Koji je princip rada alternatora

Kako radi generator struje?

Definicija generatora struje

Generator struje je mašina koja koristi elektromagnetsku indukciju da pretvori mehaničku energiju u električnu struju izmene struje.

Princip rada

Generator struje radi na osnovu Faradejevog zakona, prema kome se gibanje između vodilja i magnetskog polja indukuje električna struja.

Proces indukcije

Pretpostavimo da se jedno-kružni ciklus ABCD može rotirati oko ose a-b. Recimo da ciklus počne da se okreće u smeru kazaljke na satu. Nakon 90 stepeni rotacije: Jedna strana petlje AB ili vodilja AB se nalazi ispred S pola, a vodilj CD se nalazi ispred N pola. U toj poziciji, tangencijalno gibanje vodilja AB je upravo okomito na linije fluksa od N do S pola. Stoga je brzina rezanja fluksa vodiljem AB najveća ovde, i za to rezanje fluksa, vodilj AB generiše indukovani tok, čiji smer može biti određen pravilom desne ruke Fleminga. Prema tom pravilu, smer ovog toka će biti od A ka B. Istovremeno, vodilj CD se nalazi ispod N pola, i ovde takođe, ako primenimo pravilo desne ruke Fleminga, utvrđujemo smer indukovane struje, koji će biti od C ka D.

Nakon dodatnih 90 stepeni rotacije u smeru kazaljke na satu, prsten ABCD dostiže vertikalnu poziciju. Ovde su gibanja vodilja AB i CD uspravna sa linijama fluksa, pa se magnetski fluks ne reže i stoga se ne generiše nikakva struja.

Struja izmene struje

Nakon još 90 stepeni rotacije u smeru kazaljke na satu, opet se vraća u horizontalnu poziciju, gde se vodilj AB nalazi ispod pola N, a CD ispod pola S. Ovde, ako ponovo primenimo pravilo desne ruke Fleminga, vidimo da je indukovani tok u vodilju AB od tačke B do A, a indukovani tok u vodilju CD je od D do C.

Kako se petlja kreće od vertikalne do horizontalne pozicije, tok u vodilju se povećava od nule do maksimuma. Struja teče od B do A, A do D, D do C, C do B, od A do B, B do C, C do D, i D do A u zatvorenom krugu. Kada se petlja opet približi vertikalnoj poziciji, tok pada na nulu. Kako nastavlja da se okreće, tok menja smer. Svaki pun okret dovodi do vrha toka, pada na nulu, doseže vrh u suprotnom smeru, i zatim se vraća na nulu, završavajući jedan ciklus sinusne talase za 360 stepeni rotacije. Proces ilustruje kako se struja izmene struje može generisati rotiranjem vodilja u magnetskom polju.

Praktična konfiguracija

Savremeni generatori struje tipično imaju fiksne armature i rotirajuća magnetska polja koja povećavaju efikasnost generisanja trofazne struje izmene struje za širok spektar raspodele snage.