science >> Wetenschap >  >> Elektronica

Wat zijn de onderdelen van een AC-generator?

Apparaten die werken op elektriciteit (telefoons, computers, afwasmachines en koffieautomaten) worden dagelijks gebruikt en maken ons leven gemakkelijker. Elektriciteit wordt naar onze huizen gebracht met behulp van elektrische generatoren. De moderne elektrische generatoren werken op dezelfde basis als de generator die Michael Faraday in 1831 uitvond. Meest gebruikte generatoren zijn AC-generatoren (alternatieve stroom), die de dagelijkse stroomgeneratoren zijn.

Definitie

Een elektrische generator is een apparaat dat mechanische energie omzet in elektrische energie. De wet die het regeert is het "elektromagnetische inductie" -principe, bedacht door Faraday. Het principe stelt dat een veranderend magnetisch veld een spanning in een geleider veroorzaakt. Er zijn twee typen elektrische generatoren: AC en DC (gelijkstroom) -generatoren. De wisselstroomgenerator produceert stroom die continu de richting omkeert en de gelijkstroomgenerator produceert stroom die slechts in één richting stroomt.

Onderdelen

De basisonderdelen van een wisselstroomgenerator zijn het mechanische vermogen, de magneten en een of meer rotoren. Zonder een van deze onderdelen kan elektriciteit niet worden geproduceerd. Elk onderdeel heeft zijn eigen rol.

Hoe het werkt

Elk atoom bestaat uit een gelijk aantal protonen (positief) en elektronen (negatief). Sommige materialen (geleiders genoemd) hebben losjes elektronen vastgehouden die van het ene atoom naar het andere kunnen stromen. De stroom van elektronen wordt elektriciteit genoemd. Een magneet kan gemakkelijk een stroom van elektronen van het ene atoom naar het andere veroorzaken. Wanneer een magneet in de buurt van een draad komt, zorgt de kracht van de magneet ervoor dat elektronen stromen en produceert zo elektriciteit. In een wisselstroomgenerator roteren één of meerdere rotoren (draadspoelen), aangedreven door een mechanische kracht, in een magnetisch veld.

Mechanische energie

De mechanische energie wordt gebruikt door een wisselstroomgenerator om elektriciteit te produceren. Bronnen zoals water, wind of kolen kunnen worden gebruikt om de rotoren in een generator in beweging te brengen. Het meest eenvoudige type generator wordt in gang gezet door een handslinger. Grotere generatoren kunnen in beweging worden gebracht door wind- of waterturbines, perslucht of verbrandingsmotoren. Bijvoorbeeld: als een rivier door of in de buurt van een stad stroomt, is de mechanische energiebron de waterstroom.

Magneet

De magneet is een materiaal dat een magnetisch veld produceert. Het heeft een noord- en een zuidpool en trekt ferromagnetische materialen aan (metalen die worden aangetrokken door de magneet en die kunnen worden gemagnetiseerd zoals ijzer, nikkel of kobalt). In een wisselstroomgenerator creëert een magneet een magnetisch veld tussen de noordpool en de zuidpool. Wanneer de rotor tussen de noordpool en de zuidpool van de magneet beweegt, beginnen de elektronen in de spoel te stromen.

Rotor

De rotor is een draadspiraal die in het magnetische veld ronddraait. Het materiaal dat voor de draad wordt gebruikt, moet een goede geleider zijn (gemaakt van atomen met losjes vastgehouden elektronen). Wanneer de draad zich dicht bij de zuidpool bevindt, stromen de elektronen een kant op en wanneer het dicht bij de noordpool ligt, stromen elektronen de andere kant op. Omdat de draad van de noordpool naar de zuidpool van de magneet en terug naar de noordpool enz. Spint, keert de elektrische stroom constant van richting.