AC jeneratörü nasıl çalışır ve hangi prensiple çalışır?
Alternatör olarak da bilinen bir AC jeneratörü, elektromanyetik indüksiyon prensibine göre çalışır. Bu prensip, bir iletkenin (bir tel bobin gibi) manyetik bir alan boyunca hareket etmesi veya bir iletken boyunca manyetik akıda bir değişiklik olması durumunda, iletkende bir elektromotor kuvvetinin (EMF) indüklendiğini belirtir. Bir AC jeneratörü durumunda, bir tel bobini (genellikle bir demir çekirdeğin etrafına sarılır) manyetik bir alan içerisinde döndürülür. Bobin döndükçe manyetik alan çizgilerini keserek Faraday’ın Elektromanyetik İndüksiyon Yasasına göre telde alternatif bir akım (AC) oluşturur. Bu AC akımı, bobin dönmeye devam ettikçe yön değiştirerek alternatif akım elektriği üretir.
AC jeneratörler de dahil olmak üzere tüm jeneratörlerin arkasındaki temel prensip Faraday’ın Elektromanyetik İndüksiyon Yasasıdır. Bu yasa, bir devrede indüklenen EMF’nin büyüklüğünün, devre boyunca manyetik akının değişim hızıyla doğru orantılı olduğunu belirtir. Pratik açıdan jeneratörler, manyetik alan içerisinde hareket eden bir iletken boyunca bir voltaj veya EMF oluşturmak için elektromanyetik indüksiyonu kullanarak mekanik enerjiyi (bir türbinden, motordan veya başka bir kaynaktan) elektrik enerjisine dönüştürür.
Bir AC jeneratörü, tel taşıyan akım bobinlerinin doğal bir özelliği olan kendi kendine indüksiyon ilkesini kullanır. Bobin bir AC jeneratöründe döndüğünde, değişen manyetik alan, kendi kendine indüksiyon nedeniyle bobinin kendisinde bir EMF’yi indükler. Bu EMF, Lenz Yasasına göre bobin boyunca akım akışındaki değişime karşı çıkarak genel indüklenen gerilime katkıda bulunur. Kendi kendine indüksiyon, akım akışını düzenleyerek ve değişen yük koşulları altında tutarlı çıktı sağlayarak AC jeneratörlerinin stabilitesini ve verimliliğini korumada çok önemli bir rol oynar.
Hem AC hem de DC jeneratörlerin temel prensibi elektromanyetik indüksiyon etrafında döner. AC jeneratörlerinde indüklenen EMF, bobinin manyetik alan içerisinde sürekli dönmesi nedeniyle alternatif bir akımla sonuçlanır. Alternatif akım, dönme hareketine ve manyetik alanın özelliklerine uygun olarak periyodik olarak yön ve genlik değiştirir. Buna karşılık, DC jeneratörleri, bobinde indüklenen alternatif akımı dış devrede tek yönlü bir elektron akışına dönüştüren bir komütatör mekanizması kullanarak doğru akım üretir.
Hem AC motorların hem de jeneratörlerin prensibi esasen aynıdır: elektromanyetik indüksiyon. AC motorlarda, manyetik alan içindeki bobinlere AC akımı uygulanarak, rotorun (yüke bağlı) dönmesine neden olarak elektrik enerjisi mekanik enerjiye dönüştürülür. Bunun tersine, AC jeneratörlerinde mekanik enerji, manyetik alan içindeki bobinlerin dönme hareketi yoluyla elektrik enerjisine dönüştürülür ve stator sargılarında alternatif bir akım indüklenir. Enerji dönüşümünün yönü, cihazın motor mu yoksa jeneratör olarak mı çalıştığını ayırt eder, ancak her ikisi de çalışması için elektromanyetik prensiplere dayanır.
