Alternatif elektrik akımı elde etme
Alternatif akım, geleneksel anlamda, alternatif, harmonik olarak değişen (sinüzoidal) bir voltajdan elde edilen akımdır. Enerji santralinde alternatif voltaj üretilir ve duvardaki her prizde sürekli olarak bulunur.
Alternatif akım, elektriği uzun mesafelere iletmek için de kullanılır çünkü alternatif voltaj kolayca yükseltilir. trafo kullanmakve böylece elektrik enerjisi, minimum kayıplarla bir mesafe boyunca iletilebilir ve daha sonra bir transformatör yardımıyla bir ev ağı için kabul edilebilir bir değere düşürülebilir.
Alternatif bir voltaj (ve dolayısıyla akım) üretilir santraldeendüstriyel jeneratör AC sürücülerinin, yüksek basınçlı buharla çalıştırılan türbinler tarafından çalıştırıldığı yer. Buhar, enerji santralinin tipine bağlı olarak, bir nükleer reaksiyon veya fosil yakıtların yakılmasıyla oluşan ısı tarafından güçlü bir şekilde ısıtılan sudan üretilir. Her halükarda alternatörün dönmesi, alternatif gerilim ve akımın oluşmasına neden olur.
Jeneratör nasıl oluşur sorusuna cevap verebilmek için alternatif akım, aynı zamanda hatırlatan bir tel parçası ve bir mıknatıstan oluşan temel bir modeli düşünmek yeterlidir. Lorentz kuvveti Ve elektromanyetik indüksiyon kanunu... Diyelim ki masanın üzerinde 10 cm uzunluğunda bir tel uzanıyor ve elimizde telden biraz daha küçük boyutta güçlü bir neodimiyum mıknatıs var. Telin uçlarına hassas bir galvanometre veya çevirmeli voltmetre takıyoruz.
Mıknatısı kutuplardan biri tele yakın, 1 cm'den daha az bir mesafede getiriyoruz ve mıknatısı telin içinden soldan sağa doğru hızla çekiyoruz - teli mıknatısın manyetik alanıyla geçeceğiz . Galvanometrenin ibresi aniden belirli bir yönde sapacak ve ardından orijinal konumuna geri dönecektir.
Mıknatısı diğer kutupla tele doğru çevirin. Ve yine, eli soldan sağa hareket ettirerek, deneysel teli bir manyetik alanla hızla çaprazlayın. Galvanometrenin ibresi diğer yöne doğru keskin bir şekilde sallandı ve ardından orijinal konumuna geri döndü. Mıknatısı ters çevirmek yerine önce soldan sağa, sonra sağdan sola hareket ettirebilirsiniz, üretilen akımın yönünü değiştirmenin etkisi aynı olacaktır.
Deney, alternatif bir voltaj elde etmek için mıknatısı tel boyunca sağa ve sola hareket ettirmemiz veya alternatif manyetik kutuplarla teli çaprazlamamız gerektiğini gösterdi. jeneratörde santralde (ve tüm geleneksel alternatörlerde) ikinci seçenek geçerlidir.
Jeneratörün çalışma prensibi - alternatif elektromotor kuvveti (gerilim) elde etme
AC sinüzoidal voltaj
Bir elektrik santralindeki bir alternatör, bir rotor ve bir statordan oluşur.Dönen türbinin mekanik enerjisi rotora iletilir. Rotorun manyetik alanı, kutup kısımlarında yoğunlaşmıştır ve ya ona bağlı kalıcı mıknatıslar tarafından ya da rotorun bakır sargısında akan sabit voltajlı bir akım tarafından oluşturulur.
Normal olarak, stator sargısı, birbirine göre düzenlenmiş üç ayrı sargıdan oluşur ve bu, üç sargının her birinde alternatif bir voltaj ve akım ile sonuçlanır.Böylece, üç stator sargısının her biri bir alternatif voltaj kaynağıdır ve anlık değerler gerilimlerin fazları birbiriyle 120 derece kaydırılır. Buna üç fazlı alternatif akım denir.
Üç fazlı AC voltaj ve akım elde etme
3000 rpm'de dönen iki manyetik kutba sahip bir jeneratörün rotoru, saniyede stator sargısının her bir fazının 50 geçişini verir. Ve manyetik kutuplar arasında bir sıfır noktası olduğu için, yani manyetik alan indüksiyonunun sıfır olduğu yer, o zaman rotorun her tam dönüşünde, bobinde indüklenen voltaj sıfırdan geçer, sonra polariteyi değiştirir. Sonuç olarak, çıkış voltajı sinüzoidal şekil ve frekans 50 Hz.
Bir AC voltaj kaynağı bir yüke bağlandığında, devrede bir AC akımı üretilir. Statorun voltajı ve izin verilen maksimum akımı ne kadar yüksekse, rotorun manyetik alanı o kadar güçlüdür, yani. rotor sargılarında akan akım o kadar büyük olur. Harici uyarımlı senkron jeneratörlerde, rotor sargılarındaki voltaj ve akım, bir tristör uyarma sistemi veya ana jeneratörün şaftındaki küçük bir jeneratör olan bir uyarıcı tarafından oluşturulur.
Ayrıca bakınız:
Alternatif akımın ana özellikleri (parametreleri)
Alternatif elektrik akımının üretimi ve iletimi
DC ve AC jeneratörler nasıl çalışır?