Memperoleh arus listrik bolak-balik
Arus bolak-balik, dalam pengertian tradisional, adalah arus yang diperoleh dari tegangan bolak-balik (sinusoidal) yang berubah secara harmonis. Tegangan bolak-balik dihasilkan di pembangkit listrik dan selalu ada di setiap stopkontak di dinding.
Arus bolak-balik juga digunakan untuk mentransmisikan listrik jarak jauh karena tegangan bolak-balik mudah dinaikkan. menggunakan transformator, dan dengan demikian energi listrik dapat ditransmisikan dalam jarak jauh dengan kerugian minimal dan kemudian dikurangi kembali dengan bantuan transformator ke nilai yang dapat diterima untuk jaringan rumah tangga.
Tegangan bolak-balik (dan karenanya arus) dihasilkan di pembangkit listrikdi mana penggerak AC generator industri digerakkan oleh turbin yang digerakkan oleh uap bertekanan tinggi. Uap dihasilkan dari air yang dipanaskan dengan kuat oleh panas yang dihasilkan oleh reaksi nuklir atau pembakaran bahan bakar fosil, tergantung pada jenis pembangkit listriknya. Bagaimanapun, rotasi alternator adalah penyebab pembentukan tegangan dan arus bolak-balik.
Untuk menjawab pertanyaan bagaimana generator terbentuk arus bolak-balik, cukup dengan mempertimbangkan model dasar yang terdiri dari seutas kawat dan magnet, mengingat pada saat yang bersamaan gaya Lorentz Dan hukum induksi elektromagnetik... Katakanlah ada kawat sepanjang 10 cm tergeletak di atas meja, dan di tangan kita ada magnet neodymium yang kuat, yang ukurannya sedikit lebih kecil dari kawatnya. Kami memasang galvanometer sensitif atau voltmeter dial ke ujung kabel.
Kami membawa magnet dengan salah satu kutub dekat dengan kawat, pada jarak kurang dari 1 cm, dan dengan cepat menarik magnet ke kawat melaluinya dari kiri ke kanan - kami akan melintasi kawat dengan medan magnet magnet . Jarum galvanometer akan tiba-tiba membelok ke arah tertentu, lalu kembali ke posisi semula.
Putar magnet dengan kutub lainnya ke arah kawat. Dan lagi, gerakkan tangan dari kiri ke kanan, dengan cepat melintasi kawat percobaan dengan medan magnet. Jarum galvanometer terayun tajam ke arah lain, lalu kembali ke posisi semula. Alih-alih membalikkan magnet, pertama-tama Anda dapat bergerak dari kiri ke kanan, lalu dari kanan ke kiri, efek perubahan arah arus yang dihasilkan akan sama.
Eksperimen menunjukkan bahwa untuk mendapatkan tegangan bolak-balik, kita harus memindahkan magnet melintasi kabel ke kanan dan kiri, atau melintasi kabel dengan kutub magnet bolak-balik. Di dalam generator di pembangkit listrik (dan di semua alternator tradisional) opsi kedua berlaku.
Prinsip pengoperasian generator — memperoleh gaya gerak listrik bolak-balik (tegangan)
tegangan sinusoidal AC
Alternator pada pembangkit listrik terdiri dari rotor dan stator.Energi mekanik dari turbin yang berputar ditransmisikan ke rotor. Medan magnet rotor terkonsentrasi pada bagian kutubnya dan dibuat baik oleh magnet permanen yang melekat padanya atau oleh arus tegangan konstan yang mengalir di belitan tembaga rotor.
Biasanya, belitan stator terdiri dari tiga belitan terpisah yang disusun dalam hubungan satu sama lain, menghasilkan tegangan dan arus bolak-balik di masing-masing dari tiga belitan.Jadi, masing-masing dari tiga belitan stator adalah sumber tegangan bolak-balik, dan nilai sesaat tegangan digeser dalam fase satu sama lain sebesar 120 derajat. Ini disebut arus bolak-balik tiga fase.
Memperoleh tegangan dan arus AC tiga fasa
Rotor generator dengan dua kutub magnet, berputar pada 3000 rpm, memberikan 50 penyeberangan setiap fase belitan stator per detik. Dan karena ada titik nol di antara kutub magnet, yaitu tempat induksi medan magnet nol, maka dengan setiap putaran penuh rotor, tegangan yang diinduksi dalam koil melewati nol, kemudian mengubah polaritas. Akibatnya, tegangan output memiliki bentuk sinusoidal dan frekuensi 50 Hz.
Ketika sumber tegangan AC dihubungkan ke beban, arus AC dihasilkan di sirkuit. Tegangan dan arus maksimum yang diizinkan dari stator semakin tinggi, semakin kuat medan magnet rotor, mis. semakin besar arus yang mengalir pada belitan rotor. Pada generator sinkron dengan eksitasi eksternal, tegangan dan arus pada belitan rotor dibuat oleh sistem eksitasi thyristor atau exciter - generator kecil pada poros generator utama.
Lihat juga:
Karakteristik utama (parameter) arus bolak-balik
Pembangkitan dan transmisi arus listrik bolak-balik
Bagaimana cara kerja generator DC dan AC?