AC vs DC-generator
De elektriciteit die we gebruiken heeft twee vormen, de ene is afwisselend en de andere is direct (betekent geen verandering in de tijd). De voeding van onze huizen heeft wisselstroom en spanningen, maar de voeding van een auto heeft onveranderlijke stromen en spanningen. Beide vormen hebben hun eigen gebruik en de methode om beide te genereren is hetzelfde, namelijk elektromagnetische inductie. De apparaten die worden gebruikt om stroom te genereren, staan bekend als de generatoren, en DC- en AC-generatoren verschillen van elkaar, niet door het werkingsprincipe, maar door het mechanisme dat ze gebruiken om de gegenereerde stroom door te geven aan de externe circuits.
Meer over AC-generatoren
Generatoren hebben twee wikkelingscomponenten, de ene is het anker, dat de elektriciteit opwekt door elektromagnetische inductie, en de andere is de veldcomponent, die een statisch magnetisch veld creëert. Wanneer het anker beweegt ten opzichte van het veld, wordt een stroom geïnduceerd vanwege de fluxverandering eromheen. De stroom staat bekend als de geïnduceerde stroom en de spanning die deze aandrijft, staat bekend als elektromotorische kracht. De repetitieve relatieve beweging die nodig is voor dit proces wordt verkregen door de ene component ten opzichte van de andere te roteren. Het roterende deel wordt de rotor genoemd en het stationaire deel wordt de stator genoemd. Ofwel het anker of het veld kan als rotor werken, maar meestal wordt de veldcomponent gebruikt bij de opwekking van hoogspanning en wordt de andere component de stator.
Flux varieert met de relatieve positie van de rotor en de stator, waar de magnetische flux die aan het anker is bevestigd geleidelijk varieert en van polariteit verandert; dit proces wordt herhaald vanwege rotatie. Vandaar dat de uitgangsstroom ook van polariteit verandert van negatief naar positief en weer naar negatief, en de resulterende golfvorm is een sinusvormige golfvorm. Vanwege deze herhaalde wijziging in de polariteit van de uitgang, wordt de gegenereerde stroom de wisselstroom genoemd.
AC-generatoren worden veel gebruikt voor stroomopwekking en ze zetten mechanische energie die door een bepaalde bron wordt geleverd om in elektrische energie.
Meer over DC-generatoren
Een kleine wijziging in de configuratie van de contactklemmen van het anker maakt een uitgang mogelijk die de polariteit niet verandert. Een dergelijke generator staat bekend als een DC-generator. De commutator is het extra onderdeel dat aan de ankercontacten wordt toegevoegd.
De uitgangsspanning van de generator wordt een sinusvormige golfvorm, vanwege de herhaalde verandering van de polariteiten van het veld ten opzichte van het anker. Met de commutator kunnen de contactklemmen van het anker naar het externe circuit worden gewijzigd. Borstels zijn bevestigd aan de ankercontactklemmen en sleepringen worden gebruikt om de elektrische verbinding tussen het anker en het externe circuit te behouden. Wanneer de polariteit van de ankerstroom verandert, wordt dit tegengegaan door het contact met de andere sleepring te veranderen, waardoor de stroom in dezelfde richting kan stromen.
Daarom is de stroom door het externe circuit een stroom die de polariteit met de tijd niet verandert, vandaar de naam gelijkstroom. De stroom varieert echter in de tijd en wordt gezien als pulsen. Om deze rimpeleffecten tegen te gaan, moet spanning en stroom worden geregeld.
Wat is het verschil tussen AC- en DC-generatoren?
• Beide generatortypes werken volgens hetzelfde fysieke principe, maar de manier waarop de stroomopwekkende component is aangesloten op het externe circuit, verandert de manier waarop de stroom door het circuit gaat.
• Wisselstroomgeneratoren hebben geen commutatoren, maar de gelijkstroomgeneratoren hebben ze om het effect van veranderende polariteiten tegen te gaan.
• AC-generatoren worden gebruikt om zeer hoge spanningen te genereren, terwijl DC-generatoren worden gebruikt om relatief lagere spanningen te genereren.
