Sähkö on nykyään välttämättömin osa elämäämme. Se tarjoaa meille valaistuksen, viihteen ja paljon muuta. On mahdotonta kuvitella elämää ilman sähköä. Aikaisemmin ihmiset käyttivät akkuja sähkönlähteenä. Mutta hitaasti havaittiin, että akut eivät olleet kustannustehokkaita tai luotettavia.
Nykyaikaiset kodit toimivat enimmäkseen sähköllä. Se on erittäin kätevä ja sitä voidaan valmistaa kaikenlaisilla käyttämällä mitä tahansa hiilestä öljyyn tuuleen ja aalloihin.
Jos haluamme käyttää jotakin, joko televisiota, leivänpaahdinta tai MP3-soitinta, tarvitsemme tasaisen sähköenergian. Fysiikan peruslaki "Energian säilyminen" selittää kuinka energiaa voidaan saada ja kuinka emme voi saada energiaa.
Universumissamme on kiinteä määrä energiaa, ja kaikki, mitä voimme tehdä tällä energialla, on muuttaa se mihin tahansa hyödylliseen muotoon. Siksi tarvitsemme tiettyjä laitteita energian muuntamiseksi ja säännöllisen sähkön saamiseen. Nämä laitteet voivat olla generaattori, moottori, dynamo, vaihtovirtageneraattori jne. Tässä nähdään kuinka dynamo ja laturi toimivat ja eroavat toisistaan.
Dynamo vs Laturi
Ero Dynamon ja vaihtovirtageneraattorin välillä on se, että dynamo tuottaa tasavirran, joka virtaa yhteen suuntaan (eli se ei muuta suuntaa), kun taas vaihtovirtageneraattori tuottaa vaihtovirtaa, joka muuttaa säännöllisesti suuntiaan.
Dynamon ja laturin vertailutaulukko
| Vertailuparametrit | Dynamo | Laturi |
| Määritelmä | Dynamo on kone, joka tuottaa tasavirtaa samaan suuntaan | Laturi on kone, joka tuottaa eri suuntiin kulkevaa vaihtovirtaa |
| Magneettikenttä | Paikallaan | Pyörivä |
| Syöttösyöttö | Ottaa syöttövirran roottorilta | Ottaa tulon staattorista |
| Energiatehokkuus | Se on vähemmän energiatehokas | Se on erittäin energiatehokas |
| Pyörimisalue minuutissa (RPM) | Tukee pienempää RPM-aluetta | Tukee laajaa RPM-aluetta |
| Harjan kestävyys | Siinä on vähemmän harjan kestävyyttä | Siinä on korkea harjan kestävyys |
| Lataa tyhjä akku | Voidaan käyttää tyhjentyneen akun lataamiseen | Ei voida käyttää tyhjän akun lataamiseen |
| Huolto | On korkeat ylläpitokulut | On alhaiset ylläpitokulut |
Mikä on Dynamo?
Dynamo on sähkölaite, joka tuottaa tasavirtaa yhteen suuntaan. Sitä käytetään sähköenergian tuottamiseen. Se muuttaa pohjimmiltaan mekaanisen energian sähköenergiaksi.
Dynamon suunnitteli ensimmäisenä Nikola Tesla. Mutta kunnia dynamon käsitteellistämisestä annetaan Michael Faradaylle. Faraday keksi ensimmäisenä ajatuksen, että liikkuva magneetti suljetussa sähköpiirissä voi saada sähkövirran virtaamaan.
Dynamo toimii sähkömagneettisen induktion käsitteellä. Kun magneettikenttään yhdistetty käämi latautuu, kelaan muodostuu indusoitu emf.
Dynamo koostuu useista osista, kuten ikeestä, navoista, ankkurista, staattorista, roottorista, harjoista jne. Dynamon tärkeimmät osat ovat staattori ja roottori.
Dynamon kelat pyörivät magneettikentän läpi. Jaettu rengaskommutaattoreita käytetään kytkemään ulkoiseen piiriin. Tämä jaettu rengaskommutaattori kytkee kytkennät joka puolen kierroksen välein pitäen virran samaan suuntaan.
Harja varmistaa jatkuvan sähköliitännän ilman kommutaattorin liikkeen esteitä. On olemassa kaksi harjasarjaa – yksi, joka napauttaa virtaa päästäkseen päävirtapiiriin, ja toinen sarja harjoja, jotka ottavat virran ankkurista saadakseen staattorin magneeteille virran.
Armatuuri pitää kiinni pienestä määrästä magnetismia rautasydämeensä. Kun se alkaa pyöriä, syntyy vähän tehoa, joka virittää staattorin solenoidit. Hitaasti jännite nousee ja dynamo saa täyden tehon.
Jos akun ylilatautuminen on estettävä, dynamon tehoa on säädettävä. Tämän tekee säädin, joka muuttaa virtaa tarpeen mukaan.
Dynamo on melko kallis ja kooltaan suuri verrattuna vaihtovirtageneraattoriin. Dynamoja käytetään sähkön tuottamiseen autoissa, laivoissa, junissa, lentokoneissa jne.
Mikä on vaihtovirtalaturi?
Vaihtovirtalaturi on kone, joka tuottaa vaihtovirtaa, joka muuttaa jatkuvasti suuntaaan. Se muuttaa mekaanisen energian sähköenergiaksi. Laturit loi ranskalainen keksijä Hippolyta Pixi vuonna 1832.
Vaihtovirtageneraattoreita on eri tyyppejä niiden sovellusten ja suunnittelun mukaan.
Laturi koostuu kahdesta pääkomponentista – roottorista ja staattorista. Pyörivä osa on roottori, kun taas staattori on kiinteä osa.
Vaihtovirtageneraattorit toimivat sähkömagneettisen induktion periaatteella, jonka mukaan sähkön tuottamiseen tarvitaan johtime, magneettikenttä ja mekaaninen energia.
Kun laturin nopeutta pienennetään tai laskee, myös virran ulostulo pienenee tai pienenee. Myös virran ulostulo pienenee tai pienenee, kun vaihtovirtageneraattorin lämpötila nousee. Kun laturi käy alhaisella nopeudella, sen hyötysuhde laskee automaattisesti.
Vaihtovirtageneraattorin harjat antavat virtaa kelalle, joka on asennettu pyörivälle akselille. Nämä harjat tuottavat tasavirran kahden liukurenkaan kautta. Generaattorin harjat ovat melko kestäviä ja kestävät pidempään verrattuna dynamoon, koska harjat tarvitsevat vain tarpeeksi sähköä saadakseen roottorin virran.
Laturia käytetään seuraavissa sovelluksissa:
- Autot
- Merisovellukset
- Radiotaajuinen lähetys
- Diesel sähkömoottorit
- Sähkövoimalaitokset
Laturi on halpa laite, joka on kevyt. Vaihtovirtageneraattorin rakenne on yksinkertainen ja vähähuoltoinen. Laturi on vankka ja kompaktimpi. Mutta laturilla on myös etuja. Se tarvitsee muuntajia toimiakseen ja ylikuumenee, kun virta on korkea.
Tärkeimmät erot Dynamon ja laturin välillä
- Perusero Dynamon ja vaihtovirtageneraattorin välillä on, että Dynamo tuottaa tasavirtaa, joka virtaa yhteen suuntaan, kun taas vaihtovirtageneraattori tuottaa vaihtovirtaa, joka muuttaa suuntaa jatkuvasti.
- Dynamicin magneettikenttä on paikallaan, kun taas generaattorin magneettikenttä pyörii.
- Dynamo ottaa syöttönsä roottorin kautta, kun taas vaihtovirtageneraattori ottaa syöttönsä staattorin kautta.
- Dynamo on vähemmän energiatehokas verrattuna vaihtovirtageneraattoriin, jonka energiatehokkuus on erittäin korkea.
- Dynamon kierroslukualue (RPM) on alle noin < 2000 rpm, kun taas laturin kierrosluku vaihtelee välillä 6000 rpm - 12 000 rpm.
- Dynamoilla on korkeat ylläpitokustannukset, kun taas vaihtovirtageneraattori vaatii hyvin vähän huoltoa.
- Dynamon harjat eivät kestä kauan, koska halkaistuja renkaita käytetään ja ne kuluvat nopeasti pois, kun taas vaihtovirtageneraattorin harjat kestävät pitkään kiinteitä renkaita käytettäessä eivätkä kulu helposti pois.
- Dynamoa voidaan käyttää tyhjän akun lataamiseen, kun taas laturia ei voida käyttää tyhjän akun lataamiseen.
Johtopäätös
Dynamot ja vaihtovirtageneraattorit ovat olleet ensisijaiset menetelmät, joilla sähköä on tuotettu. Aiemmin autoissa käytettiin Dynamoja, mutta nykyaikaisissa ajoneuvoissa vaihtovirtageneraattorit on vaihdettu.
Samoin kaupallisessa sähköntuotantoteollisuudessa Dynamosten ja vaihtovirtageneraattorien välillä oli aina tekninen taistelu, jonka lopulta vaihtovirtageneraattorit voittivat. Vaikka vaihtovirtageneraattorit ovat nousseet suuriksi voittajiksi, Dynamot ovat edelleen käytössä tietyissä sovelluksissa.
Viitteet
- https://link.springer.com/content/pdf/10.1007/978-1-349-06180-8_6.pdf
- https://link.springer.com/chapter/10.1007/978-1-349-03176-4_5
