Generator AC vs DC
Używana przez nas energia elektryczna ma dwie formy, jedna jest naprzemienna, a druga bezpośrednia (oznacza brak zmian w czasie). Zasilanie naszych domów ma prąd przemienny i napięcia, ale zasilanie samochodu ma niezmienne prądy i napięcia. Obie formy mają swoje własne zastosowania, a metoda ich wytwarzania jest taka sama, mianowicie indukcja elektromagnetyczna. Urządzenia używane do wytwarzania energii są znane jako generatory, a generatory prądu stałego i przemiennego różnią się od siebie nie zasadą działania, ale mechanizmem, którego używają do przekazywania generowanego prądu do obwodów zewnętrznych.
Więcej o generatorach prądu przemiennego
Generatory mają dwa elementy uzwojenia, jeden to twornik, który generuje energię elektryczną poprzez indukcję elektromagnetyczną, a drugi to składnik pola, który tworzy statyczne pole magnetyczne. Kiedy twornik porusza się względem pola, indukowany jest prąd z powodu zmiany strumienia wokół niego. Prąd jest znany jako prąd indukowany, a napięcie, które go napędza, jest znane jako siła elektromotoryczna. Powtarzalny ruch względny wymagany w tym procesie uzyskuje się przez obracanie jednego elementu względem drugiego. Obracająca się część nazywana jest wirnikiem, a część stacjonarna nazywana jest stojanem. Jako wirnik może działać albo twornik, albo pole, ale głównie składnik pola jest używany do wytwarzania energii wysokiego napięcia, a drugi element staje się stojanem.
Strumień zmienia się w zależności od względnego położenia wirnika i stojana, gdzie strumień magnetyczny dołączony do twornika zmienia się stopniowo i zmienia polaryzację; proces ten jest powtarzany z powodu rotacji. W związku z tym prąd wyjściowy zmienia również polaryzację z ujemnej na dodatnią i ponownie na ujemną, a wynikowy przebieg jest przebiegiem sinusoidalnym. Z powodu tej powtarzającej się zmiany polaryzacji wyjścia, generowany prąd nazywany jest prądem przemiennym.
Generatory prądu przemiennego są szeroko stosowane do wytwarzania energii i przekształcają energię mechaniczną dostarczaną przez pewne źródło w energię elektryczną.
Więcej o generatorach prądu stałego
Niewielka zmiana konfiguracji zacisków stykowych twornika pozwala na wyjście, które nie zmienia polaryzacji. Taki generator jest znany jako generator prądu stałego. Komutator jest dodatkowym komponentem dodawanym do styków twornika.
Napięcie wyjściowe generatora staje się przebiegiem sinusoidalnym z powodu powtarzającej się zmiany polaryzacji pola względem twornika. Komutator umożliwia zamianę zacisków stykowych twornika na obwód zewnętrzny. Szczotki są przymocowane do zacisków styków twornika, a pierścienie ślizgowe służą do utrzymania połączenia elektrycznego między twornikiem a obwodem zewnętrznym. Kiedy zmienia się biegunowość prądu twornika, jest to przeciwdziałane przez zmianę kontaktu z drugim pierścieniem ślizgowym, co pozwala na przepływ prądu w tym samym kierunku.
Dlatego prąd płynący przez obwód zewnętrzny jest prądem, który nie zmienia polaryzacji w czasie, stąd nazwa prąd stały. Jednak prąd zmienia się w czasie i jest postrzegany jako impulsy. Aby przeciwdziałać tym efektom tętnienia, należy przeprowadzić regulację napięcia i prądu.
Jaka jest różnica między generatorami prądu przemiennego i stałego?
• Oba typy generatorów działają na tej samej zasadzie fizycznej, ale sposób, w jaki komponent generujący prąd jest podłączony do obwodu zewnętrznego, zmienia sposób przepływu prądu przez obwód.
• Prądnice prądu przemiennego nie mają komutatorów, ale prądnice prądu stałego mają je, aby przeciwdziałać efektowi zmiany polaryzacji.
• Prądnice prądu przemiennego są używane do generowania bardzo wysokich napięć, natomiast prądnice prądu stałego są używane do generowania stosunkowo niższych napięć.
