Elektrifiseringstiden begynte ikke så lenge siden og foret par århundrer har endret livsstilen vår fullstendig. Se deg rundt, uansett hvor øyet faller, må du huske å se et slags elektrisk apparat. Folk er så vant til forskjellige maskiner som gjør nesten alt arbeidet for dem, at det er en illusjon at det alltid har vært sånn. Men la oss se utover sløret som skjuler oss prosessen med vital aktivitet fra elektriske venner. Vi vil analysere prinsippet om drift og enheten til DC-generatoren.
Elektrisitet ble observert av de gamle grekerne.Amberens eiendom ble tiltrukket av å tiltrekke forskjellige partikler. Folk anså dette som en magnetisme iboende i harpiks. Men senere merket de andre materialers evne til å skaffe seg magnetisme. For eksempel, når gnidd, begynte glass også å tiltrekke seg små lette elementer: papirpartikler, hår og støv. Så det ble klart at den magnetiske effekten oppstår i henhold til noen lov.
Deretter ble det i det XVIII århundre opprettet en prototype.moderne kondensator, døpt med navnet på oppfinneren "Leiden bank". Denne enkle mekanismen var i stand til å akkumulere en ladning, som på den tiden ble ansett som en slags flytende mettende faste kropper og i stand til å flyte fra en kropp til en annen med en utrolig hastighet - i flere mil på et delt sekund.
Da atomet og dets bestanddelkjerner ble oppdaget ogelektron falt alt på plass. Folk innså at det er elektronene som er ladningene som skapte så uforklarlige fenomener som elektriske utladninger. Men foreløpig var dette bare statiske anklager. Fra eksperimentene fra Faraday og Oersted kommer strømmen som vi vet nå. De oppfant en DC-spottgenerator, hvis enhet og driftsprinsipp er basert på fenomenet elektromotorisk kraft EMF.
Hvordan elvevann driver tyngdekraftenJorden, så ladede partikler i lederen får EMF til å bevege seg. Denne kraften er nært beslektet med det magnetiske fenomenet, nemlig det ser ut så snart fluksen som er opprettet av magneten endres. EMF er i stand til å arbeide bare i et stoff der gratis kostnader alltid er tilgjengelige. Denne egenskapen er besatt av metaller og saltløsninger.
EMF er større, jo raskere endrer den segintensiteten av magnetiske bølger. Som kjent har en magnet alltid to poler. I samsvar med retningen som strømningen endres i forhold til lederen, strømmer strømmen i lederen i en eller annen retning. Positive og negative ladninger skaper i seg selv et energifelt, som vi kaller spenning, det er jo større, jo sterkere total elektrisk ladning på samme pol.
Konstruksjon eller maskin som er i standkonvertere all mekanisk kraft til elektrisk energi, kalt strømgeneratoren. Prinsippet om drift og utformingen av likestrømsgeneratoren er forbundet med magnetisme. Hvis du tar en permanent magnet og krysser feltet med intensitet med en leder, så vises det i sistnevnte en kraft som får ladede partikler til å bevege seg i en retning - en strøm vises. Det samme vil skje med en fast leder og en bevegelig magnet.
Forskere har eksperimentelt slått fast at jo større strømmen er, desto større er:
Hvis du flytter lederen parallelt medNår strømmen går, blir induksjon ikke observert i den. Høyres lov ble avledet av dette, som hjelper til med å forstå i hvilken retning strømmen beveger seg. Når hånden er plassert på høyre side av kroppen med håndflaten slik at magnetlinjene i det intense feltet kommer inn i den, og tommelen bøyes og pekes mot der lederen beveger seg, vil de resterende fire fingrene vise den aktuelle banen. I en magnet er feltbevegelsesvektoren rettet fra nord til sør.
Prinsippet om drift og design av generatorenEnkel strømstrøm er som følger: rammen er laget av strømførende materiale, montert på en akse og roterer mellom magnetene. Hver frie ende av rammen er koblet til sin kontakt, som har en buet plate. Sammen danner kontaktene en sirkel revet på to punkter (samler). Disse halvsirkelformede kontaktene er bevegelig forbundet med fjærbelastede ledende børster. De fjerner strøm.
I rommet, rammen i forhold til kontakteneorientert slik at i krysset mellom hvert av dets halvseksjoner med den største magneten av magnetisk fluks, børstene lukkes ved kontaktene. Når elementene i rammen går gjennom bevegelsesfasen langs linjene, er børstekontaktene åpne for samleren.
Hvis du kobler til et oscilloskop, kan du se at generatorenLikestrømsinnretningen og driftsprinsippet er slik at den produserer en veksling av halvbølger som ligger på den ene siden av koordinatene og endrer verdien fra null til den høyeste og igjen til null. Repetisjonshastigheten deres avhenger av rotasjonshastigheten til rammen. Dette betyr at strømmen i et slikt system beveger seg i en retning (konstant), men har en pulserende form.
Den virkelige likestrømsgeneratoren er mervanskelig, selv om prinsippet for handlingen ikke er forskjellig fra det som er diskutert ovenfor. I stedet for en ramme og et par halvsirkelformede kontakter, har den mange rammer og samlerkontakter. Dette øker for det første kraften til en slik maskin, og for det andre jevner den strømmen av strømmen, siden hver ramme skaper sin egen halvbølge, som justerer seg til hverandre, danner den totale strømmen. Et slikt roterende system kalles et anker eller rotor.
Generatormagneten er også modifisert.Dens rolle spilles av en elektromagnet som består av en vikling og en kjerne. Ved hjelp av elektromagneter kan du lage en stor magnetisk fluks, som er utenfor kraften til en vanlig konstant. I tillegg kan strømningshastigheten lett endres. Den faste delen av generatoren kalles statoren.
Avhengig av driftsmodus for maskinen under akselrotasjon, følges følgende prosesser mellom statoren og rotoren:
For å jevne armaturens magnetiske fluks innføres såkalte kompensasjonsviklinger i rotorkretsen, der det dannes en magnetisk fluks, noe som svekker ankerreaksjonen.
Prinsippet om drift og arrangementet av likestrømsgeneratorer er forskjellige i utførelsen av eksitasjonskretsen. De er:
Prinsippet for reversibilitet av elektriske maskiner snakker omat enhver elektrisk motor kan konverteres til en generator og omvendt. Tross alt bruker begge disse enhetene EMF-induksjon som grunnlag for sitt arbeid. Bare i motoren tilføres en elektrisk strøm til rotoren, som skaper en magnetisk fluks, blir frastøtt fra statormagnetens poler, noe som gjør en roterende bevegelse.
Hvis motorakselen roterer med en visshastighet, induksjon EMF vil begynne å bli indusert i viklingen av ankeret og strømmen vil strømme. Begrensningen er bare i tykkelsen på den ankere viklingstråd. Når ledningen er tynn, vil ikke en slik generator kunne få mer strøm.
Selv om konstant strøm er muligMottatt av vekselstrømsretting, DC-generator er mye brukt. Prinsippet om drift, ordningen med en slik maskin er uerstattelig på metallurgiske foretak, i kraftige elektrolyseanlegg av planter. I transportbransjen jobber enhetene i elektriske lokomotiver, dampskipskip. DC spenningskilder er også anvendelige for å drive eksitasjonsviklingene til generatorer i kraftverk. DC-dynamoer er utviklet for hjemlige formål. De kan sees på sykler der de driver frontlyktene.
Konstante polaritetsstrømgeneratorer er bra forat de kan generere strøm med forskjellige rotasjonshastigheter av akselen. De trenger ikke å opprettholde en klar frekvens, for eksempel med generatorer, der den må være 50 Hz. Slike maskiner er veldig praktisk å bruke som alternative strømkilder, for eksempel i vindmøller.
