Conţinut
- Utilizări ale unui generator de curent alternativ
- Transformatoarele reduc pierderea de transmisie
- Alternatorii care generează curent continuu sunt numiți dinamici
- Pericolele generatoarelor de curent alternativ
Atunci când sunt introduși în electricitate și cum funcționează, majoritatea oamenilor află că curentul electric curge de la un pol negativ la unul pozitiv. Acest lucru este adevărat, însă, numai pentru curent continuu (curent continuu), iar curentul continuu este doar una dintre cele două posibilități. AC (curent alternativ) este celălalt.
În loc să călătorească de la un pol la celălalt, curentul de curent alternativ oscilează între o pereche de terminale - direcția caldă și cea neutră - cu o frecvență caracteristică generatorului care îl produce.
Generatoarele de curent alternativ funcționează din cauza inducției electromagnetice, prin care un câmp electric în schimbare produce un câmp magnetic și invers. Într-un generator de curent alternativ, cunoscut și ca alternator, un rotor rotitor generează curent într-o bobină, iar direcția curentului se inversează cu fiecare jumătate de rotire a rotorului. Una dintre principalele utilizări ale unui generator de curent alternativ este producerea de energie electrică pentru consumul în masă.
Un avantaj cheie al alternatorului este că funcționează cu un dispozitiv numit a transformator, care poate crește și scade tensiunea. Acesta este motivul pentru care generatoarele de curent alternativ alimentează cea mai mare parte a rețelei de electricitate din lume, cel puțin deocamdată.
Utilizări ale unui generator de curent alternativ
Principiul din spatele unui generator de curent alternativ este simplu. O sursă de energie externă, cum ar fi apa în mișcare sau aburul produs de arderea combustibilului fosil sau de fisiunea nucleară controlată, rotește un rotor și rotația generează curent alternativ într-o înfășurare a bobinei. De regulă, energia electrică este gata de utilizare imediat ce conectați bobina la o sarcină.
Generatoarele mici de benzină pot furniza suficientă energie pentru a funcționa electrocasnice, iar turbine mari hidroelectrice, pe cărbune și cu energie nucleară pot alimenta orașe întregi. Când vine vorba de producția de electricitate la scară largă, generarea de curent alternativ are un avantaj distinct față de curent continuu.
Transformatoarele reduc pierderea de transmisie
Folosind un transformator, puteți crește tensiunea curentului de curent alternativ la multe mii de volți, ceea ce face ca transmisia pe distanțe lungi de-a lungul liniilor de alimentare să fie posibilă. În punctul de utilizare, utilizați un alt transformator pentru a reduce tensiunea la un nivel utilizabil. Transformatoarele funcționează numai cu curent alternativ, deoarece se bazează și pe inducția electromagnetică.
Fără creșterea tensiunii, pierderea de putere la rezistența electrică și scurgerea magnetică ar face imposibilă transmiterea puterii pe distanțe lungi. Dacă generatoarele de curent continuu furnizează rețeaua electrică, ar trebui să existe mai multe stații electrice și fiecare stație ar putea să furnizeze doar o zonă limitată. Peisajul va fi punctat cu mini-stații de generare a energiei în locul marilor stații centralizate existente în prezent.
Alternatorii care generează curent continuu sunt numiți dinamici
Este posibilă generarea de curent alternativ cu un alternator prin atașarea unui comutator la rotor, ceea ce împiedică schimbarea direcției curentului pe măsură ce rotorul se învârte. Aceasta transformă alternatorul într-o dinam, iar unul dintre avantajele unui dinam este că îl puteți utiliza pentru a încărca o baterie.
Eficiența sporită este un avantaj important al alternatorului față de o dinamă, de aceea dinamourile sunt de obicei folosite în sens invers ca motoare pentru jucării și scule electrice cu baterii și nu pentru a încărca bateriile în automobile.
Pericolele generatoarelor de curent alternativ
Generarea de curent alternativ cu un alternator nu este, în mod inerent, mai periculoasă decât utilizarea unei baterii, dar atunci când tensiunea unui generator de curent alternativ pe scară largă este intensificată la câteva mii de volți, aceasta devine extrem de periculoasă. Thomas Edison a făcut cunoscut acest punct prin faptul că animalele rătăcite au fost electrocutate în efortul de a-i convinge pe investitori să sprijine dezvoltarea puterii DC. Generatoarele și transformatoarele de curent alternativ trebuie să fie puternic izolate pentru a le asigura.
Fluxul de electricitate prin generatoare și bobine transformatoare produce căldură rezistivă, iar acest lucru creează o altă problemă. Dacă căldura devine extremă în timpul, de exemplu, o suprasarcină accidentală, un transformator sau o bobină generatoare se poate arde sau se poate încălzi suficient pentru a deteriora izolația electrică sau pentru a porni un incendiu. Acest tip de accident are loc din când în când și este o cauză potențială a incendiilor.