Съдържание
- Използване на променлив генератор
- Трансформаторите намаляват загубата при предаване
- Генераторите, генериращи постоянен ток, се наричат Dynamos
- Опасностите от генератори на променлив ток
Когато се въвеждат в електричеството и как работи, повечето хора научават, че електрическият ток тече от отрицателен полюс към положителен. Това всъщност е вярно обаче само за постоянен ток (постоянен ток), а постоянният ток е само една от двете възможности. АС (променлив ток) е другото.
Вместо да пътува от единия полюс до другия, променливотоковият ток се колебае между двойка терминали - горещите и неутралните - променя посоката с честота, характерна за генератора, който го произвежда.
Генераторите на променлив ток работят поради електромагнитна индукция, при което променящото се електрическо поле произвежда магнитно поле и обратно. В променлив генератор, известен също като алтернатор, въртящ се ротор генерира ток в намотка, а посоката на тока се обръща с всяко полуобръщане на ротора. Едно от основните приложения на променливотоковия генератор е да произвежда електричество за масово потребление.
Ключово предимство на алтернатора е, че той работи с устройство, наречено a трансформатор, което може както да увеличи, така и да намали напрежението. Това е причината генераторите на променлив ток да захранват по-голямата част от световната електрическа мрежа, поне засега.
Използване на променлив генератор
Принципът зад променлив генератор е прост. Външен източник на енергия, като движеща се вода или пара, получени при изгаряне на изкопаеми горива или контролирано ядрено делене, върти ротор и въртенето генерира променлив ток в намотка на намотка. По принцип електричеството е готово за използване веднага щом свържете намотката към товар.
Малките бензинови генератори могат да доставят достатъчно енергия за работа с домакински уреди, а големите турбини с електроенергия с въглища и ядрени двигатели могат да захранват цели градове. Що се отнася до мащабното производство на електроенергия, генерирането на променлив ток има ясно предимство пред постояннотока.
Трансформаторите намаляват загубата при предаване
Използвайки трансформатор, можете да увеличите напрежението на променлив ток до много хиляди волта, което прави предаването на дълги разстояния по електропроводи възможно. На мястото на използване използвате друг трансформатор, за да намалите напрежението до използваемо ниво. Трансформаторите работят само с променлив ток, защото разчитат и на електромагнитната индукция.
Без увеличаване на напрежението, загубата на мощност към електрическото съпротивление и магнитното изтичане биха направили предаването на мощност на дълги разстояния непрактично. Ако генераторите с постоянен ток доставят електрическата мрежа, ще трябва да има повече електроцентрали и всяка станция ще може да захранва само ограничена площ. Пейзажът би бил осеян с мини-централи за производство на електроенергия вместо големите централизирани станции, съществуващи днес.
Генераторите, генериращи постоянен ток, се наричат Dynamos
Възможно е да се генерира променлив ток с алтернатор чрез прикрепване на комутатор към ротора, което не позволява токът да променя посоката си, докато роторът се върти. Това превръща алтернатора в a динамои едно от предимствата на динамото е, че можете да го използвате за зареждане на батерия.
Повишената ефективност е едно важно предимство на алтернатора пред динамото, затова динамовете обикновено се използват на заден ход като двигатели за играчки и електрически инструменти, захранвани от батерии, а не за зареждане на батерии в автомобили.
Опасностите от генератори на променлив ток
Генерирането на променлив ток с алтернатор по своята същност не е по-опасно от използването на батерия, но когато напрежението на широкомащабен променлив генератор се повиши до няколко хиляди волта, става изключително опасно. Томас Едисън изтъкна това, като бездомните животни нанесоха електрически ток в опит да убедят инвеститорите да подкрепят развитието на постояннотокови токове. Генераторите и трансформаторите за променлив ток трябва да бъдат силно изолирани, за да бъдат безопасни.
Потокът на електричество през генераторни и трансформаторни намотки произвежда резистивна топлина и това създава друг проблем. Ако топлината стане екстремна по време на, например, случайно пренапрежение на тока, трансформатор или генератор намотка може да изгори или да се нагрее достатъчно, за да повреди електрическата изолация или да започне пожар. Този вид авария се случва от време на време и е потенциална причина за пожари.