Доба електрификације почела је не тако давно и запар векова потпуно је променило наш начин живота. Погледајте око себе, где год вам око падне, сигурно ћете видети неку врсту електричног уређаја. Људи су толико навикли на различите машине које обављају готово сав посао уместо њих да се појави илузија да је одувек било тако. Али погледајмо даље са стране вела која скрива од нас процес виталне активности електричних пријатеља. Анализирајмо принцип рада и уређај истосмерног генератора.
Електричну енергију су посматрали стари Грци.Примећено је својство ћилибара да привлачи различите честице до себе. Људи су мислили да је то магнетизам од смоле. Али касније су приметили способност других материјала да стекну магнетизам. На пример, када се трљало, стакло је такође почело да привлачи мале светлосне елементе: честице папира, длаке и прашину. Тако је постало јасно да магнетни ефекат настаје према некој врсти закона.
Након тога, у 18. веку, створен је прототипсавремени кондензатор, крштен именом проналазача "Леиден јар". Овај једноставан механизам могао је да акумулира набој, који се у то време сматрао врстом течности која засићује чврсте супстанце и способна је да тече из једног тела у друго невероватном брзином - неколико миља у делићима секунде.
Када је откривен атом и његово саставно језгро иелектрона, све је дошло на своје место. Људи су схватили да су електрони ти набоји који су створили тако необјашњиве појаве као што су електрична пражњења. Али до сада су то били само статички набоји. Из експеримената Фарадаиа и Оерстед -а потиче електрична енергија коју сада познајемо. Изумили су лажни ДЦ генератор, чији су уређај и принцип рада засновани на феномену електромоторне силе ЕМФ -а.
Како вода реке покреће привлачностземљу, па наелектрисане честице у проводнику изазивају померање ЕМФ -а. Ова сила је блиско повезана са магнетним феноменом, наиме, појављује се чим се промени флукс који ствара магнет. ЕМФ може радити само у супстанци, гдје увијек постоје бесплатне накнаде. Раствори метала и соли имају ово својство.
ЕМФ је већи што се брже мењаинтензитет магнетних таласа. Као што знате, магнет увек има два пола. У складу са смером у коме се ток мења у односу на проводник, струја у проводнику тече у једном или другом смеру. Позитивни и негативни набоји сами по себи стварају енергетско поље које називамо напоном, оно је веће што је укупни електрични набој истоименог пола јачи.
Структура или машина која је способнапретварају било коју механичку силу у електричну енергију, добивши назив генератор електричне енергије. Принцип рада и дизајн истосмерног генератора повезани су са магнетизмом. Ако узмете стални магнет и пређете поље његовог интензитета са проводником, тада се у другом појављује сила која приморава наелектрисане честице да се крећу у једном смеру - појављује се струја. Исто ће се догодити са стационарним проводником и покретним магнетом.
Експериментално, научници су открили да је јачина струје већа, већа:
Ако проводник померате паралелно са тимкако ток тече, у њему нема индукције. Из овога је изведен закон десне руке који помаже да се разуме у ком смеру се струја креће. Када се рука десне стране тела стави са дланом тако да магнетне линије интензивног поља уђу у њу, а палац је савијен и усмерен ка месту где се проводник креће, преостала четири прста ће показати путању струја. У магнету је вектор кретања поља усмерен од севера према југу.
Принцип рада и уређај генератораједносмерна струја једноставног типа је следећа: оквир је направљен од материјала који носи струју, постављен је на осу и ротира између полова магнета. Сваки слободни крај оквира повезан је са својим контактом, који има облик лучне плоче. Контакти заједно чине круг прекинут у две тачке (колектор). Ови полукружни контакти су покретно повезани са проводним четкама са опругом. Они одводе струју.
У свемиру, оквир је у односу на контактеоријентисани тако да кад свака његова половина пређе пресеке највећег магнетног флукса, четке се затворе на контактима. Када елементи оквира прођу фазу кретања по линијама, контакти четке су отворени са колектором.
Ако повежете осцилоскоп, видећете да је генераторЈедносмерни уређај и принцип рада су такви да емитују наизменично располагање полуталасима који се налазе на једној страни координата и мењају њихову вредност од нуле до највише и поново до нуле. Њихова учесталост понављања зависи од брзине ротације оквира. То значи да се струја у таквом систему креће у једном смеру (константа), али има пулсирајући облик.
Прави генератор једносмерне струје је вишетешко, иако се принцип његовог деловања не разликује од оног о коме је горе било речи. Уместо једног оквира и пара полукружних контаката, он има много оквира и контаката колектора. Ово, прво, повећава снагу такве машине, а друго, ублажава таласе струје, будући да сваки оквир ствара свој полуталас, који, прилагођавајући се један другом, формира укупну струју. Овај ротирајући систем назива се сидро или ротор.
Магнет генератора је такође модификован.Његову улогу игра електромагнет који се састоји од намотаја и језгра. Користећи електромагнете, можете створити велики магнетни ток, који је изван снаге конвенционалне константе. Осим тога, брзина протока се може лако променити. Стационарни део генератора назива се статор.
У зависности од начина рада машине током ротације вратила, између статора и ротора се примећују следећи процеси:
Да би се неутралисао магнетни ток арматуре, у коло ротора се уводе такозвани компензациони намоти, у којима се ствара магнетни ток, што слаби реакцију арматуре.
Принцип рада и уређај истосмерних генератора разликују се у извођењу побудног кола. Су:
Принцип реверзибилности електричних машина говори очињеница да се било који електромотор може претворити у генератор и обрнуто. На крају крајева, оба ова уређаја користе ЕМФ индукције као основу свог рада. Само у мотору до ротора долази електрична струја која се, стварајући магнетни ток, одбија од полова магнета статора, чинећи ротацијски покрет.
Ако се вратило мотора ротира са одређеномбрзином, ЕМФ индукције ће почети да се индукује у намотима арматуре и струја ће тећи. Једино ограничење је дебљина жице за намотавање арматуре. Када је жица танка, онда такав генератор неће моћи добити велику снагу.
Упркос чињеници да је могућа стална струјаПримљен методом исправљања наизменичне струје, ДЦ генератор се широко користи. Принцип рада, шема такве машине неопходни су у металуршким предузећима, у моћним фабрикама за електролизу. У транспортној индустрији јединице раде у електричним локомотивама, паробродним бродовима. Извори једносмерног напона такође се примењују за напајање побудних намота алтернатора у електранама. За домаће потребе развијене су машине ДЦ динамо. Могу се видети на бициклима где напајају фарове.
Генератори струје константног поларитета су добри зада могу стварати електричну енергију при различитим брзинама обртања вратила. Не морају да одржавају чисту фреквенцију, као што је, на пример, код алтернатора, где би требало да буде на 50 Хз. Такве машине су веома згодне за употребу као алтернативни извори електричне енергије, на пример, у ветрогенераторима.
