Basic Theory of elektriske generatorer

Elektriske generatorer er elektromagnetiske enheter som konverterer mekanisk energi til elektrisk energi. De består av ledende sløyfer som roterer i et magnetisk field.They opererer på prinsippet med Faradays lov av induksjon, hvor en raskt skiftende magnetisk felt frembringer en indusert emf eller spenning.

Bakgrunn

Nikola Tesla bygde den første AC motor og dynamo. Han ble opprinnelig ansatt i Thomas Edisons europeiske divisjon så kom til USA. Edisons selskap var den viktigste byggmester av likestrømssystemer. Tesla løst et synkroniseringsproblem med Edisons dynamoer, men forlot etter Edison brøt sitt ord og nektet å gi ham en bonus. Tesla hadde håpet å bruke bonus for å finansiere sine ideer for en AC-system. Edisons rival, George Westinghouse, finansiert og deretter kjøpte sin AC system. En bitter torv krig pitted Edison mot Westinghouse og Tesla, men AC vant over DC, noe som er grunnen bygningene er drevet av vekselstrøm. Edisons selskap som senere ble kjent som General Electric.

Teori

Elektriske generatorer er konstruert av strømførende sløyfer som kontinuerlig roterer i et magnetisk felt. For å gjøre det magnetiske felt sterkere, blir løkkene viklet rundt en jernkjerne som kalles en armatur. Sløyfene er stadig roterer fordi den nåværende innsiden av dem skifter retning, noe som fører til en indusert emf som skal genereres. En emf er ikke en kraft, men en spenning.

Den induserte emf skapt av bevegelse av sløyfene blir større jo raskere magnetiske feltendringer. Dette er faradays lov, oppkalt etter oppdageren, kjent fysiker Michael Faraday.

vekselstrømsgeneratorer

Vekselstrømsgeneratorer brukes for å omdanne mekanisk energi til elektrisk energi. Mekaniske energikilder, vanligvis damp, rotere looper i magnetfeltet. I USA, er dampen skapt av forbrenning av fossile brensler som kull, olje og naturgass. I Europa er damp opprettet med bruk av kjernefysisk fisjon. Vannkraftverk, som de på Niagara Falls bruke vann press for å rotere turbinene.

DC Generatorer

DC-generatorer er konstruert på samme måte som deres motstykker AC, men de har en splittring del kjent som en kommutator. Kommutatoren er festet til elektriske kontakter som er kalt børster. Børstene bytte roller hver halve syklus som kommutatoren svinger, vekslende retning av strømmen og også den emf, slik at resultatet er en likestrøm. Det magnetiske felt at ankeret svinger i skapes av enten en permanent magnet eller en elektromagnet.

Bruker

Vekselstrømsgeneratorer benyttes som en kilde for vekselstrøm i bygninger, elektroniske enheter, beredskap backup generatorer, og kretser. I biler, vekselstrømgeneratorer brukes til å lade batteriet i motoren.

DC generatorer har i stor grad blitt erstattet av at av AC. De brukes til å lade batteriet i svært gamle biler.