Ottenere una corrente elettrica alternata
La corrente alternata, in senso tradizionale, è la corrente ottenuta da una tensione alternata armonicamente variabile (sinusoidale). La tensione alternata viene generata nella centrale elettrica ed è costantemente presente in ogni presa a muro.
La corrente alternata viene utilizzata anche per trasmettere elettricità su lunghe distanze perché la tensione alternata viene facilmente aumentata. utilizzando un trasformatore, e quindi l'energia elettrica può essere trasmessa a distanza con perdite minime e quindi ridotta con l'aiuto di un trasformatore a un valore accettabile per una rete domestica.
Viene generata una tensione alternata (e quindi corrente). nella centrale elettricadove gli azionamenti CA dei generatori industriali sono azionati da turbine azionate da vapore ad alta pressione. Il vapore è prodotto da acqua fortemente riscaldata dal calore generato da una reazione nucleare o dalla combustione di combustibili fossili, a seconda del tipo di centrale elettrica. In ogni caso, la rotazione dell'alternatore è la causa della formazione di tensione e corrente alternata.
Per rispondere alla domanda su come si forma il generatore corrente alternata, è sufficiente considerare un modello elementare costituito da un pezzo di filo e da un magnete, richiamando allo stesso tempo Forza di Lorentz E legge dell'induzione elettromagnetica... Diciamo che sul tavolo c'è un filo lungo 10 cm e nella nostra mano c'è un forte magnete al neodimio, la cui dimensione è leggermente più piccola del filo. Alleghiamo un galvanometro sensibile o un voltmetro a quadrante alle estremità del filo.
Portiamo il magnete con uno dei poli vicino al filo, a una distanza inferiore a 1 cm, e tiriamo rapidamente il magnete sul filo attraverso di esso da sinistra a destra: attraverseremo il filo con il campo magnetico del magnete . L'ago del galvanometro devierà improvvisamente in una certa direzione, quindi tornerà alla sua posizione originale.
Ruotare il magnete con l'altro polo verso il filo. E ancora, muovendo la mano da sinistra a destra, incrocia velocemente il filo sperimentale con un campo magnetico. L'ago del galvanometro oscillò bruscamente nella direzione opposta, poi tornò nella sua posizione originale. Invece di invertire il magnete, puoi prima muoverti da sinistra a destra, e poi da destra a sinistra, l'effetto di cambiare la direzione della corrente generata sarà lo stesso.
L'esperimento ha mostrato che per ottenere una tensione alternata, dobbiamo muovere il magnete attraverso il filo a destra ea sinistra, oppure incrociare il filo con poli magnetici alternati. Nel generatore nella centrale elettrica (e in tutti gli alternatori tradizionali) vale la seconda opzione.
Il principio di funzionamento del generatore: ottenere una forza elettromotrice alternata (tensione)
Tensione sinusoidale AC
Un alternatore in una centrale elettrica è costituito da un rotore e uno statore.L'energia meccanica della turbina rotante viene trasmessa al rotore. Il campo magnetico del rotore è concentrato sulle sue parti polari ed è creato da magneti permanenti ad esso collegati o da una corrente a tensione costante che scorre nell'avvolgimento di rame del rotore.
Normalmente, l'avvolgimento dello statore è costituito da tre avvolgimenti separati disposti in relazione l'uno rispetto all'altro, con conseguente tensione e corrente alternata in ciascuno dei tre avvolgimenti.Quindi, ciascuno dei tre avvolgimenti dello statore è una sorgente di tensione alternata e i valori istantanei delle tensioni sono sfasate tra loro di 120 gradi. Questa è chiamata corrente alternata trifase.
Ottenere tensione e corrente CA trifase
Il rotore di un generatore a due poli magnetici, ruotando a 3000 giri al minuto, fornisce 50 incroci di ciascuna fase dell'avvolgimento statorico al secondo. E poiché esiste un punto zero tra i poli magnetici, cioè il punto in cui l'induzione del campo magnetico è zero, quindi ad ogni rotazione completa del rotore, la tensione indotta nella bobina passa attraverso lo zero, quindi cambia polarità. Di conseguenza, la tensione di uscita ha forma sinusoidale e frequenza 50Hz.
Quando una sorgente di tensione CA è collegata a un carico, nel circuito viene prodotta una corrente CA. La tensione e la corrente massima consentita dello statore sono tanto più alte quanto più forte è il campo magnetico del rotore, cioè maggiore è la corrente che scorre negli avvolgimenti del rotore. Nei generatori sincroni con eccitazione esterna, la tensione e la corrente negli avvolgimenti del rotore sono create da un sistema di eccitazione a tiristori o da un eccitatore, un piccolo generatore sull'albero del generatore principale.
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