Kako rade automobilski alternatori?

Automobilski alternatori pretvaraju mehaničku ili kinetičku energiju motora u električnu energiju koja se koristi za punjenje baterije i upravljanje električnim uređajima automobila kao što su prednja svjetla, radio i klima uređaj. Prije razvoja automobilskih alternatora, automobili su ovisili o generatorima da bi to postigli, ali su imali neke značajne nedostatke. Razvijeni ranih 1960-ih kako bi se prevladali nedostaci generatora, automobilski alternatori su brzo prihvaćeni od strane proizvođača automobila kao lakša i pouzdanija zamjena.

Generatori i alternatori rade na istom principu – kada vodič prolazi kroz magnetsko polje, u vodiču se stvara električna struja. Generator se sastoji od složenog rasporeda žica namotanih oko okvira koji se vrti na remenici pomoću remena spojenog na motor. Ti se “namoti” vrte unutar magnetskog polja stvorenog snažnim magnetima smještenim u fiksnoj ljusci oko okvira namota, stvarajući električnu struju u žicama. Struja se prenosi na bateriju i ostatak električnog sustava pomoću komutatora, sustava metalnih četkica pričvršćenih na namote koje se trljaju o metalne kontakte dok se namoti okreću.

Snaga automobilskog generatora, međutim, nije dovoljna za punjenje baterije dok motor radi u praznom hodu. To je ozbiljan nedostatak, posebno u hladnim klimama gdje se automobili moraju zagrijati prije nego što se mogu voziti. Operateri bi sjedili u svojim automobilima i okretali svoje motore kako bi proizveli dovoljno snage da im baterije budu napunjene. To je bila dilema za većinu vozača – morali su odlučiti trebaju li trošiti plin da bi pokrenuli motor ili pustili motor da radi u praznom hodu i riskirali da se baterija isprazni prije nego što se motor pravilno zagrije. Alternatori su dizajnirani da prevladaju upravo taj značajan nedostatak.

Najveća razlika između generatora i alternatora je ono što se vrti. Gdje generatori vrte namote, automobilski alternatori vrte magnet; namoti su sadržani u ljusci unutar koje se magnet, ili rotor, vrti. Iako su namoti fiksni, magnetsko polje se kreće oko njih, a električna struja se stvara kao i kod generatora. Prva prednost ove konstrukcije je što je povezivanje s električnim sustavom automobila puno lakše, bez istrošenih pokretnih dijelova. Iz perspektive proizvođača i operatera, najznačajnija prednost je to što automobilski alternatori proizvode mnogo jaču struju i mogu puniti akumulator automobila, kao i pokretati različite električne komponente modernih vozila, sve dok motor radi u praznom hodu.