Obsah
- Použitie generátora striedavého prúdu
- Transformátory znižujú straty pri prenose
- Alternátory, ktoré generujú jednosmerný prúd, sa nazývajú dynamá
- Riziká generátorov striedavého prúdu
Keď sa zavádza elektrina a ako to funguje, väčšina ľudí zistí, že elektrický prúd tečie z negatívneho pólu na pozitívny. To však v skutočnosti platí iba pre jednosmerný prúd (jednosmerný prúd) a jednosmerný prúd je len jednou z dvoch možností. AC (striedavý prúd) je druhý.
Namiesto toho, aby cestoval z jedného pólu na druhý, striedavý prúd osciluje medzi párom terminálov - smer horúci a neutrálny - s frekvenčnou charakteristikou generátora, ktorý ho produkuje.
Generátory striedavého prúdu pracujú kvôli elektromagnetickej indukcii, pričom meniace sa elektrické pole vytvára magnetické pole a naopak. V striedavom generátore, tiež známom ako alternátor, generuje spriadací rotor prúd v cievke a smer prúdu sa mení s každou polovicou otáčky rotora. Jedným z hlavných spôsobov použitia generátora na striedavý prúd je výroba elektrickej energie na hromadnú spotrebu.
Kľúčovou výhodou alternátora je to, že pracuje so zariadením nazývaným a transformátor, ktoré môžu zvýšiť aj znížiť napätie. To je dôvod, prečo generátory na striedavý prúd napájajú veľkú časť svetovej elektrickej siete, aspoň teraz.
Použitie generátora striedavého prúdu
Princíp generátora striedavého prúdu je jednoduchý. Vonkajší zdroj energie, napríklad pohyblivá voda alebo para produkovaná spaľovaním fosílnych palív alebo riadené jadrové štiepenie, točí rotor a rotácia generuje striedavý prúd vo vinutí cievky. Elektrina je v zásade pripravená na použitie ihneď po pripojení cievky k záťaži.
Malé generátory benzínu dokážu dodávať dostatok energie na prevádzku domácich spotrebičov a veľké vodné elektrárne s uhlím a jadrové turbíny môžu poháňať celé mestá. Pokiaľ ide o výrobu elektrickej energie vo veľkom, má výroba striedavého prúdu oproti DC výhodu.
Transformátory znižujú straty pri prenose
Použitím transformátora môžete zvýšiť napätie striedavého prúdu až na tisíce voltov, čo umožňuje prenos na veľké vzdialenosti po elektrických vedeniach. V mieste použitia používate iný transformátor na zníženie napätia na použiteľnú úroveň. Transformátory pracujú iba so striedavým prúdom, pretože sa spoliehajú aj na elektromagnetickú indukciu.
Bez zvýšenia napätia by strata výkonu na elektrický odpor a magnetické presakovanie spôsobili, že prenos energie na dlhé vzdialenosti by bol nepraktický. Keby elektrické generátory dodávali jednosmerný prúd do elektrickej siete, muselo by byť viac elektrární a každá stanica by bola schopná zásobovať iba obmedzenú oblasť. Krajina by bola namiesto veľkých centralizovaných staníc, ktoré v súčasnosti existujú, posiata mini-elektrárňami.
Alternátory, ktoré generujú jednosmerný prúd, sa nazývajú dynamá
Je možné generovať striedavý prúd s alternátorom pripojením komutátora k rotoru, ktorý zabraňuje tomu, aby sa prúd otáčal, keď sa rotor točí. Toto zmení alternátor na a dynamoa jednou z výhod dynama je, že ho môžete použiť na nabíjanie batérie.
Zvýšená účinnosť je však jednou z dôležitých výhod alternátora oproti dynamu, takže dynamá sa preto zvyčajne používajú ako motory pre hračky a elektrické náradie poháňané batériou a nenabíjajú batérie v automobiloch.
Riziká generátorov striedavého prúdu
Výroba striedavého prúdu s alternátorom nie je vo svojej podstate nebezpečnejšia ako pri použití batérie, ale keď sa napätie veľkého mierkového generátora zvýši na niekoľko tisíc voltov, stane sa mimoriadne nebezpečným. Thomas Edison skvele uviedol tento bod tým, že túlavé zvieratá elektricky usmrtil v snahe presvedčiť investorov, aby podporili vývoj jednosmernej energie. Generátory striedavého prúdu a transformátory musia byť silne izolované, aby boli bezpečné.
Tok elektriny cez cievky generátora a transformátora produkuje odporové teplo, čo vytvára ďalší problém. Ak sa teplo stane napríklad extrémnym počas napríklad náhodného prepätia, transformátor alebo cievka generátora môžu vyhorieť alebo sa dostatočne zahriať, aby sa poškodila elektrická izolácia alebo došlo k požiaru. Tento typ nehody sa občas vyskytuje a je potenciálnou príčinou požiaru.