Z czego składa się generator: obwód i zasada działania urządzenia AC

Od ponad wieku ludzkość korzysta z elektryczności we wszystkich sferach działalności. Bez niej nie sposób wyobrazić sobie normalnego życia. Za pomocą specjalnych maszyn energia mechaniczna jest przekształcana w prąd przemienny lub stały. Aby lepiej zrozumieć, jak to się dzieje, musisz zrozumieć, z czego składa się generator i jak działa.

Zamiana energii mechanicznej na energię elektryczną

W sercu każdego generatora leży zasada indukcji magnetycznej. Pierwsze samochody elektryczne pojawiły się w drugiej połowie XIX wieku. Ich wynalazcami byli Michael Faraday i Hippolyte Pixie. W 1886 roku odbyła się publiczna demonstracja alternatora, urządzenia zdolnego do generowania prądu z ruchu mechanicznego.

Pierwszy alternator trójfazowy został opracowany przez rosyjski Dolivo-Dobrovolsky. W 1903 zbudował także pierwszą na Ziemi elektrownię przemysłową, która stała się źródłem zasilania windy.

Najprostszym obwodem alternatora jest cewka druciana wirująca w polu magnetycznym. Alternatywą jest sytuacja, gdy cewka pozostaje nieruchoma i przechodzi przez nią pole magnetyczne. W obu przypadkach będzie generowana energia elektryczna. Podczas gdy ruch jest kontynuowany, w przewodniku generowany jest prąd przemienny. Generatory służą do generowania prądu na całym świecie. Są częścią globalnego systemu zasilania na świecie.

Konstrukcja alternatora

Sposób działania generatora zależy od jego przeznaczenia i możliwe są różne modyfikacje. ale istnieją dwa główne elementy:

1. Wirnik to ruchomy element wykonany z litego żelaza.
2. Stojan jest nieruchomy, montowany jest z izolowanych blach żelaznych. Wewnątrz posiada rowki, w których przechodzi uzwojenie drutu.

Aby uzyskać największą gęstość strumienia magnetycznego, odległość pomiędzy tymi częściami urządzenia powinna być jak najmniejsza. Uzwojenie wzbudzenia na wirniku jest podawane przez system szczotek.

Istnieją dwa rodzaje konstrukcji:

• z obracającą się zworą i stacjonarnym polem magnetycznym;
• pole magnetyczne obraca się, ale zwora pozostaje na swoim miejscu.

Najczęściej stosowanymi maszynami są maszyny z ruchomymi biegunami magnetycznymi. O wiele wygodniej jest pobierać prąd ze stojana niż z wirnika. Ogólnie rzecz biorąc, generator jest zbudowany w taki sam sposób, jak silnik elektryczny.

Klasyfikacja i rodzaje jednostek

Podobną konstrukcję mają jednostki do przetwarzania energii mechanicznej na energię elektryczną. Mogą różnić się zasadą działania generatora i uzwojenia pola:

• niezależne wzbudzenie pochodzi z baterii;
• źródłem jest generator prądu stałego;
• źródło wzbudzenia znajduje się na tym samym wale co główne;
• samowzbudzenie prądem prostowanym;
• z magnesów trwałych.

Przez projekt:

• wyraźne bieguny;
• nie wyrażone.

Metodą łączenia uzwojeń:

• system Tesli;
• gwiazda;
• trójkąt;
• Słowiański.

W zależności od liczby faz:

• jednofazowy;
• dwufazowy;
• trójfazowy.

Jednostki DC są zaprojektowane w taki sposób, że mechanizm usuwania energii składa się z dwóch izolowanych półpierścieni, z których każdy otrzymuje ładunek o określonym potencjale. Na wyjściu uzyskuje się prąd pulsujący w jednym kierunku.

Generatory synchroniczne mają twornik z uzwojeniem zasilanym prądem stałym. Regulując jego wartość, możesz zmienić siłę pola magnetycznego i kontrolować napięcie wyjściowe. W asynchronicznym nie ma uzwojenia, zamiast tego wykorzystywany jest efekt namagnesowania.

Główne obszary zastosowania

Warto pamiętać, że zwykła energia elektryczna w gniazdkach pochodzi z pracy ogromnych alternatorów w elektrociepłowniach. Zakres tych maszyn elektrycznych obejmuje wszystkie rodzaje działalności człowieka:

• wykorzystywane jako zapasowe źródło energii w obiektach, w których przerwy w dostawie prądu nie powinny być dozwolone;
• niezastąpiony w miejscach, gdzie nie ma linii energetycznych;
• większość pojazdów jest wyposażona w generator, wytwarza on prąd dla sieci pokładowej;
• zasilanie jednostek hydrolizy;
• przemysł;
• w elektrowniach jądrowych i wodnych.

Ostatnio coraz większą popularność zyskują urządzenia gospodarstwa domowego do wytwarzania energii elektrycznej. Są kompaktowe i charakteryzują się niskim zużyciem paliwa. Mogą jeździć na benzynie i oleju napędowym. Stosowane są w warunkach polowych, na wsi lub jako zasilanie awaryjne.

Wynalezienie metody wytwarzania elektryczności z ruchu mechanicznego miało epokowe znaczenie dla rozwoju współczesnej cywilizacji. Otaczający nas świat jest pełen tajemnic, na które odpowiedzi są nieznane, ale być może na ludzi czekają inne ważne odkrycia, które mogą zmienić ich życie.