交流发电机通常采用旋转磁场设计,电枢静止,这样便不需要使用电刷和滑环取电。
同步发电机的磁场来自永久磁铁或电磁铁。发电厂使用的大型同步发电机可透过控制励磁系统(电磁铁)来改变输出电压及无功功率。
异步发电机静止时不会自行产生磁场,利用定子与转子间气隙旋转磁场,与转子绕组中感应电流相互作用来发电。异步发电机需要电容或同步发电机提供无功功率才可以运作,因此通常不能自启动,即是不借助外部电力来启动。
交流电被广泛运用于电力的传输,因为在以往的技术条件下交流输电比直流输电更有效率。传输的电流在导线上的耗散功率可用焦耳定律(P =I ²R)求得,显然要降低能量损耗需要降低传输的电流或电线的电阻。由于成本和技术所限,很难降低使用的输电线路(如铜线)的电阻,所以降低传输的电流是唯一而且有效的方法。根据P=IU(实际上有功功率
而交流电升降压容易的特点正好适合实现高压输电。使用结构简单的升压变压器即可将交流电升至几千至几十万伏特,从而使电线上的电力损失极少。在城市内一般使用降压变压器将电压降至几万至几千伏以保证安全,在进户之前再次降低至市电电压或者适用的电压供用电器使用。
变压器的构造
变压器是一种用来改变交流电电压的电气设备,它是由一个闭合铁芯和绕在铁芯上的两个线圈组成的。一个线圈和电源连接,叫原线圈(也叫初级线圈);另一个和负载连接,叫副线圈(也叫次级线圈)。两个线圈都是用绝缘导线绕制成的,铁芯由涂有绝缘漆的硅钢片叠合而成。
变压器的变压原理
在原线圈上加交变电压U1,原线圈中就有交流电通过,在铁芯中产生交变的磁通量。这个交变的磁通量也穿过副线圈,在副线圈中引起感应电动势。所以,这时的副线圈可以作为电源使用。当把用电器连接在副线圈的两端时,副线圈电路中就产生交流电,这时加在用电器上的电压就是副线圈的端电压U2。
由实验知道,变压器原线圈两端的电压U1和副线圈两端的电压U2之比,等于原线圈、副线圈的匝数n1、n2之比。如果n2大于n1,U2就大于U1,变压器就使电压升高,这种变压器叫做升压变压器。如果n2小于n1,U2就小于U1,变压器就使电压降低,这种变压器叫做降压变压器。