2.1 Szinuszos váltakozó feszültség előállítása
Eddig olyan áramokkal foglalkoztunk, melyeknek iránya állandó volt (Dirrect Courrent) és DC-vel jelöltük. A különböző gépek és készülékek működéséhez olyan feszültség kell, melyet az egész országra kiterjedő villamos hálózatból veszünk, ez a 230 V-os hálózati feszültség, melynek nagysága és iránya is periodikusan változik. Ezt nevezzük váltakozó feszültségnek, a hatására kialakuló áramot pedig váltakozó áramnak (Alternating Courrent) és AC-vel jelöljük.
A 58 ábrán látható feszültségtípusok közül csak a „d" és az „e" ábrákon láthatók váltakozó feszültségek, mert csak ezeknél változik meg a polaritás (negatív értékeket is felvesz.)
58. ábra
Az elektronikában előforduló feszültségek
A váltakozó feszültséget generátorok állítják elő mechanikai energiából (forgó villamos gépek). A forgatáshoz szükséges energiát pedig hőenergiából gőzturbinákkal kell átalakítani, melyet szén vagy kőolaj elégetésével vagy atomenergiából nyernek.
A generátor működése a mozgási indukción alapszik (59 ábra).
59 ábra
A generátor elvi felépítése
Homogén mágneses térben vezető keretet egyenletesen forgatva, benne szinusz alakú feszültség keletkezik (60. ábra).
A forgó kereben szinuszos feszültség indukálódik
A keret végei a vele együtt forgó csúszógyűrűhöz vannak rögzítve, melyekkel szénből vagy bronzból készült kefék érintkeznek. Keret helyett N menetszánú tekercset forgatnak, ekkor feszültség indukálódik a Faraday törvény értelmében.
Ennek a feszültségnek az alakja azért szinuszos, mert a fluxus vonalakat metsző hatásos felület nagysága szinuszosan változik. A gyakorlatban használt generátorok szerkezeti felépítése ettől eltér: a tekercs áll és a mágnest forgatják (61. ábra).
61 ábra
Generátor forgó mágnessel
Hogyan lehet az Ui-t a kívánt értékre beállítani?
A generátor feszültségét a menetszámával állíthatjuk a kívánt értékre. Ez azért lényeges, mert a feszültség fluxus változás sebességével (-vel), vagyis a forgatás sebességével is egyenesen arányos, ezzel együtt azonban a kapott feszültség frekvenciája is növekszik.
A póluspárok számával a feszültség frekvenciáját lehet többszörözni. Egy póluspárt egy északi és egy déli mágneses pólus alkot (84 ábra).
84. ábra
Az indukált feszültség frekvenciája függ a póluspárok számától