Mendapatkan arus elektrik ulang alik
Arus ulang alik, dalam erti kata tradisional, ialah arus yang diperolehi daripada voltan berselang-seli (sinusoidal) yang berbeza secara harmoni. Voltan berselang-seli dijana dalam loji kuasa dan sentiasa ada di setiap alur keluar di dinding.
Arus ulang alik juga digunakan untuk menghantar elektrik pada jarak jauh kerana voltan ulang alik mudah dinaikkan. menggunakan transformer, dan dengan itu tenaga elektrik boleh dihantar melalui jarak dengan kerugian yang minimum dan kemudian dikurangkan kembali dengan bantuan pengubah kepada nilai yang boleh diterima untuk rangkaian isi rumah.
Voltan berselang-seli (dan oleh itu arus) dihasilkan dalam loji kuasadi mana pemacu AC penjana industri digerakkan oleh turbin yang digerakkan oleh stim tekanan tinggi. Stim dihasilkan daripada air yang dipanaskan dengan kuat oleh haba yang dihasilkan oleh tindak balas nuklear atau dengan membakar bahan api fosil, bergantung kepada jenis loji kuasa. Walau apa pun, putaran alternator adalah punca pembentukan voltan dan arus ulang alik.
Untuk menjawab persoalan bagaimana penjana terbentuk arus ulang alik, cukup untuk mempertimbangkan model asas yang terdiri daripada sekeping wayar dan magnet, mengingat pada masa yang sama Kuasa Lorentz dan hukum aruhan elektromagnet... Katakan terdapat wayar sepanjang 10 cm terletak di atas meja, dan di tangan kita terdapat magnet neodymium yang kuat, saiznya lebih kecil sedikit daripada wayar. Kami memasang galvanometer atau voltmeter dail sensitif pada hujung wayar.
Kami membawa magnet dengan salah satu tiang dekat dengan wayar, pada jarak kurang daripada 1 cm, dan dengan cepat menarik magnet ke wayar melaluinya dari kiri ke kanan - kami akan menyilang wayar dengan medan magnet magnet. . Jarum galvanometer secara tiba-tiba akan membelok ke arah tertentu, kemudian kembali ke kedudukan asalnya.
Pusingkan magnet dengan kutub yang lain ke arah wayar. Dan sekali lagi, menggerakkan tangan dari kiri ke kanan, cepat silang wayar eksperimen dengan medan magnet. Jarum galvanometer dihayun tajam ke arah lain, kemudian kembali ke kedudukan asalnya. Daripada membalikkan magnet, anda boleh mula-mula bergerak dari kiri ke kanan, dan kemudian dari kanan ke kiri, kesan menukar arah arus yang dihasilkan akan sama.
Eksperimen menunjukkan bahawa untuk mendapatkan voltan berselang-seli, kita mesti sama ada menggerakkan magnet merentasi wayar ke kanan dan kiri, atau menyilang wayar dengan kutub magnet berselang-seli. Dalam penjana dalam loji kuasa (dan dalam semua alternator tradisional) pilihan kedua terpakai.
Prinsip operasi penjana - mendapatkan daya gerak elektrik berselang-seli (voltan)
Voltan sinusoidal AC
Alternator dalam loji kuasa terdiri daripada rotor dan stator.Tenaga mekanikal turbin berputar dihantar ke rotor. Medan magnet pemutar tertumpu pada bahagian kutubnya dan dicipta sama ada oleh magnet kekal yang dipasang padanya atau oleh arus voltan malar yang mengalir dalam belitan kuprum pemutar.
Biasanya, belitan stator terdiri daripada tiga belitan berasingan yang disusun berhubung antara satu sama lain, menghasilkan voltan dan arus ulang-alik dalam setiap tiga belitan.Oleh itu, setiap tiga belitan pemegun adalah sumber voltan ulang-alik, dan nilai serta-merta voltan dianjak mengikut fasa antara satu sama lain sebanyak 120 darjah. Ini dipanggil arus ulang alik tiga fasa.
Mendapatkan voltan dan arus AC tiga fasa
Rotor penjana dengan dua kutub magnet, berputar pada 3000 rpm, memberikan 50 lintasan setiap fasa belitan stator sesaat. Dan kerana terdapat titik sifar di antara kutub magnet, iaitu tempat di mana induksi medan magnet adalah sifar, maka dengan setiap putaran lengkap pemutar, voltan teraruh dalam gegelung melepasi sifar, kemudian mengubah polariti. Akibatnya, voltan keluaran mempunyai bentuk sinusoidal dan frekuensi 50 Hz.
Apabila sumber voltan AC disambungkan kepada beban, arus AC dihasilkan dalam litar. Voltan dan arus maksimum pemegun yang dibenarkan adalah lebih tinggi, lebih kuat medan magnet rotor, i.e. semakin besar arus yang mengalir dalam belitan rotor. Dalam penjana segerak dengan pengujaan luaran, voltan dan arus dalam belitan rotor dicipta oleh sistem pengujaan thyristor atau penguja - penjana kecil pada aci penjana utama.
Lihat juga:
Ciri-ciri utama (parameter) arus ulang alik
Penjanaan dan penghantaran arus elektrik berselang-seli
Bagaimanakah penjana DC dan AC berfungsi?