Inhoud
- Gebruik van een wisselstroomgenerator
- Transformatoren verminderen transmissieverlies
- Alternators die DC-stroom genereren worden Dynamos genoemd
- De gevaren van wisselstroomgeneratoren
Wanneer mensen kennis maken met elektriciteit en hoe het werkt, leren de meeste mensen dat elektrische stroom van een negatieve naar een positieve stroom vloeit. Dat klopt eigenlijk alleen voor gelijkstroom (gelijkstroom) en gelijkstroom is maar een van de twee mogelijkheden. AC (wisselstroom) is de andere.
In plaats van van de ene naar de andere pool te reizen, oscilleert wisselstroom tussen een paar terminals - de warme en de neutrale - van richting veranderen met een frequentiekarakteristiek van de generator die deze produceert.
AC-generatoren werken vanwege elektromagnetische inductie, waarbij een veranderend elektrisch veld een magnetisch veld produceert en vice versa. In een wisselstroomgenerator, ook bekend als een alternator, genereert een draaiende rotor stroom in een spoel en de richting van de stroom keert om met elke halve slag van de rotor. Een van de belangrijkste toepassingen van een wisselstroomgenerator is het produceren van elektriciteit voor massaconsumptie.
Een belangrijk voordeel van een alternator is dat deze werkt met een apparaat dat a wordt genoemd transformator, die zowel de spanning kan verhogen als verlagen. Dit is de reden waarom AC-generatoren het grootste deel van het elektriciteitsnet ter wereld voeden, althans voorlopig.
Gebruik van een wisselstroomgenerator
Het principe achter een AC-generator is eenvoudig. Een externe energiebron, zoals bewegend water of stoom geproduceerd door de verbranding van fossiele brandstoffen of gecontroleerde kernsplijting, draait een rotor en de rotatie genereert wisselstroom in een spoelwikkeling. De elektriciteit is in principe klaar voor gebruik zodra u de spoel op een belasting aansluit.
Kleine benzinegenerators kunnen voldoende stroom leveren om huishoudelijke apparaten te laten werken, en grote hydro-elektrische, kolen- en nucleaire turbines kunnen hele steden van stroom voorzien. Als het gaat om grootschalige elektriciteitsproductie, heeft wisselstroomopwekking een duidelijk voordeel ten opzichte van gelijkstroom.
Transformatoren verminderen transmissieverlies
Door een transformator te gebruiken, kunt u de spanning van de wisselstroom verhogen tot vele duizenden volt, waardoor verzending over lange afstand langs stroomleidingen mogelijk wordt. Op het punt van gebruik gebruikt u een andere transformator om de spanning tot een bruikbaar niveau te verlagen. Transformatoren werken alleen op wisselstroom, omdat ze ook vertrouwen op elektromagnetische inductie.
Zonder de toename van de spanning, zou vermogensverlies door elektrische weerstand en magnetische lekkage lange-afstands vermogenstransmissie onpraktisch maken. Als gelijkstroomgeneratoren het elektriciteitsnet zouden leveren, zouden er meer centrales moeten zijn en zou elk station slechts een beperkt gebied kunnen leveren. Het landschap zou worden bezaaid met mini-power generatie stations in plaats van de grote gecentraliseerde stations die vandaag bestaan.
Alternators die DC-stroom genereren worden Dynamos genoemd
Het is mogelijk om wisselstroom te genereren met een alternator door een commutator aan de rotor te bevestigen, die voorkomt dat de stroom van richting verandert terwijl de rotor draait. Dit verandert de alternator in een dynamoen een van de voordelen van een dynamo is dat u deze kunt gebruiken om een batterij op te laden.
Verhoogde efficiëntie is echter een belangrijk voordeel van een dynamo ten opzichte van een dynamo, dus dynamo's worden meestal omgekeerd gebruikt als motoren voor speelgoed op batterijen en elektrisch gereedschap en om geen batterijen in auto's op te laden.
De gevaren van wisselstroomgeneratoren
Het genereren van wisselstroom met een alternator is inherent niet gevaarlijker dan het gebruik van een batterij, maar wanneer de spanning van een grootschalige wisselstroomgenerator wordt opgevoerd tot enkele duizenden volt, wordt het uiterst gevaarlijk. Thomas Edison maakte dit punt beroemd door zwerfdieren te laten elektrocuteren in een poging om investeerders te overtuigen de ontwikkeling van gelijkstroom te ondersteunen. AC-generatoren en transformatoren moeten zwaar geïsoleerd zijn om ze veilig te maken.
De stroom van elektriciteit door generator- en transformatorspoelen produceert weerstandswarmte en dit creëert een ander probleem. Als de hitte extreem wordt tijdens bijvoorbeeld een toevallige stroomstoot, kan een transformator of generatorspiraal doorbranden of heet genoeg worden om de elektrische isolatie te beschadigen of brand te veroorzaken. Dit type ongeval komt van tijd tot tijd voor en is een mogelijke oorzaak van bosbranden.