Váltakozó elektromos áram beszerzése
A váltakozó áram a hagyományos értelemben váltakozó, harmonikusan változó (szinuszos) feszültségből nyert áram. Az erőműben váltakozó feszültség keletkezik, amely folyamatosan jelen van minden fali konnektorban.
A váltakozó áramot az elektromosság nagy távolságra történő továbbítására is használják, mivel a váltakozó feszültség könnyen növelhető. transzformátor segítségével, és így az elektromos energia minimális veszteséggel távolról is továbbítható, majd transzformátor segítségével visszacsökkenthető a háztartási hálózat számára elfogadható értékre.
Váltakozó feszültség (és így áram) keletkezik az erőműbenahol az ipari generátor váltakozó áramú hajtásait nagynyomású gőzzel hajtott turbinák hajtják. A gőzt olyan vízből állítják elő, amelyet az erőmű típusától függően nukleáris reakció vagy fosszilis tüzelőanyagok elégetése révén erősen felmelegítenek. Mindenesetre a váltakozó feszültség és áram kialakulásának oka a generátor forgása.
Megválaszolni a generátor kialakításának kérdését váltakozó áram, elég egy drótdarabból és egy mágnesből álló elemi modellt figyelembe venni, amely egyszerre emlékeztet Lorentz erő és elektromágneses indukció törvénye... Tegyük fel, hogy az asztalon egy 10 cm hosszú vezeték hever, a kezünkben pedig egy erős neodímium mágnes, aminek a mérete valamivel kisebb, mint a drót. A vezeték végeire érzékeny galvanométert vagy tárcsás voltmérőt rögzítünk.
A mágnest az egyik pólusával közel hozzuk a vezetékhez, 1 cm-nél kisebb távolságra, és gyorsan ráhúzzuk a mágnest a vezetékre rajta keresztül balról jobbra - keresztezzük a vezetéket a mágnes mágneses terével. . A galvanométer tűje hirtelen elhajlik egy bizonyos irányba, majd visszatér eredeti helyzetébe.
Fordítsa a mágnest a másik pólussal a vezeték felé. És ismét mozgassa a kezét balról jobbra, gyorsan keresztezze a kísérleti vezetéket egy mágneses mezővel. A galvanométer tűje élesen a másik irányba lendült, majd visszatért eredeti helyzetébe. A mágnes megfordítása helyett először balról jobbra, majd jobbról balra mozoghat, a keletkező áram irányváltoztatásának hatása ugyanaz lesz.
A kísérlet azt mutatta, hogy ahhoz, hogy váltakozó feszültséget kapjunk, vagy jobbra és balra kell mozgatnunk a mágnest a vezetéken, vagy kereszteznünk kell a vezetéket váltakozó mágneses pólusokkal. A generátorban az erőműben (és minden hagyományos generátornál) a második lehetőség érvényes.
A generátor működési elve - váltakozó elektromotoros erő (feszültség) elérése
AC szinuszos feszültség
Az erőműben lévő generátor egy forgórészből és egy állórészből áll.A forgó turbina mechanikai energiája a rotorra kerül. A forgórész mágneses tere a pólusrészeire koncentrálódik, és vagy a ráerősített állandó mágnesekkel, vagy a forgórész réztekercsében folyó állandó feszültségű árammal jön létre.
Normális esetben az állórész tekercs három különálló tekercsből áll, amelyek egymáshoz viszonyítva vannak elhelyezve, így mindhárom tekercsben váltakozó feszültség és áram keletkezik, így mindhárom állórész tekercs váltakozó feszültség forrása, és a pillanatnyi értékek a feszültségek 120 fokkal fázisban eltolódnak egymással. Ezt háromfázisú váltakozó áramnak nevezik.
Háromfázisú váltakozó feszültség és áram beszerzése
A két mágneses pólusú generátor forgórésze, amely 3000 ford./perc fordulatszámmal forog, másodpercenként 50 keresztezést ad az állórész tekercselés egyes fázisaiban. És mivel a mágneses pólusok között van egy nullapont, vagyis az a hely, ahol a mágneses tér indukciója nulla, akkor a forgórész minden teljes elfordulásakor a tekercsben indukált feszültség átmegy nullán, majd megváltoztatja a polaritást. Ennek eredményeként a kimeneti feszültség van szinusz alakú és frekvencia 50 Hz.
Ha egy AC feszültségforrást terheléshez csatlakoztatunk, az áramkörben váltakozó áram keletkezik. Minél nagyobb az állórész feszültsége és megengedett legnagyobb áramerőssége, annál erősebb a forgórész mágneses tere, pl. annál nagyobb a forgórész tekercseiben folyó áram. A külső gerjesztésű szinkron generátorokban a forgórész tekercseinek feszültségét és áramát tirisztoros gerjesztőrendszer vagy gerjesztő - egy kis generátor a fő generátor tengelyén - hozza létre.
Lásd még:
A váltakozó áram fő jellemzői (paraméterei).
Váltakozó elektromos áram előállítása és átvitele
Hogyan működnek a DC és AC generátorok?