Apakah Perbezaan Utama antara Pembangkit AC dan DC

Perbezaan Utama Antara Penjana AC dan DC

Mesin elektrik adalah peranti yang menukar tenaga mekanikal kepada tenaga elektrik dan sebaliknya. Penjana adalah jenis mesin tersebut yang menukar tenaga mekanikal kepada tenaga elektrik. Walau bagaimanapun, tenaga elektrik yang dihasilkan boleh berbentuk arus ulang-alik (AC) atau arus terus (DC). Oleh itu, perbezaan utama antara penjana AC dan DC adalah mereka menghasilkan arus ulang-alik dan arus terus masing-masing. Walaupun terdapat beberapa persamaan antara keduanya, terdapat juga banyak perbezaan.

Sebelum memasuki senarai perbezaan antara keduanya, kita akan membincangkan bagaimana penjana menghasilkan elektrik & bagaimana AC & DC dihasilkan.

Penghasilan Elektrik

Elektrik dihasilkan berdasarkan Hukum Induksi Elektromagnet Faraday, yang menyatakan bahawa arus elektrik atau daya gerak elektrik (EMF) akan diinduksi dalam konduktor apabila ia diletakkan dalam medan magnet yang berubah. Kedua-dua penjana AC dan DC beroperasi atas prinsip yang sama untuk menghasilkan arus elektrik.

Terdapat dua kaedah untuk mengubah medan magnet yang bertindak ke atas konduktor: sama ada putar medan magnet di sekeliling konduktor yang tetap, atau putar konduktor dalam medan magnet yang tetap. Dalam kedua-dua situasi, garis-garis medan magnet yang bertindak ke atas konduktor berubah, dengan demikian menginduksi arus elektrik dalam konduktor.

Alternator menggunakan konsep medan magnet yang berputar di sekeliling konduktor yang tetap, walaupun ini tidak akan dibincangkan dalam artikel ini.

Penjana AC: Cincin Licin dan Alternator

Kerana cincin licin adalah cincin konduktif yang berterusan, mereka mentransmisikan arus ulang-alik yang dihasilkan dalam armatur secara asal. Sebagai gergaji geser terus-menerus di atas cincin-cincin ini, risiko pendek sementara atau percikan antara komponen adalah rendah. Ini menghasilkan umur perkhidmatan yang lebih lama bagi gergaji dalam penjana AC berbanding penjana DC.

Alternator adalah jenis lain penjana AC sahaja, yang mempunyai armatur yang tetap dan medan magnet yang berputar. Kerana arus elektrik dihasilkan dalam bahagian yang tetap, penghantaran ke litar luar yang tetap adalah lebih mudah dan langsung. Dalam reka bentuk seperti ini, gergaji mengalami aus minimal, meningkatkan ketahanan lagi.

Penjana DC

Penjana DC adalah peranti yang menukar tenaga mekanikal kepada tenaga elektrik arus terus (DC), juga dikenali sebagai dinamo. Ia menghasilkan arus terus yang berdenyut, di mana magnitud arus mungkin berubah tetapi hala tetap konstan.

Arus yang diinduksi dalam konduktor armatur yang berputar adalah semula jadi berganti. Untuk menukar ini menjadi DC, komutator cincin bercelah digunakan. Komutator tidak hanya mentransfer arus dari armatur yang berputar ke litar yang tetap tetapi juga memastikan hala arus yang disediakan tetap konsisten.

Komutator Cincin Bercelah dalam Penjana DC

Komutator cincin bercelah terdiri daripada konduktor berbentuk cincin tunggal yang dibahagikan kepada dua bahagian, dengan jurang insulator di antara mereka. Setiap separuh cincin bercelah disambungkan ke terminal berasingan dalam belitan armatur, manakala dua gergaji karbon yang tetap membuat kontak meluncur dengan komutator yang berputar untuk bekalkan arus ke litar luar.

Apabila armatur berputar dan arus AC yang diinduksi berubah hala setiap setengah siklus, komutator cincin bercelah memastikan arus yang disediakan kepada litar mengekalkan hala yang konsisten:

• Semasa setengah putaran, arus mengalir melalui satu gergaji ke litar.

• Semasa setengah putaran seterusnya, segmen-segmen komutator menukar kontak dengan gergaji, membalikkan hala arus dalaman tetapi mengekalkan aliran arus luar yang sama.

Walau bagaimanapun, jurang antara segmen-segmen komutator memperkenalkan dua cabaran utama:

• Percikan: Apabila gergaji beralih antara segmen, mereka singkat menghubungkan jurang, menyebabkan pendek sementara dan percikan.

• Aus Gergaji: Pemancaran ark berulang dan tekanan mekanikal mempercepatkan degradasi gergaji, mengurangkan kecekapan dan jangka hayat penjana.

Faktor-faktor ini memerlukan penyelenggaraan berkala dan penggantian gergaji dalam penjana DC berbanding penjana AC dengan cincin licin.