5-10 ΓΕΝΝΗΤΡΙΕΣ ΕΝΑΛΛΑΣΣΟΜΕΝΗΣ ΚΑΙ ΣΥΝΕΧΟΥΣ ΤΑΣΗΣ

Στην παράγραφο (5-6) μελετήσαμε μια διάταξη πλαισίου στρεφόμενου μέσα σε ομογενές μαγνητικό πεδίο που παράγει εναλλασσόμενη τάση. Πρόκειται για το πρότυπο της γεννήτριας εναλλασσόμενης τάσης, που λέγεται και εναλλακτήρας. Η παραγόμενη τάση αναπτύσσεται στο εξωτερικό κύκλωμα με τη βοήθεια δύο δακτυλίων επαφής (σχ. 5.23) οι οποίοι περιστρέφονται με το πλαίσιο. Σταθερές επαφές, που ονομάζονται ψήκτρες, ολισθαίνουν στους δακτυλίους και αποτελούν την έξοδο του εναλλακτήρα.

Σχ. 5.23 Αρχή λειτουργίας γεννήτριας εναλλασσόμενης τάσης (εναλλακτήρας).

Εικ. 5.4 Δυναμό ποδηλάτου

Το ίδιο ακριβώς αποτέλεσμα έχουμε αν διατηρήσουμε το πλαίσιο σταθερό και περιστρέφουμε το μαγνήτη που δημιουργεί το μαγνητικό πεδίο. Ας δούμε την περίπτωση του δυναμό του ποδηλάτου. Η κίνηση της ρόδας θέτει σε περιστροφική κίνηση ένα μαγνήτη στο εσωτερικό ενός πλαισίου πολλών σπειρών. Ο στρεφόμενος μαγνήτης λέγεται “ρότορας” ενώ το ακίνητο πλαίσιο “στάτορας” (σχ. 5.24)

Εικ. 5.5 Δυναμό (εσωτερικό).

Σχ. 5.24 Η αρχή λειτουργίας του δυναμό ενός ποδηλάτου.

Εικ. 5.6 Ρότορας

Εικ. 5.7 Η ηλεκτρική ενέργεια μεταφέρεται από τα εργοστάσια παραγωγής στην κατανάλωση με αγωγούς μεταφοράς υπό υψηλή τάση.

Στα εργοστάσια παραγωγής ενέργειας ο μαγνήτης έχει αντικατασταθεί από έναν ηλεκτρομαγνήτη. Ο ρότορας δηλαδή είναι ένα πηνίο που διαρρέεται από συνεχές ρεύμα και τίθεται σε περιστροφική κίνηση με τη βοήθεια ενός στροβίλου (τουρμπίνα). Ο στρόβιλος τίθεται σε κίνηση με διάφορους τρόπους. Σ’ ένα υδροηλεκτρικό εργοστάσιο εκμεταλλευόμαστε τη μηχανική ενέργεια μιας υδατόπτωσης για να κινήσουμε το στρόβιλο κι έτσι τη μετατρέπουμε σε ηλεκτρική (σχ. 5.25). Σ’ ένα θερμοηλεκτρικό εργοστάσιο με την καύση λιγνίτη θερμαίνουμε νερό, ο ατμός που παράγεται όταν εκτονώνεται, με κατάλληλες διατάξεις, πάλι κινεί το στρόβιλο κ.ο.κ

Εικ. 5.8 Γεννήτρια σε σταθμό παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας με πυρηνική ενέργεια.

Σχ. 5.25 Διάγραμμα μετατροπής της μηχανικής ενέργειας σε ηλεκτρική

Στο σχήμα 5.26 φαίνεται η αρχή λειτουργίας μιας πηγής που δίνει συνεχή (όχι σταθερή) τάση. Εδώ, αντί για δυο ανεξάρτητους δακτυλίους, όπως στον εναλλακτήρα, τα άκρα του πλαισίου είναι συνδεδεμένα με δύο ημιδακτυλίους που περιστρέφονται μαζί με το πλαίσιο. Η διάταξη αυτή λέγεται συλλέκτης. Τη στιγμή που η τάση αλλάζει πολικότητα οι συνδέσεις με το εξωτερικό κύκλωμα αντιστρέφονται και η τάση που παίρνουμε είναι συνεχής (σχ. 5.26).

Σχ. 5.26 Αρχή λειτουργίας της γεννήτριας συνεχούς τάσεως.