AC vs DC-generaattori
Käyttämällämme sähköllä on kaksi muotoa, toinen on vuorottelevaa ja toinen on suoraa (ei muutosta ajan myötä). Kotimme virtalähteessä on vaihtovirta ja -jännitteet, mutta auton virtalähteessä on muuttumattomat virrat ja jännitteet. Molemmilla muodoilla on omat käyttötarkoituksensa ja molempien generointimenetelmä on sama, nimittäin sähkömagneettinen induktio. Tehon tuottamiseen käytetyt laitteet tunnetaan generaattoreina, ja DC- ja AC-generaattorit eivät eroa toisistaan toimintaperiaatteen vaan mekanismin mukaan, jolla ne ohjaavat tuotetun virran ulkoisiin piireihin.
Lisätietoja AC-generaattoreista
Generaattoreissa on kaksi käämikomponenttia, yksi on ankkuri, joka tuottaa sähköä sähkömagneettisen induktion kautta, ja toinen on kenttäkomponentti, joka luo staattisen magneettikentän. Kun ankkuri liikkuu kenttään nähden, indusoituu virta sen ympärillä olevan vuonmuutoksen vuoksi. Virta kutsutaan indusoituneeksi virraksi ja sitä käyttävää jännitettä sähkömoottorivoimaksi. Tätä prosessia varten tarvittava toistuva suhteellinen liike saadaan kiertämällä yhtä komponenttia suhteessa toiseen. Pyörivää osaa kutsutaan roottoriksi ja kiinteää osaa kutsutaan staattoriksi. Joko ankkuri tai kenttä voivat toimia roottorina, mutta enimmäkseen kenttäkomponenttia käytetään korkeajännitteisessä sähköntuotannossa, ja toisesta komponentista tulee staattori.
Vuo vaihtelee roottorin ja staattorin suhteellisen sijainnin mukaan, jolloin ankkuriin kiinnitetty magneettivuo vaihtelee vähitellen ja muuttaa napaisuutta; tämä prosessi toistuu pyörimisen vuoksi. Tästä syystä myös lähtövirta muuttaa napaisuutta negatiivisesta positiiviseksi ja jälleen negatiiviseksi, ja tuloksena oleva a altomuoto on sinia altomuoto. Tämän toistuvan lähdön napaisuuden muutoksen vuoksi syntyvää virtaa kutsutaan vaihtovirraksi.
AC-generaattoreita käytetään laaj alti sähköntuotannossa, ja ne muuttavat jostain lähteestä toimitetun mekaanisen energian sähköenergiaksi.
Lisätietoja DC-generaattoreista
Pieni muutos ankkurin kosketinliittimien konfiguraatiossa mahdollistaa lähdön, joka ei muuta napaisuutta. Tällainen generaattori tunnetaan DC-generaattorina. Kommutaattori on lisäkomponentti, joka lisätään ankkurikoskettimiin.
Generaattorin lähtöjännitteestä tulee sinia altomuoto, koska kentän polariteetit muuttuvat toistuvasti suhteessa ankkuriin. Kommutaattori mahdollistaa ankkurin koskettimien vaihtamisen ulkoiseen piiriin. Harjat on kiinnitetty ankkurin kosketinliittimiin ja liukurenkaita käytetään pitämään sähköinen yhteys ankkurin ja ulkoisen piirin välillä. Kun ankkurivirran napaisuus muuttuu, sitä torjutaan muuttamalla kosketinta toiseen liukurenkaaseen, jolloin virta pääsee kulkemaan samaan suuntaan.
Siksi ulkoisen piirin läpi kulkeva virta on virtaa, joka ei muuta napaisuutta ajan myötä, mistä johtuu nimi tasavirta. Virta on kuitenkin aikavaihtelua ja nähdään pulsseina. Tämän a altoilun torjumiseksi on säädettävä jännitettä ja virtaa.
Mitä eroa on AC- ja DC-generaattoreiden välillä?
• Molemmat generaattorityypit toimivat samalla fyysisellä periaatteella, mutta tapa, jolla virtaa tuottava komponentti kytketään ulkoiseen piiriin, muuttaa tapaa, jolla virta kulkee piirin läpi.
• AC-generaattoreissa ei ole kommutaattoreita, mutta DC-generaattoreissa on ne estämään muuttuvien polariteettien vaikutusta.
• AC-generaattoreita käytetään erittäin korkeiden jännitteiden tuottamiseen, kun taas tasavirtageneraattoreita käytetään suhteellisen alhaisempien jännitteiden tuottamiseen.
