På sykkelhjulet hadde vi i gamle dager – på vår flotte DBS med ballonghjul – en dynamo som selv i gangfart ga lys i høstmørket. Fars 1947-modell Vauxhall 14 hadde også dynamo. Dagens biler har AC-generator. Vekselstrøms.

Av Stein Bekkevold

En (likestrøms) dynamo er en elektrisk maskin som utvinner likestrøm med en såkalt kommutator; på vekselstrømsmaskiner kan sleperinger ta samme jobb.

En generator utvinner vekselstrøm. Egentlig er alle slike maskiner generatorer – de genererer strøm. Og det skjer ved elektromagnetisk induksjon, et mystisk fenomen som via brutte kraftlinjer skaper elektromotorisk spenning (EMS) i en leder.

Når du roterer noe av mykt jern i en magnet, oppstår en elektrisk strøm som kan hentes ut og drive noe. Dette kalles induksjon, og fenomenet tok naturfilosofer – fysikktenkere – et par hundre år å begripe. Og fortsatt er det dårlig forstått av de fleste av oss, mest fordi kreftene er usynlige, selv om resultatet er svært synlig; motoren snurrer og går og dynamoen gir lys i en lampe …

Dynamoer var de første generatorene som ga elkraft til industri, og var grunnlaget for all bruk av norsk vannkraft.

Vekselstrømsgeneratoren

Dynamoen/generatoren og elektromotoren er stort sett to sider av samme sak. Det samme gjelder den roterende omformeren der en likestrømsmotor driver en omformer som lager vekselstrøm – eller omvendt; en vekselstrøms motor driver en likestrøms generator.

I dag dominerer vekselstrømsgeneratoren (alternator på engelsk) i nesten all kraftproduksjon, av effektivitets-, pålitelighets- og kostnadsgrunner – og i bilen er det nå bare slike fordi de er lettere, mindre og mer effektive.

En likestrømsdynamo er tung og trenger mekanisk kommutator. Omgjøring av vekselstrøm til likestrøm med likerettere – vakuumrør eller i våre dager ofte med solid state teknologi/tyristorer – er effektivt.

Men likestrøm? Vekselstrøm?

Dette må jo forklares: Ta den eldste typen først, likestrøm. Det er denne du har i batterier og elektronikk. Den flyter gjennom lederen i én retning. Batterier er likestrømkilder. Strømretningen går fra pluss til minus i batteriet. I en strømledning strømmer elektroner. Og vekselstrøm fra en generator endres altså til likestrøm med en likeretter.

Likestrøm brukes for øvrig i en rekke industriprosesser, som i smelteverk. Og i langdistanse kraftlinjer flyter elektrisk energi som likestrøm. Poenget er å gjøre det med lavest mulig energitap.

Volta

Det første batteriet (likestrøm!) ble laget av fysiker A. Volta i 1800. Franske H. Pixii bygget den første dynamoen i1832. I 1870- og 1880-årene kom de første kraftverkene, med likestrøm, som gikk til gatebelysning og oppvarming. T. Edison videreutviklet den elektriske lyspæren i 1882.

I 1890-årene gikk verden stort sett over til vekselstrøm – mot Edisons protester. Bak den moderne vekselstrømmen lå i stor grad geniet N. Tesla, som jobbet med ideer fra Faradays tid. Tesla tok over etter George Westinghouse (1846-1914). Denne var en ivrig oppfinner og ingeniør, og hadde 362 ulike patenter– han startet 61 bedrifter og noen er fortsatt i drift.

Vekselstrøm

skifter retning periodisk, så det går omtrent like mye elektrisk kraft i begge retninger i lederen. Elkraft overføres ofte som vekselstrøm over kortere strekninger. Da transformeres strømmen opp og sendes ut. Der transformeres den ned til 230 V før den går på lokalnettet.

Poenget med vekselstrøm – slik Tesla så det – var at den var smartere enn Edisons likestrøm både når den utvinnes i generator, ved transport gjennom ledere og for drift av motorer og apparater. Teslas hovedpoeng var at vekselstrøm gir mindre energitap gjennom lederne. I strømforsyning blir vekselstrøm transformert opp til høy spenning. Slik sendes mye strøm med lave tap.

Nikola Tesla

Elektroingeniør N. Tesla (1856-1943) var en serbiskfødt amerikansk foregangsmann i moderne elektroteknikk, og sentral i å videreutvikle  Westinghouses vekselstrøm, flere av hans oppdagelser var banebrytende. Mens han var på sitt beste, kunne svært få aktører konkurrere med ham.

Samtidig var han en sær type som også hadde underlige ideer, og mer og mer ble sett på som ubalansert. Han døde fattig på et billig hotellrom i New York og ble 86 år. Bilmerket har ingen ting med Nikola Tesla å gjøre.

Produktbildet er fra American Motors og viser en hvit vekselstrømsgenerator (alternator), som i forhold til en likestrøms-dynamo er rimeligere, lettere, mindre, mer slitesterk og mer lade-effektiv på lavt turtall. Portrettet av N. Tesla er fra Tesla Museum i Beograd.