Elektronik Basics: Alternatorer og vekselstrøm - dummier

Hvis du vil frigøre dine elektroniske kredsløb fra batteriernes tyranni, som til sidst dør, skal du lære at lave Deres kredsløb virker fra en vekselstrøm (AC) strømforsyning. Det betyder at få en god forståelse af vekselstrømmen.

En god måde at få mening om, hvordan AC fungerer, er at se på den enhed, der oftest bruges til at generere den: generator . En generator er en enhed, der omdanner roterende bevægelse, normalt fra en turbine drevet af vand, damp eller en vindmølle til elektrisk strøm. Af sin natur skaber en alternator vekselstrøm.

I det væsentlige er en stor magnet placeret inden for et sæt stationære trådspoler. Magneten er monteret på en roterende aksel, der er forbundet med en turbine eller vindmølle. Således, når vand eller damp strømmer gennem turbinen eller når vinden vender vindmøllen, roterer magneten.

Når magneten roterer, bevæger dens magnetfelt tværs over trådens spoler. På grund af fænomenet elektromagnetisk induktion inducerer det bevægende magnetfelt en elektrisk strøm indenfor trådspolerne. Styrken og retningen af ​​denne elektriske strøm afhænger af positionen og retningen af ​​den roterende magnet.

Du kan se, hvordan strømmen induceres i ledningen ved fire forskellige positioner af magnetens rotation. I del A er magneten på det fjerneste punkt væk fra spolerne og orienteret i samme retning som spolerne. I øjeblikket inducerer magnetfeltet ikke nogen elektrisk strøm overhovedet. Lampen er således mørk.

Men når magneten begynder at dreje med uret, kommer magneten tættere på spolerne og udsætter dermed flere af dens magnetfelt til spolerne. Det bevægende magnetfelt inducerer en strøm, der bliver stærkere, idet magneten fortsætter med at rotere tættere på spolerne. Dette får lyspæren til at lyse.

Magneten når snart sit nærmeste punkt til spolerne, som vist i del B. På nuværende tidspunkt er strømmen og spændingen på deres maksimale, og lyspæren lyser med det lyseste.

Når magneten fortsætter med at dreje mod uret, begynder den nu at bevæge sig væk fra spolen. Det bevægende elektriske felt fortsætter med at fremkalde strøm i spolen, men strømmen (og spændingen) falder, når magneten trækker sig længere væk fra spolerne. Når magneten når sit fjerneste punkt fra spolerne, vist i del C, stopper strømmen, og pæren bliver mørk.

Når magneten fortsætter med at rotere, kommer den nu tættere på spolerne.Men denne gang er magnetens polaritet omvendt. Således er den elektriske strøm, der induceres i ledningen ved det bevægende magnetfelt, i modsat retning, som vist i del D. Endnu en gang lyser lyspæren, idet strømmen, som passerer igennem den, stiger.

Og så videre. Ved hver magnetomdrejning begynder spændingen ved nul og stiger støt til dets maksimale punkt, og falder derefter indtil den når nul igen. Derefter vender processen tilbage, idet strømmen flyder i modsat retning.