No akkor folytassuk a félbehagyott leckét a váltakozó feszültség előállításával. Ha megnéztétek az előző posztban közölt TV műsort, akkor könnyebben el tudjátok képzelni a mai anyagot. Ha nem néztétek meg, akkor nagyon ajánlom. Fél óra, de igen szemléletes.

Picit hadd meséljek. Mi a csodának keverlek össze benneteket ezzel a váltakozó árammal, amikor az egyenárammal már megismerkedtünk. Olyan nagy a különbség a kettő között? Egyáltalán, miért volt szükség az egyenáram után más fajta áramra? Netán lesz még ezeken kívüli áramfajta is? Efelől megnyugodhattok, csak két fajta áram létezik.

Azt már tanultuk két hónapja, hogy a lakásokban, irodákban, a suliban váltakozó áram van. Feszültsége és frekvenciája országonként változó szabvány. Ez 230 V és 50 Hz. Ez jellemző Európára, de pl. AZ USA-ban 120 V a szabvány feszültség, sőt a frekvencia sem 50, hanem 60 Hz. Az elektromos berendezések, Európában 230 V-ra, 50 Hz-re vannak méretezve, tervezve, míg az USA-ban 120 V-ra és 60 Hz-re. E miatt átalakítókat kell alkalmazniuk a két ország között utazóknak.

Jó hogy nem látom az unatkozó arcokat! Aki unatkozik, ugorjon a XXX jelhez.

A váltakozó feszültség ma már általános a lakásokban, gyárakban, irodákban. De ez nem volt mindig így. Történeti érdekesség, hogy az áram elterjedésének kezdetén az 1800-as évek elején egyenáramot kezdtek alkalmazni. Az egész Edisonnal (akinek nevét gondolom ismeritek a több mint 1000 találmánya és a Menlo-parki varázsló beceneve miatt) kezdődött. Feltalálta a megbízhatóan működő izzólámpát. No de akkor még az volt az első elektromossággal működő szerkezet, más nem létezett. A háztartásokban, sőt sehol sem volt elektromos gép, eszköz. Pl. gázzal, gyertyával világítottak. Ha érdeklődik valaki a technika- vagy tudománytörténet iránt, nézze meg a Spectrum TV összeállítását. Picit vontatott, de sok szempontból igen-igen tanulságos! <https://www.youtube.com/watch?v=wYz7M6Ao_oY> 

Nos Edison lámpaizzója a híres-nevezetes szénszálat izzítva egyenárammal működött. No de honnan lenne egyenáram az izzó mellett? Minden lakásban kis áramelőállítót kell működtetni, ha ezzel az izzóval akarnak világítani? Gombhoz kell kabátot venni? Edison a lámpájának elterjesztése érdekében kis ú.n. erőműveket építtetett kerületenként és innen vezetékeken keresztül vitte be az EGYENáramot az épületekbe, majd tovább, a lakásokba, irodákba, műhelyekbe. Jegyezzük meg, az egyenáramot csak pár száz méterre lehetett eljuttatni a keletkezési helyétől. Ez igen nehézkes volt.

Ekkor jött Nikola Tesla, aki a váltakozó áramot javasolta a nagy távolságra szállítható elektromosság eszközéül. Ő is kidolgozta a saját rendszerét. E mellett még a motort is megépítette (Jedliktől függetlenül), amivel pedig sok fajta munkát lehetett a háztartásokban, de főleg a gyárakban működtetni. Az ipari forradalomban ez hatalamas löket volt!

Kettejük óriási kűzdelme volt tulajdonképpen az egyenáram és a váltakozó áram térnyerésének a kűzdelme. Amint tapasztalható, a váltakozó áram nyert, de ti jegyezzétek meg, hogy mindkét áramfajtának vannak előnyei és hátrányai is, tehát különböző helyeken hol ezt, hol azt célszerű, vagy éppen takarékos/gazdaságos használni. Érdemes memorizálnod is, hogy az áram szállítására váltakozó áramot, míg a tárolására egyenáramot lehet sokkal jobb hatásfokkal, kisebb veszteséggel alkalmazni.  

Remélem, közben megfogalmaztad a kérdést, jó-jó, hol egyenáram, hol váltakozó. De ez két különböző rendszer? Ha nem, akkor hol, hogyan lehet egyiket a másikba alakítani? Mert a diódáról már tanultunk, az a váltakozó áramot egyenárammá alakítja. Mi van még? Majd erről is fogunk tanulni, most kezdjünk bele végre

XXX a váltakozó áram tárgyalásába. Legfontosabb az elektromágneses indukció ismerete. Az általánosított definíció szerint a tekercsnek és a mágnesnek mozognia kell egymáshoz képest!
A tankönyv szerint is elő lehet állítani váltakozó feszültséget és így áramot, de én egy kézzelfogható és egyszerűbb módon teszem ezt. Ha a tankönyvet is elolvasod az 55. oldal alján, az még plasztikusabbá teszi a váltakozó áramról alkotott elképzelésedet.

Elektromágneses indukció, tehát ÁRAM a relatív mozgás/mozgatás miatt úgy is létrehozható, hogy egy nyugvó tekercs előtt forgatjuk a mágnesrudat. Lásd az ábrát 5 cm-rel lejjebb. Azért jobb forgatni, mint ki-be huzogatni, mert ez technikailag könnyebben, olcsóbban és megbízhatóbban valósítható meg.

Ilyenkor az áram erőssége folyamatosan, az iránya pedig időközönként változik. Érthető, látható ugye, hogy az áram iránya akkor változik meg, amikor a mágnesrúd valamelyik pólusa elhalad a tekercs vége előtt.
DEFINÍCIÓ: Az olyan áramot, amelynek erőssége és iránya is változik, váltakozó áramnak nevezzük.
A tekercs és az előtte forgó mágnes váltakozó áramú áramforrásként alkalmazható.

DEFINÍCIÓ: Az elektromágneses indukció alapján/elvén működő (váltakozó áramot létrehozó) áramforrásokat generátoroknak nevezik.

Az elektromos hálózat villamos erőműveiben levő generátorokban az elektromágnest pl. víz-, gáz- vagy gőzturbinával, széntüzeléssel, vagy éppen belső égésű benzinmotorral forgatják. Az álló tekercsekben indukált váltakozó áramot távvezetéken (lásd a tankönyv 40. oldalán) juttatják el a fogyasztókhoz. Magyarországon olyan váltakozó áramú generátorokat használnak, amelynek áramkörében az áram iránya másodpercenként 100-szor változik. Erről a következő posztban írok bővebben.

Az indukció alkalmazása a gyakorlatban:
A mikrofon, a bankkártya és a szeizmográf az élet legkülönbözőbb területeiről származnak, amely demonstrálja, hogy tényleg milyen sokrétű a felhasználás és éppen ezért milyen nagy jelentőségű az elektromágneses indukció.