AC in DC generator
Električna energija, ki jo uporabljamo, ima dve obliki, ena je izmenična in druga neposredna (pomeni, da se sčasoma ne spremeni). Napajanje naših domov ima izmenični tok in napetost, napajanje avtomobila pa ima nespremenljive tokove in napetosti. Obe obliki imata svojo uporabo, način generiranja obeh pa je enak, in sicer elektromagnetna indukcija. Naprave, ki se uporabljajo za pridobivanje električne energije, so znane kot generatorji, generatorji enosmernega in izmeničnega toka pa se med seboj razlikujejo ne po principu delovanja, temveč po mehanizmu, s katerim ustvarjeni tok prenašajo na zunanje vezje.
Več o generatorjih izmeničnega toka
Generatorji imajo dve navitni komponenti, ena je armatura, ki z elektromagnetno indukcijo proizvaja elektriko, druga pa poljska komponenta, ki ustvarja statično magnetno polje. Ko se armatura premakne glede na polje, se zaradi spremembe toka okoli njega sproži tok. Tok je znan kot inducirani tok, napetost, ki ga poganja, pa elektromotorna sila. Ponavljajoče se relativno gibanje, potrebno za ta postopek, dobimo z vrtenjem ene komponente glede na drugo. Vrtljivi del se imenuje rotor, mirujoči del pa stator. Kot rotor lahko deluje armatura ali polje, vendar se večinoma komponenta polja uporablja pri proizvodnji električne energije z visoko napetostjo, druga komponenta pa postane stator.
Pretok se spreminja z relativnim položajem rotorja in statorja, kjer se magnetni tok, pritrjen na armaturo, spreminja postopoma in spreminja polarnost; ta postopek se zaradi rotacije ponovi. Zato tudi izhodni tok spremeni polarnost z negativne na pozitivno in spet na negativno, nastala valovna oblika pa je sinusoidna valovna oblika. Zaradi te ponavljajoče se spremembe polarnosti izhoda se ustvarjeni tok imenuje izmenični tok.
Generatorji izmeničnega toka se pogosto uporabljajo za proizvodnjo električne energije in mehansko energijo, ki jo dovaja določen vir, pretvarjajo v električno.
Več o DC generatorjih
Nekoliko sprememba konfiguracije kontaktnih sponk armature omogoča izhod, ki ne spremeni polarnosti. Tak generator je znan kot enosmerni generator. Komutator je dodatna komponenta, dodana na kontakte armature.
Izhodna napetost generatorja zaradi ponavljajočih se sprememb polarnosti polja glede na armaturo postane sinusoidna valovna oblika. Komutator omogoča spremembo kontaktnih sponk armature na zunanji krog. Na kontaktne sponke armature so pritrjene ščetke, drsni obročki pa se uporabljajo za vzdrževanje električne povezave med armaturo in zunanjim vezjem. Ko se spremeni polarnost toka armature, se temu prepreči s spreminjanjem stika z drugim drsnim obročem, ki omogoča toku v isti smeri.
Zato je tok skozi zunanji tokokrog tok, ki s časom ne spremeni polarnosti, od tod tudi ime enosmerni tok. Tok se sicer spreminja v času in je videti kot impulz. Da bi preprečili to valovanje, je treba izvesti regulacijo napetosti in toka.
Kakšna je razlika med izmeničnimi in enosmernimi generatorji?
• Obe vrsti generatorja delujeta po istem fizikalnem principu, vendar način, kako je komponenta, ki ustvarja tok, povezan z zunanjim vezjem, spremeni način, kako tok prehaja skozi tokokrog.
• Generatorji izmeničnega toka nimajo komutatorjev, enosmerni generatorji pa jih imajo za preprečevanje učinka spreminjanja polarnosti.
• AC generatorji se uporabljajo za generiranje zelo visokih napetosti, DC generatorji pa za relativno nižje napetosti.
