Schema, eigenschappen, werkingsprincipe en het apparaat van de generator van een gelijkstroom

Het tijdperk van elektrificatie begon niet zo lang geleden en voor een paar eeuwen is onze levenswijze volledig veranderd. Kijk rond, overal, waar alleen het oog valt, zult u zeker wat elektrisch apparaat zien. Mensen zijn zo gewend aan verschillende machines die bijna alle werk voor hen doen, dat er een illusie is, alsof het altijd zo was. Maar laten we kijken buiten de sluier, het verbergen van ons het proces van vitale activiteit van elektrische vrienden. Laten we het principe van de werking en het apparaat van de generator van gelijkstroom analyseren.

Een beetje geschiedenis

Elektriciteit werd waargenomen door de oude Grieken. Het werd genoteerd van amber om verschillende deeltjes aan zich te trekken. Mensen beschouwden dit als magnetisme inherent aan hars. Maar later merkten zij het vermogen van andere materialen om magnetisme te verwerven. Bijvoorbeeld, glas bij het wrijven begon ook kleine lichtelementen aan te trekken: deeltjes papier, haren en stof. Het werd dus duidelijk dat het magnetische effect zich door een wet voordoet.

Vervolgens werd in de XVIII eeuw een prototype van een moderne condensator gecreëerd, gedoopt onder de naam van de uitvinder "Leiden bank." Dit eenvoudige mechanisme was in staat om een lading te accumuleren, die op dat moment als een soort vloeibare, verzadigende vaste stof werd beschouwd en in staat was om met een verbazingwekkende snelheid van een lichaam naar een andere te stromen - enkele mijl in fracties van seconden.

Toen het atoom en de constituerende kern en elektron werden ontdekt, viel alles op zijn plaats. Mensen realiseerden dat het de elektronen waren die de lasten veroorzaken die zo onverklaarbare verschijnselen als elektrische ontladingen hebben gecreëerd. Maar terwijl het alleen statische ladingen waren. Met de experimenten van Faraday en Oersted begint elektriciteit, die we nu kennen. Zij hebben een DC- generator layout opgevat , het apparaat en het werkingsprincipe zijn gebaseerd op het fenomeen EMF electromotive force.

De kracht van de elektriciteitsbeweging

Aangezien het water van de rivier de aantrekkingskracht van de aarde in gang brengt, zullen de geladen deeltjes in de geleider ervoor zorgen dat het EMF beweegt. Deze kracht is nauw verwant aan het magnetische verschijnsel, namelijk, het verschijnt zodra de door de magneet gecreëerde stroom verandert. EMF kan alleen werken in een stof waar er altijd beschikbare kosten zijn. Deze eigenschap is bezeten door metalen en zoutoplossingen.

De emf is hoe groter, hoe sneller de intensiteit van magnetische golven verandert. Zoals u weet, heeft een magneet altijd twee polen. In overeenstemming met de richting waarin de stroom verandert ten opzichte van de geleider stroomt de stroom in de geleider in de ene of andere richting. Positieve en negatieve ladingen zelf creëren een energieveld tussen onszelf, die we spanning noemen, hoe groter hoe groter de totale elektrische lading van dezelfde pool.

Wat is een elektrische generator?

Het ontwerp of de machine die in staat is om elke mechanische kracht in elektrische energie om te zetten, heet de elektriciteitsgenerator. Het werkingsprincipe en het apparaat van een gelijkstroomgenerator zijn gerelateerd aan magnetisme. Als we een permanente magneet nemen en het veld van zijn kracht door een geleider oversteken, dan is er in de laatste een kracht die de geladen deeltjes dwingt in één richting te bewegen - een stroom verschijnt. Hetzelfde zal gebeuren met een vaste geleider en een bewegende magneet.

Experimenteel hebben wetenschappers vastgesteld dat de waarde van de stroom groter is, des te groter:

• De grootte van de magnetische flux tussen de polen van de magneet.
• Snelheid van het snijpunt van spanningslijnen.
• De lengte van de stroomdraad.

Als echter de geleider parallel beweegt naar de richting van de stroom, wordt er geen inductie waargenomen. Dit leidde tot de wet van de rechterhand, die helpt om te begrijpen in welke richting de stroom beweegt. Wanneer de hand van de rechterkant van het lichaam met de palm van de hand wordt geplaatst, zodat de magnetische lijnen van het gespannen veld erin binnendringen en de duim bent gebogen en gericht waar de geleider beweegt, tonen de resterende vier vingers het huidige pad. In de magneet wordt de bewegingsvector van het veld van noord naar zuid gericht.

Operatie schema van de elementaire generator

Het bedieningsprincipe en het apparaat van een constante stroomgenerator van een eenvoudig type zijn als volgt: het frame is gemaakt van stroomdraend materiaal, is gemonteerd op de as en draait tussen de polen van de magneet. Elk vrij uiteinde van het frame is verbonden met zijn contact, dat lijkt op een gebogen plaat. Samen vormen de contacten een cirkel, gescheurd in twee punten (collector). Deze halfcirkelvormige contacten zijn beweegbaar verbonden met de veerbelaste geleidende borstels. Ze verwijderen de stroom.

In de ruimte is het frame ten opzichte van de contacten georiënteerd, zodat wanneer de halve delen van de grootste magnetische flux elkaar oversteken, de borstels dicht bij de contacten zijn gesloten. Als de frame-elementen langs een rijbeweging langs de lijnen gaan, zijn de borstelcontacten open voor de collector.

Als u een oscilloscoop verbindt, kunt u zien dat het gelijkstroomgeneratorapparaat en het werkingsprincipe zodanig zijn dat het een afwisseling van halfgolven produceert die aan de ene kant van de coördinaten zijn en hun waarde veranderen van nul naar het hoogste en weer naar nul. De frequentie van hun gevolg hangt af van de snelheid van de rotatie van het frame. Dit betekent dat de stroom in een dergelijk systeem in één richting (constant) beweegt, maar een pulserende uitstraling heeft.

Werkingsprincipe en het apparaat van de generator van een gelijkstroom

Een echte constante stroomgenerator is complexer, hoewel het principe van zijn werking niet verschilt van de bovenstaande. In plaats van een enkel frame en een paar halve cirkelvormige contacten, heeft het veel frames en contacten van de verzamelaar. Dit verhoogt in de eerste plaats de kracht van een dergelijke machine, en ten tweede vergemakkelijkt het de rimpeling van de stroom, omdat elk frame een eigen halfgolf creëert, die bij elkaar afstemt in een totale stroom. Een dergelijk roterend systeem heet een anker of rotor.

De magneet van de generator is ook aangepast. Zijn rol wordt gespeeld door een elektromagnet bestaande uit een wikkeling en een kern. Met behulp van elektromagneten, kunt u een grote magnetische flux, die buiten de kracht van de gebruikelijke permanente is. Bovendien kan de stroom gemakkelijk worden veranderd. Het stationaire deel van de generator heet de stator.

Afhankelijk van de bedrijfsmodus van de machine tijdens schachtrotatie worden de volgende processen waargenomen tussen de stator en de rotor:

1. Er is geen lading verbonden met de generator. In het geval van zo'n onbeweeglijk werk draait de armatuur, EMF wordt erin geïnduceerd, maar er is geen stroom in de wikkeling, aangezien het circuit niet is gesloten.
2. De DC-generator, waarvan het apparaatschakeling op het circuit is aangesloten, werkt in de laadmodus. In dit geval verschijnt de stroom in de armatuur en er verschijnt een nieuwe component - de magnetische flux die door de armatuur wordt gecreëerd (armatuurrespons). Deze stroom beweegt in zo'n richting dat het de hoofdlijnen van kracht die door de elektromagneet wordt gecreëerd, tegenwerkt. Als gevolg daarvan zal het echte EMF lager zijn, dat wil zeggen dat de generator de stroom vermindert. En hoe meer de generator laadt, hoe meer energie wordt besteed om de reactie van de armatuur te overwinnen als de as draait.

Om de magnetische flux van de armatuur te vergemakkelijken worden zogenaamde compenserende windingen ingevoerd in het rotorkring, waarin een magnetische flux gevormd wordt, waardoor de armatuurrespons wordt verzwakt.

Soorten generatoren die constante stroom produceren

Het werkingsprincipe en de regeling van gelijkstroomgeneratoren verschillen in de uitvoering van de excitatiekring. Zij zijn:

• Magnetoelectric. Ze gebruiken permanente magneten om een magnetische flux te creëren. Dergelijke machines, meestal met lage kracht, hebben een hoge efficiëntie, omdat er geen verlies in de veldwindingen is. Het gebrek aan apparaten in de complexiteit van de regelgeving.
• Generatoren met onafhankelijke excitatiekring. Dit zijn apparaten waarvan de wikkeling van elektromagneten wordt aangedreven door externe stroombronnen: een batterij of een generator.
• Zelfopgewonden DC-generatoren. Dergelijke inrichtingen voeren elektromagneten uit hun eigen ankers. De voornaamste voorwaarde voor zelf-excitatie is de resterende magnetische flux. Het ontwerp, het principe van de werking van de generatoren en het schema van hun activering is samengesteld, shunt en serieel.

Werkingsprincipe en het apparaat van de generator van de elektromotor

Het principe van de omkeerbaarheid van elektrische machines suggereert dat elke elektrische motor omgezet kan worden in een generator en vice versa. Immers, beide apparaten gebruiken EMF-inductie, als basis van hun werk. Alleen in de motor is een elektrische stroom op de rotor aangebracht, die een magnetische flux opwekt, afstoot van de polen van de statormagneet, waardoor een rotatiebeweging plaatsvindt.

Als de motoras op een bepaalde snelheid draait, beginnen de inductiewindingen in de armatuurwikkelingen te worden geïnduceerd en stroom stroomt. De beperking is alleen in de dikte van de armatuurwikkeldraad. Als de draad dun is, dan is het niet mogelijk om meer stroom uit een dergelijke generator te krijgen.

Waar heb je de DC bron gevonden?

Ondanks het feit dat permanente elektriciteit kan worden verkregen door de methode om een wisselstroom te corrigeren, wordt een gelijkstroomgenerator veel gebruikt. Het principe van werking, de regeling van een dergelijke machine is onontbeerlijk bij metallurgische ondernemingen, in krachtige elektrolyse planten van planten. In de transportindustrie werken de eenheden in elektrische locomotieven, schepen. DC -bronnen zijn ook geschikt om de spannende windingen van wisselstroomgeneratoren in krachtcentrales aan te zetten. Voor huishoudelijke doeleinden zijn dynamo-current machines ontwikkeld. Ze kunnen op fietsen worden gezien, waar ze de lichten voeden.

conclusie

Huidige generatoren met constante polariteit zijn goed omdat ze elektriciteit kunnen produceren bij verschillende rotatiesnelheden van de as. Ze hebben geen duidelijke frequentie nodig, zoals bijvoorbeeld in alternatoren, waar het op 50 Hz zou moeten zijn. Dergelijke machines zijn zeer geschikt om te gebruiken als alternatieve bronnen van elektriciteit, bijvoorbeeld in windturbines.