Glavne razlike između generatora AC i DC struje
Električni uređaj je uređaj koji pretvara mehaničku energiju u električnu energiju i obrnuto. Generator je jedan takav uređaj koji pretvara mehaničku energiju u električnu energiju. Međutim, generisana električna energija može biti u obliku naprave struje (AC) ili jednosmjerne struje (DC). Stoga, glavna razlika između generatora AC i DC struje jeste da oni generišu napravnu i jednosmernu struju redom. Iako postoje neke sličnosti između ova dva tipa, postoji prilično mnogo razlika.
Prije nego što navedemo listu razlika između njih, opisat ćemo kako generator proizvodi struju i kako se AC i DC struja generiše.
Generisanje električne energije
Električna energija se generiše na osnovu Faradayevog zakona elektromagnetske indukcije, prema kome će se u vodilu inducirati električna struja ili elektromotorna sila (EMF) kada se vodil smesti u menjajuće se magnetsko polje. Obje vrste generatora, AC i DC, rade na ovom principu kako bi generisali električnu struju.
Postoje dva metoda za promenu magnetskog polja koje deluje na vodile: rotiranje magnetskog polja oko stacionarnog vodila ili rotiranje vodila unutar stacionarnog magnetskog polja. U oba scenarija, linije magnetskog polja koje interaguju sa vodilom se menjaju, time inducirajući električnu struju u vodilu.
Alternator koristi koncept rotirajućeg magnetskog polja oko stacionarnog vodila, iako to neće biti objašnjeno u ovom članku.
Generator AC struje: klizači i alternatori
Pošto su klizači neprekidni provodni prstenovi, oni prenose generisanu napravnu struju tako kakva jeste. Kako štapići klizača kontinualno klize po ovim prstenovima, postoji mala mogućnost kraćenja ili isparkavanja između komponenti. To rezultira dužim vremenom korišćenja štapića u generatorima AC struje u odnosu na generatori DC struje.
Alternator je još jedan tip generatora samo za AC struju, sa stacionarnim armaturnim sklopom i rotirajućim magnetskim poljem. Budući da se električna struja generiše u stacionarnom delu, njena transmisija do stacionarnog spoljnog kruga je jednostavnija i direktnija. U takvim dizajnima, štapići imaju minimalnu abraziju, što dodatno povećava otpornost.
Generator DC struje
Generator DC struje je uređaj koji pretvara mehaničku energiju u jednosmernu (DC) električnu energiju, takođe poznat kao dinamo. On proizvodi pulsirajuću jednosmernu struju, gde se magnituda struje može menjati, ali pravac ostaje konstantan.
Struja inducirana u rotirajućim armaturnim vodilima je inerentno napravna. Da bi se ta struja pretvorila u DC, koristi se komutator sa raspolovljenim prstenom. Komutator ne samo prenosi struju sa rotirajućeg armature u stacionarni krug, već takođe osigurava da pravac dostavljene struje ostane konzistentan.
Raspolovljeni prsten komutatora u generatorima DC struje
Raspolovljeni prsten komutatora sastoji se od jednog prstenasto oblikovanog provodnika podeljenog na dve polovine, sa izolativnim razmakom između njih. Svaka polovina raspolovljenog prstena je povezana sa posebnim terminalom armaturnog navijanja, dok dva stacionarna ugljena štapića grade klizići kontakt sa rotirajućim komutatorom kako bi dostavili struju spoljnom krugu.
Kako armatura rotira i inducirana AC struja menja pravac svakih pola ciklusa, raspolovljeni prsten komutatora osigurava da struja dostavljena krugu zadrži konzistentan pravac:
Međutim, razmak između segmenta komutatora dovodi do dve ključne izazova:
Ovi faktori zahtevaju redovni održavanje i zamenu štapića u generatorima DC struje u odnosu na generatori AC struje sa klizačima.