Elektryczność stanowi dziś najbardziej nieodzowną część naszego życia. Zapewnia nam oświetlenie, rozrywkę i wiele rzeczy. Nie sposób wyobrazić sobie życia bez elektryczności. Wcześniej ludzie używali baterii do elektryczności. Ale powoli okazało się, że baterie nie są opłacalne ani niezawodne.
Nowoczesne domy są w większości zasilane energią elektryczną. Jest bardzo wygodny i może być wytwarzany we wszystkich rodzajach przy użyciu wszystkiego, od węgla po ropę, wiatr i fale.
Jeśli chcemy uruchomić telewizor, toster lub odtwarzacz MP3, potrzebujemy stałego dopływu energii elektrycznej. Podstawowe prawo fizyki „Zachowanie energii” wyjaśnia, w jaki sposób można uzyskać energię, a także w jaki sposób nie możemy uzyskać energii.
W naszym wszechświecie istnieje stała ilość energii i wszystko, co możemy z tą energią zrobić, to przekształcić ją w jakąkolwiek użyteczną formę. Tak więc, aby przetworzyć energię i uzyskać regularne dostawy energii elektrycznej, potrzebujemy pewnych urządzeń. Te urządzenia mogą być generatorem, silnikiem, prądnicą, alternatorem itp. Tutaj zobaczymy, jak będą działać i różnić się prądnica i alternator.
Dynamo kontra alternator
Różnica między dynamem a alternatorem polega na tym, że dynamo generuje prąd stały, który płynie w jednym kierunku (to znaczy nie zmienia kierunków), podczas gdy alternator generuje prąd przemienny, który regularnie zmienia swoje kierunki.
Tabela porównawcza między dynamem a alternatorem
| Parametry porównania | Dynamo | Alternator |
| Definicja | Dynamo to maszyna wytwarzająca prąd stały płynący w tym samym kierunku | Alternator to maszyna wytwarzająca prąd przemienny płynący w różnych kierunkach |
| Pole magnetyczne | Stacjonarny | Obracanie |
| Zasilanie wejściowe | Pobiera zasilanie wejściowe z wirnika | Pobiera zasilanie wejściowe ze stojana |
| Efektywności energetycznej | Jest mniej energooszczędny | Jest wysoce energooszczędny |
| Zakres obrotów na minutę (RPM) | Obsługuje mniejszy zakres obrotów | Obsługuje szeroki zakres obrotów |
| Trwałość pędzla | Ma mniejszą trwałość pędzla | Ma wysoką trwałość pędzla |
| Ładowanie rozładowanej baterii | Może być używany do ładowania rozładowanej baterii | Nie można go używać do ładowania rozładowanej baterii |
| Utrzymanie | Ma wysokie opłaty eksploatacyjne | Ma niskie opłaty eksploatacyjne |
Czym jest Dynamo?
Dynamo to urządzenie elektryczne, które wytwarza prąd stały płynący w jednym kierunku. Służy do wytwarzania energii elektrycznej. Zasadniczo zamienia energię mechaniczną na energię elektryczną.
Dynamo zostało po raz pierwszy zaprojektowane przez Nikolę Teslę. Ale zasługa za konceptualizację dynama należy do Michaela Faradaya. To Faraday jako pierwszy wpadł na pomysł, że poruszający się magnes w zamkniętym obwodzie elektrycznym może indukować przepływ prądu elektrycznego.
Dynamo pracuje nad koncepcją indukcji elektromagnetycznej. Gdy cewka jest połączona z ładunkiem pola magnetycznego, w cewce powstaje indukowany emf.
Dynamo składa się z kilku części, takich jak jarzmo, bieguny, zwora, stojan, wirnik, szczotki itp. Najważniejszymi częściami dynama są stojan i wirnik.
Cewki dynama obracają się w polu magnetycznym. Komutatory z pierścieniem dzielonym służą do łączenia z obwodem zewnętrznym. Ten komutator z dzielonym pierścieniem przełącza połączenia co pół obrotu, dzięki czemu prąd płynie w tym samym kierunku.
Szczotka zapewnia stałe połączenie elektryczne bez żadnych hamulców ruchu komutatora. Istnieją dwa zestawy szczotek – jeden, który pobiera moc, aby przejść do obwodu głównego, a drugi zestaw szczotek pobiera energię z twornika, aby zasilać magnesy stojana.
Armatura utrzymuje niewielką ilość magnetyzmu w swoim żelaznym rdzeniu. Kiedy zaczyna się obracać, wytwarzana jest niewielka ilość mocy, która pobudza elektrozawory w stojanie. Powoli napięcie rośnie, a dynamo osiąga pełną moc.
Jeśli trzeba zapobiec przeładowaniu akumulatora, należy wyregulować moc prądnicy. Odbywa się to przez regulator, który w razie potrzeby zmienia prąd.
Dynamo jest dość drogie i duże w porównaniu z alternatorem. Dynama służą do wytwarzania energii elektrycznej w samochodach, statkach, pociągach, samolotach itp.
Co to jest alternator?
Alternator to maszyna wytwarzająca prąd przemienny, który stale zmienia swój kierunek. Zamienia energię mechaniczną na energię elektryczną. Alternatory zostały stworzone przez francuskiego wynalazcę Hippolyta Pixi w 1832 roku.
Istnieją różne typy alternatorów w zależności od ich zastosowania i konstrukcji.
Alternator składa się z dwóch głównych elementów – wirnika i stojana. Część wirującą stanowi wirnik, natomiast stojan stanowi część nieruchomą.
Alternatory działają na zasadzie indukcji elektromagnetycznej, zgodnie z którą do wytworzenia elektryczności potrzebny jest przewodnik, pole magnetyczne i energia mechaniczna.
Gdy prędkość alternatora jest zmniejszona lub zmniejszona, wówczas wydajność prądu również zmniejsza się lub maleje. Również moc wyjściowa prądu zmniejsza się lub zmniejsza, gdy temperatura alternatora wzrasta. Gdy alternator pracuje na niskich obrotach, sprawność alternatora automatycznie się zmniejsza.
Szczotki w alternatorze zasilają cewkę zamontowaną na obracającym się wale. Szczotki te dostarczają prąd stały przez dwa pierścienie ślizgowe. Szczotki alternatora są dość trwałe i trwają dłużej w porównaniu do szczotki dynama, ponieważ szczotki wymagają tylko wystarczającej ilości energii elektrycznej, aby zasilić wirnik.
Alternator znajduje zastosowanie w następujących zastosowaniach:
- Samochody
- Zastosowania morskie
- Transmisja częstotliwości radiowej
- Elektryczne zespoły trakcyjne z silnikiem wysokoprężnym
- Elektrownie prądotwórcze
Alternator jest urządzeniem tanim i lekkim. Konstrukcja alternatora jest prosta i nie wymaga konserwacji. Alternator jest wytrzymały i bardziej kompaktowy. Ale alternator ma też zalety. Potrzebuje transformatorów do pracy i przegrzewa się, gdy prąd jest wysoki.
Główne różnice między dynamem a alternatorem
- Podstawowa różnica między dynamem a alternatorem polega na tym, że dynamo wytwarza prąd stały, który płynie w jednym kierunku, podczas gdy alternator wytwarza prąd przemienny, który stale zmienia swój kierunek.
- Pole magnetyczne Dynamic jest nieruchome, podczas gdy pole magnetyczne alternatora wiruje.
- Zasilanie pobierane przez dynamo przechodzi przez wirnik, podczas gdy alternator pobiera zasilanie przez stojan.
- Dynamo ma mniejszą wydajność energetyczną w porównaniu z alternatorem, który ma bardzo wysoką wydajność energetyczną.
- Zakres obrotów na minutę (RPM) dynama jest mniejszy w przybliżeniu <2000RPM, podczas gdy obroty alternatora będą wynosić od 6000RPM do 12 000RPM
- Dynamo ma wysokie koszty utrzymania, podczas gdy alternator wymaga bardzo niewielkiej konserwacji.
- Szczotki dynama nie wytrzymują długo, ponieważ używane są pierścienie dzielone i szybko się zużywają, podczas gdy szczotki alternatora działają długo, ponieważ używane są pierścienie pełne i nie ścierają się łatwo.
- Dynamo może być używane do ładowania rozładowanego akumulatora, podczas gdy alternator nie może być używany do ładowania rozładowanego akumulatora.
Wniosek
Dynamo i alternatory były głównymi metodami wytwarzania energii elektrycznej. Wcześniej w samochodach stosowano dynama, ale w nowoczesnych pojazdach zastąpiono alternatory.
Podobnie w komercyjnej energetyce zawsze toczyła się techniczna bitwa między Dynamosem a Alternatorami, którą ostatecznie wygrały Alternatory. Mimo że alternatory okazały się wielkimi zwycięzcami, Dynamos nadal jest używany w niektórych konkretnych zastosowaniach.
Bibliografia
- https://link.springer.com/content/pdf/10.1007/978-1-349-06180-8_6.pdf
- https://link.springer.com/rozdział/10.1007/978-1-349-03176-4_5
