AC vs DC generátor
Az általunk használt elektromosságnak két formája van: az egyik váltakozó, a másik pedig közvetlen (azaz időbeli változás nélkül). Otthonaink tápellátása váltakozó áramú és feszültségű, az autók tápegysége viszont változatlan árammal és feszültséggel rendelkezik. Mindkét formának megvan a maga felhasználási módja, és mindkettő előállítási módja ugyanaz, nevezetesen az elektromágneses indukció. Az áramtermelésre használt eszközöket generátoroknak nevezzük, és az egyenáramú és váltóáramú generátorok nem a működési elvük szerint különböznek egymástól, hanem attól a mechanizmustól függően, amellyel a generált áramot a külső áramkörbe továbbítják.
További információ az AC generátorokról
A generátoroknak két tekercseleme van, az egyik az armatúra, amely elektromágneses indukcióval állítja elő az elektromosságot, a másik pedig a mezőkomponens, amely statikus mágneses teret hoz létre. Amikor az armatúra a mezőhöz képest elmozdul, a körülötte lévő fluxusváltozás miatt áram indukálódik. Az áramot indukált áramnak, az azt meghajtó feszültséget pedig elektromotoros erőnek nevezik. Az ehhez a folyamathoz szükséges ismétlődő relatív mozgást úgy kapjuk meg, hogy az egyik komponenst a másikhoz képest elforgatjuk. A forgó részt rotornak, az állórészt pedig állórésznek nevezzük. Akár az armatúra, akár a mező működhet forgórészként, de többnyire a terepi komponenst használják a nagyfeszültségű áramtermelésben, a másik alkatrész pedig az állórész.
A fluxus a forgórész és az állórész relatív helyzetétől függően változik, ahol az armatúrához kapcsolt mágneses fluxus fokozatosan változik, és megváltoztatja a polaritást; ez a folyamat a forgatás miatt megismétlődik. Ezért a kimenő áram polaritását is negatívról pozitívra, majd ismét negatívra változtatja, és a kapott hullámforma szinuszos hullámforma. A kimenet polaritásának ezen ismétlődő változása miatt a generált áramot váltakozó áramnak nevezik.
A váltakozó áramú generátorokat széles körben használják áramtermelésre, és valamilyen forrásból származó mechanikai energiát alakítanak át elektromos energiává.
További információ az egyenáramú generátorokról
Az armatúra érintkezőkapcsai konfigurációjának enyhe változtatása olyan kimenetet tesz lehetővé, amely nem változtatja meg a polaritást. Az ilyen generátort egyenáramú generátornak nevezik. A kommutátor az armatúra érintkezőihez hozzáadott kiegészítő alkatrész.
A generátor kimeneti feszültsége szinuszos hullámformává válik, a tér armatúrához viszonyított polaritásainak ismétlődő változása miatt. A kommutátor lehetővé teszi az armatúra érintkező kapcsainak a külső áramkörre történő cseréjét. Kefék vannak rögzítve az armatúra érintkezőihez, és csúszógyűrűket használnak az armatúra és a külső áramkör közötti elektromos kapcsolat megtartására. Amikor az armatúraáram polaritása megváltozik, azt a másik csúszógyűrűvel való érintkezés megváltoztatása ellensúlyozza, ami lehetővé teszi az áram azonos irányú áramlását.
Ezért a külső áramkörön átfolyó áram olyan áram, amely nem változtatja meg a polaritást az idő múlásával, innen ered az egyenáram elnevezés. Az áram azonban időben változó, és impulzusoknak tekinthető. A hullámzás ellensúlyozására feszültség- és áramszabályozást kell végezni.
Mi a különbség az AC és DC generátorok között?
• Mindkét generátortípus ugyanazon a fizikai elven működik, de az áramfejlesztő komponens külső áramkörhöz való csatlakoztatásának módja megváltoztatja az áram áthaladását az áramkörön.
• A váltakozóáramú generátoroknak nincs kommutátora, de az egyenáramú generátoroknak van ilyen, hogy ellensúlyozzák a változó polaritások hatását.
• A váltakozó áramú generátorokat nagyon nagy feszültségek, míg az egyenáramú generátorok viszonylag alacsonyabb feszültségek generálására szolgálnak.
