I generatori CA sono macchine elettromeccaniche che utilizzano la rotazione di un rotore in un campo magnetico per generare corrente elettrica alternata. Usi l'uscita di un generatore CA quando accendi una luce o accendi la tua auto. I generatori di corrente alternata della compagnia elettrica che alimentano la tua casa sono all'estremità della gamma di dimensioni. L'alternatore nel tuo veicolo è nella parte più piccola.
Storia
Nel 1831 Michael Faraday scoprì che ruotando un anello di filo di rame tra i poli di un magnete permanente poteva produrre una corrente elettrica alternata (Riferimenti 1). La scoperta di Faraday dell'induzione elettromagnetica ha portato agli sviluppi e ai perfezionamenti dei generatori AC attuali.
operazione
I generatori di corrente alternata generano elettricità mediante la rotazione di un'armatura in un campo elettromagnetico. Il campo magnetico è prodotto da magneti permanenti o da un circuito a corrente continua negli avvolgimenti dello statore. La tensione, il flusso di corrente e la frequenza della corrente sono controllati dalla forza del campo magnetico, dagli avvolgimenti nel rotore, dai poli nello statore e dalla velocità dell'albero che ruota (Riferimenti 2). Ad esempio, un piccolo generatore di standby potrebbe produrre 30 amp a 120 volt CA e 60 cicli al secondo (Hertz). Sixty Hertz è la frequenza standard negli Stati Uniti. I viaggiatori in Europa trovano altre frequenze.
Potere meccanico
L'alternatore nella tua auto è alimentato dal motore. La potenza per la tua casa è generata nella maggior parte dei casi da turbine a vapore, acqua o gas. Il vapore è prodotto dalla combustione di carbone, petrolio o gas naturale, o dal calore generato dal decadimento radioattivo nel caso dell'energia nucleare. L'energia idroelettrica è generata dall'energia dell'acqua trattenuta da una diga. Le turbine a gas utilizzano direttamente i prodotti del gas naturale o della combustione di petrolio per trasformare una turbina. L'energia del vento viene utilizzata per alimentare i generatori così come i motori a combustione interna. Questi motori utilizzano benzina, gasolio, propano o gas naturale come carburante. Alcuni generatori di corrente alternata sono anche pilotati da motori elettrici CC (corrente continua) in una forma di gruppo motore-generatore (riferimenti 3).
Piccole applicazioni
Generatori di corrente alternata in taglie da tre a 2.000 kilowatt e alimentati da motori che funzionano con combustibili idrocarburi vengono utilizzati per generatori portatili per progetti di costruzione, come unità di riserva per proteggere gli edifici dalle interruzioni di corrente, come unica fonte di energia in località remote e per limitare la potenza utilizzo in sistemi di utilità che richiedono costi aggiuntivi per l'uso superiori a una determinata quantità (Riferimenti 4).
Grandi applicazioni
I generatori CA più grandi vengono utilizzati per gli stessi scopi di quelli più piccoli, ma hanno anche altre applicazioni come l'estrazione di petrolio e gas, macchinari minerari, trasporto ferroviario e marittimo. Spesso questi generatori sono imballati con un motore o una turbina da utilizzare come gruppo elettrogeno. Queste applicazioni richiedono da 200 kilowatt a 18 megawatt. Possono fornire una parte significativa dell'energia elettrica di un edificio quando vengono utilizzati per sostituire la maggior parte dell'energia elettrica in un computer o in un impianto di telecomunicazione (Riferimenti 5).
