การได้รับกระแสไฟฟ้าสลับ
กระแสสลับในความหมายดั้งเดิมคือกระแสที่ได้รับจากแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับที่แปรผันอย่างฮาร์มอนิกส์ (ไซน์ซอยด์) ไฟฟ้ากระแสสลับถูกสร้างขึ้นในโรงไฟฟ้าและมีอยู่อย่างต่อเนื่องในทุกเต้ารับบนผนัง
ไฟฟ้ากระแสสลับยังใช้เพื่อส่งกระแสไฟฟ้าในระยะทางไกลเนื่องจากแรงดันไฟสลับจะเพิ่มขึ้นได้ง่าย โดยใช้หม้อแปลงไฟฟ้าและทำให้สามารถส่งพลังงานไฟฟ้าในระยะไกลโดยมีความสูญเสียน้อยที่สุด จากนั้นจึงลดกลับด้วยความช่วยเหลือของหม้อแปลงให้เป็นค่าที่ยอมรับได้สำหรับเครือข่ายในครัวเรือน
แรงดันไฟฟ้ากระแสสลับ (และกระแส) ถูกสร้างขึ้น ในโรงไฟฟ้าที่ซึ่งไดรฟ์ AC เครื่องกำเนิดไฟฟ้าอุตสาหกรรมถูกขับเคลื่อนโดยกังหันที่ขับเคลื่อนด้วยไอน้ำแรงดันสูง ไอน้ำผลิตจากน้ำที่ได้รับความร้อนสูงจากความร้อนที่เกิดจากปฏิกิริยานิวเคลียร์หรือการเผาไหม้เชื้อเพลิงฟอสซิล ขึ้นอยู่กับประเภทของโรงไฟฟ้า ไม่ว่าในกรณีใดการหมุนของเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับเป็นสาเหตุของการก่อตัวของแรงดันและกระแสสลับ
เพื่อตอบคำถามว่าเครื่องกำเนิดเกิดขึ้นได้อย่างไร กระแสสลับก็เพียงพอแล้วที่จะพิจารณาแบบจำลองเบื้องต้นที่ประกอบด้วยชิ้นส่วนของลวดและแม่เหล็ก นึกถึงในเวลาเดียวกัน กองกำลังลอเรนซ์ และ กฎของการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า... สมมติว่ามีลวดยาว 10 ซม. วางอยู่บนโต๊ะและในมือของเรามีแม่เหล็กนีโอไดเมียมที่แข็งแกร่งซึ่งมีขนาดเล็กกว่าลวดเล็กน้อย เราติดกัลวาโนมิเตอร์ที่ละเอียดอ่อนหรือโวลต์มิเตอร์แบบหมุนเข้ากับปลายสาย
เรานำแม่เหล็กโดยให้ขั้วใดขั้วหนึ่งใกล้กับเส้นลวดในระยะน้อยกว่า 1 ซม. แล้วดึงแม่เหล็กลงบนเส้นลวดอย่างรวดเร็วจากซ้ายไปขวา - เราจะข้ามเส้นลวดด้วยสนามแม่เหล็กของแม่เหล็ก . เข็มของกัลวาโนมิเตอร์จะเบี่ยงเบนไปในทิศทางใดทิศทางหนึ่งอย่างฉับพลัน แล้วกลับสู่ตำแหน่งเดิม
หมุนแม่เหล็กโดยให้อีกขั้วหันเข้าหาลวด และอีกครั้งโดยเลื่อนมือจากซ้ายไปขวาข้ามเส้นลวดทดลองอย่างรวดเร็วด้วยสนามแม่เหล็ก เข็มของกัลวาโนมิเตอร์เหวี่ยงไปทางอื่นอย่างรวดเร็ว แล้วกลับสู่ตำแหน่งเดิม แทนที่จะย้อนกลับแม่เหล็ก คุณสามารถเลื่อนจากซ้ายไปขวาก่อน จากนั้นจากขวาไปซ้าย ผลของการเปลี่ยนทิศทางของกระแสที่สร้างขึ้นจะเหมือนเดิม
การทดลองแสดงให้เห็นว่าเพื่อให้ได้แรงดันไฟฟ้าสลับ เราต้องเคลื่อนแม่เหล็กข้ามเส้นลวดไปทางขวาและซ้าย หรือข้ามเส้นลวดด้วยขั้วแม่เหล็กสลับ ในเครื่องกำเนิดไฟฟ้า ในโรงไฟฟ้า (และในไดชาร์จแบบดั้งเดิมทั้งหมด) จะใช้ตัวเลือกที่สอง
หลักการทำงานของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า - รับแรงเคลื่อนไฟฟ้าสลับ (แรงดัน)
แรงดันไฟฟ้ากระแสสลับไซน์
เครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับในโรงไฟฟ้าประกอบด้วยโรเตอร์และสเตเตอร์พลังงานกลของกังหันหมุนจะถูกส่งไปยังโรเตอร์ สนามแม่เหล็กของโรเตอร์นั้นกระจุกอยู่ที่ส่วนขั้วของมัน และถูกสร้างขึ้นโดยแม่เหล็กถาวรที่ติดอยู่กับมันหรือโดยกระแสไฟฟ้าแรงดันคงที่ที่ไหลในขดลวดทองแดงของโรเตอร์
โดยปกติแล้ว ขดลวดสเตเตอร์ประกอบด้วยขดลวดสามเส้นที่แยกจากกันซึ่งจัดเรียงสัมพันธ์กันทำให้เกิดแรงดันและกระแสสลับในแต่ละขดลวดทั้งสาม ดังนั้น ขดลวดสเตเตอร์ทั้งสามแต่ละเส้นจึงเป็นแหล่งจ่ายแรงดันไฟสลับและค่าทันที แรงดันไฟฟ้าจะเลื่อนเฟสเข้าหากัน 120 องศา สิ่งนี้เรียกว่ากระแสสลับสามเฟส
รับแรงดันและกระแสไฟฟ้ากระแสสลับสามเฟส
โรเตอร์ของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่มีขั้วแม่เหล็กสองขั้วหมุนที่ 3,000 รอบต่อนาทีให้ 50 ข้ามเฟสของสเตเตอร์ที่คดเคี้ยวต่อวินาที และเนื่องจากมีจุดศูนย์ระหว่างขั้วแม่เหล็ก นั่นคือ สถานที่ที่การเหนี่ยวนำของสนามแม่เหล็กเป็นศูนย์ จากนั้นเมื่อโรเตอร์หมุนครบแต่ละครั้ง แรงดันไฟฟ้าที่เหนี่ยวนำในขดลวดจะผ่านศูนย์ จากนั้นจึงเปลี่ยนขั้ว เป็นผลให้แรงดันขาออกมี รูปร่างไซน์ และความถี่ 50 Hz.
เมื่อต่อแหล่งจ่ายแรงดันไฟ AC เข้ากับโหลด จะเกิดกระแสไฟ AC ในวงจร แรงดันไฟฟ้าและกระแสไฟฟ้าสูงสุดที่อนุญาตของสเตเตอร์ยิ่งสูง สนามแม่เหล็กของโรเตอร์ก็จะยิ่งแรงขึ้น เช่น ยิ่งกระแสไหลในขดลวดโรเตอร์มากเท่าไร ในเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบซิงโครนัสที่มีการกระตุ้นจากภายนอก แรงดันและกระแสในขดลวดของโรเตอร์จะถูกสร้างขึ้นโดยระบบกระตุ้นไทริสเตอร์หรือตัวกระตุ้น ซึ่งเป็นเครื่องกำเนิดไฟฟ้าขนาดเล็กบนเพลาของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าหลัก
ดูสิ่งนี้ด้วย:
ลักษณะสำคัญ (พารามิเตอร์) ของกระแสสลับ
การสร้างและการส่งกระแสไฟฟ้าสลับ
เครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสตรงและกระแสสลับทำงานอย่างไร?