Thu được dòng điện xoay chiều
Dòng điện xoay chiều, theo nghĩa truyền thống, là dòng điện thu được từ điện áp xoay chiều, biến thiên điều hòa (hình sin). Điện áp xoay chiều được tạo ra trong nhà máy điện và thường xuyên có mặt ở mọi ổ cắm trên tường.
Dòng điện xoay chiều còn được dùng để truyền tải điện năng đi xa vì hiệu điện thế xoay chiều dễ tăng lên. sử dụng máy biến áp, và do đó, năng lượng điện có thể được truyền đi xa với tổn thất tối thiểu và sau đó được giảm trở lại với sự trợ giúp của máy biến áp đến giá trị chấp nhận được đối với mạng gia đình.
Một điện áp xoay chiều (và do đó là dòng điện) được tạo ra trong nhà máy điệnnơi truyền động xoay chiều của máy phát điện công nghiệp được dẫn động bằng tua-bin chạy bằng hơi nước áp suất cao. Hơi nước được tạo ra từ nước được đun nóng mạnh nhờ nhiệt sinh ra từ phản ứng hạt nhân hoặc do đốt nhiên liệu hóa thạch, tùy thuộc vào loại nhà máy điện. Trong mọi trường hợp, sự quay của máy phát điện xoay chiều là nguyên nhân hình thành điện áp và dòng điện xoay chiều.
Để trả lời câu hỏi máy phát điện được hình thành như thế nào Dòng điện xoay chiều, nó đủ để xem xét một mô hình cơ bản bao gồm một đoạn dây và nam châm, nhớ lại cùng một lúc lực Lorentz Và định luật cảm ứng điện từ... Giả sử rằng có một sợi dây dài 10 cm nằm trên bàn và trong tay chúng ta có một nam châm neodymium mạnh, kích thước của nó nhỏ hơn một chút so với sợi dây. Chúng tôi gắn một điện kế nhạy cảm hoặc vôn kế quay số vào các đầu của dây.
Ta đưa nam châm có một trong các cực lại gần dây dẫn, cách dây dưới 1 cm rồi kéo nhanh nam châm lên dây dẫn xuyên qua nó từ trái sang phải — ta sẽ đặt chéo dây dẫn bằng từ trường của nam châm . Kim của điện kế sẽ đột ngột lệch về một hướng nào đó, sau đó sẽ trở lại vị trí ban đầu.
Xoay nam châm với cực còn lại về phía dây dẫn. Và một lần nữa, di chuyển bàn tay từ trái sang phải, nhanh chóng vượt qua dây thí nghiệm có từ trường. Kim của điện kế vung mạnh sang hướng khác, rồi trở về vị trí ban đầu. Thay vì đảo ngược nam châm, trước tiên bạn có thể di chuyển từ trái sang phải, sau đó từ phải sang trái, hiệu ứng thay đổi hướng của dòng điện được tạo ra sẽ giống nhau.
Thí nghiệm cho thấy rằng để có được hiệu điện thế xoay chiều, chúng ta phải di chuyển nam châm qua dây dẫn sang phải và trái hoặc chạy qua dây dẫn có các cực từ xen kẽ. trong máy phát điện trong nhà máy điện (và trong tất cả các máy phát điện truyền thống), tùy chọn thứ hai được áp dụng.
Nguyên lý hoạt động của máy phát điện — thu được suất điện động (điện áp) xoay chiều
điện áp hình sin xoay chiều
Máy phát điện xoay chiều trong nhà máy điện bao gồm rôto và stato.Năng lượng cơ học của tuabin quay được truyền đến rôto. Từ trường của rôto tập trung vào các phần cực của nó và được tạo ra bởi các nam châm vĩnh cửu gắn vào nó hoặc bởi một dòng điện có điện áp không đổi chạy trong cuộn dây đồng của rôto.
Thông thường, cuộn dây stato bao gồm ba cuộn dây riêng biệt được sắp xếp liên quan với nhau, tạo ra hiệu điện thế và dòng điện xoay chiều ở mỗi trong ba cuộn dây. của các hiệu điện thế lệch pha nhau 120 độ. Đây được gọi là dòng điện xoay chiều ba pha.
Lấy điện áp và dòng điện xoay chiều ba pha
Rôto của máy phát điện có hai cực từ, quay với tốc độ 3000 vòng / phút, tạo ra 50 lần giao nhau của mỗi pha của cuộn dây stato mỗi giây. Và vì giữa các cực từ có một điểm không, tức là nơi mà cảm ứng từ trường bằng không, nên với mỗi vòng quay hoàn toàn của rôto, điện áp cảm ứng trong cuộn dây sẽ đi qua điểm không, rồi đổi cực. Kết quả là, điện áp đầu ra có hình sin và tần số 50 Hz.
Khi một nguồn điện áp xoay chiều được kết nối với tải, một dòng điện xoay chiều được tạo ra trong mạch. Điện áp và dòng điện cực đại cho phép của stato càng cao thì từ trường của rôto càng mạnh, tức là dòng điện chạy trong các cuộn dây rôto càng lớn. Trong các máy phát đồng bộ có kích thích bên ngoài, điện áp và dòng điện trong cuộn dây rôto được tạo ra bởi hệ thống kích thích bằng thyristor hoặc máy kích thích - một máy phát nhỏ trên trục của máy phát chính.
Xem thêm:
Các đặc điểm (thông số) chính của dòng điện xoay chiều
Sản xuất và truyền tải dòng điện xoay chiều
Máy phát điện DC và AC hoạt động như thế nào?