéghet vagy felforrósodhat, hogy megsérüljön az elektromos szigetelés vagy tüzet indítson. Ilyen időnként előfordul ilyen típusú baleset, és a tüzek lehetséges oka lehet.