ערכת, תכונות, עקרון ההפעלה ואת המכשיר של הגנרטור של זרם ישיר

עידן התחשמלות החל לפני זמן לא רבכמה מאות שנים שינו לחלוטין את דרך החיים שלנו. תסתכל מסביב, בכל מקום, שבו רק את העין נופל, אתה בהחלט רואה איזה מכשיר חשמלי. אנשים כה רגילים למכונות שונות שעושות כמעט את כל העבודה בשבילם, שאשליה מתעוררת, כאילו זה תמיד ככה. אבל בואו נסתכל מעבר לרעלה, מסתיר מאיתנו את התהליך של פעילות חיונית של חברים חשמליים. בואו לנתח את העיקרון של הפעולה ואת המכשיר של הגנרטור של זרם ישיר.

קצת היסטוריה

החשמל נצפתה בידי היוונים הקדומים. זה צוין רכושו של ענבר כדי למשוך חלקיקים שונים לעצמה. אנשים ראו בכך את המגנטיות של שרף. אבל מאוחר יותר הם הבחינו ביכולתם של חומרים אחרים לרכוש מגנטיות. לדוגמה, זכוכית כאשר משפשף, מדי, החלו למשוך אלמנטים אור קטן: חלקיקי נייר, שערות ואבק. אז התברר כי אפקט מגנטי מתרחש על ידי איזה חוק.

לאחר מכן, במאה XVIII, אב טיפוס נוצרמעבה מודרנית, כינתה בשם הממציא "ליידן הצנצנת". מנגנון פשוט זה מסוגל לצבור את החיוב, שבזמנו נחשב סוג של נוזל, רווי גוף מוצק ומסוגל לזרום מגוף אחד למשנהו בקצב מדהים - במשך כמה קילומטרים בשבריר של שניות.

כאשר נתגלה האטום וגרעין המרכיב שלואלקטרון, הכל נפל למקומו. אנשים הבינו כי האלקטרונים הם האשמות שיצרו תופעות לא מוסברות כהפרשות חשמליות. אבל בזמן שזה היה רק ​​מטענים סטטיים. עם הניסויים של פאראדיי ואורסטד, החשמל מתחיל, מה שאנחנו יודעים עכשיו. הם המציאו פריסה גנרטור DC, המכשיר ואת עקרון הפעולה של אשר מבוססים על התופעה של כוח אלקטרומגנטית EMF.

כוחה של תנועת החשמל

כאשר המים של הנהר מניע את המשיכהכך חלקיקים טעונים במוליך לגרום EMF לנוע. כוח זה קשורה קשר הדוק לתופעה המגנטית, כלומר, הוא מופיע ברגע השטף שנוצר על ידי המגנט משתנה. Emf הוא מסוגל לעבוד רק בחומר שבו יש תמיד חיובים זמינים. פתרונות מתכת ומלח הם בעלי הנכס הזה.

Emf יותר, את השינוי מהר יותרעוצמת הגלים המגנטיים. כפי שאתה יודע, מגנט יש שני קטבים תמיד. בהתאם לכיוון שבו משתנה הזרימה ביחס למוליך, הזרם זורם בכיוון זה או אחר. חיובי חיובי ושלילי עצמם ליצור שדה האנרגיה בינינו, שאנו מכנים מתח, הוא גדול יותר, חזק יותר את המטען החשמלי הכולל של מוט eponymous.

מהו גנרטור חשמלי?

בנייה או מכונה המסוגלתלהפוך כל כוח מכני לאנרגיה חשמלית, נקרא גנרטור החשמל. העיקרון של הפעולה ואת המכשיר של גנרטור הנוכחי ישיר קשורים מגנטיות. אם ניקח מגנט קבוע ונחצה את שדה כוחו במוליך, אזי באחרון יש כוח המאלץ את החלקיקים הטעונים לנוע בכיוון אחד - מופיע זרם. אותו הדבר יקרה עם מנצח קבוע מגנט נע.

בניסוי, מדענים קבעו כי הערך הנוכחי הוא גדול יותר, גדול יותר:

• גודל השטף המגנטי בין מוטות המגנט.
• מהירות הצומת של קווי המתח.
• אורכו של חוט הנשיאה הנוכחי.

אם נזיז את המקביל במקביל לזה,כמו זרימת הולך, אין שום אינדוקציה בו. זה הוביל לחוק של יד ימין, אשר מסייע להבין לאיזה כיוון המהלכים הנוכחיים. כאשר היד של הצד הימני של הגוף ממוקם עם כף היד כך הקווים המגנטיים של שדה אינטנסיבי להיכנס לתוכו, ואת האגודל היה כפוף והצביע על לאן המנצח נע, שאר ארבע אצבעות להראות את הנתיב הנוכחי. במגנט, וקטור התנועה של השדה מכוון מצפון לדרום.

תכנית הפעולה של הגנרטור היסודי

עקרון הפעולה והמכשיר של הגנרטורזרם ישיר של סוג פשוט הוא כדלקמן: המסגרת עשויה חומר נושאת הנוכחי, מותקן על ציר ומייצר סיבוב בין מוטות המגנט. כל קצה חופשי של המסגרת מחובר למגע שלו, אשר נראה כמו צלחת arcuate. יחד, המגעים יוצרים מעגל קרוע בשתי נקודות (אספן). אלה מגעים semicircular הם מחוברים מובילים מברשות מוליך באביב. הם מסירים את הזרם.

בחלל, המסגרת יחסית לאנשי הקשרמכוונת כך שכאשר מחצית מקטעי השטף המגנטי הגדול ביותר חוצים זה את זה, המברשות סגורות במגעים. כאשר האלמנטים מסגרת לעבור שלב של תנועה לאורך השורות - הקשר המברשת פתוחים האספן.

אם אתה מחבר אוסצילוסקופ, אתה יכול לראות את מתנדהמכשיר הנוכחי ישיר ואת עקרון הפעולה יש כזה שהוא מייצר חילופי של חצי גלים כי הם בצד אחד של הקואורדינטות ולשנות את הערך שלהם מאפס הגבוהה ביותר ושוב לאפס. קצב החזרה שלהם תלוי במהירות סיבוב של המסגרת. משמעות הדבר היא כי הזרם במערכת כזו נע בכיוון אחד (קבוע), אבל יש מראה פועם.

עקרון הפעולה ומכשיר הגנרטור של זרם ישיר

מחולל זרם קבוע מתמיד מסודר יותרזה קשה, אם כי עיקרון הפעולה שלה אינו שונה מזה שנחשב לעיל. במקום מסגרת אחת וזוג של קשרים semicircular, יש מסגרות רבות ואספנים. זה, קודם כל, מגביר את העוצמה של מכונה כזו, ושנית, היא מחליקה את אדווה של הנוכחי, שכן כל מסגרת יוצרת גל חצי משלה, אשר, כאשר מכוונים זה לזה, ליצור זרם מוחלט. מערכת סיבובית כזו נקראת ארמטורה או רוטור.

מגנט של הגנרטור הוא שונה גם. תפקידה הוא שיחק על ידי אלקטרומגנט המורכב של מתפתל הליבה. באמצעות אלקטרומגנטים, אתה יכול ליצור שטף מגנטי גדול, אשר מעבר הכוח של קבע קבוע. בנוסף, את הזרימה ניתן לשנות בקלות. החלק נייח של הגנרטור נקרא stator.

בהתאם למצב הפעולה של המכונה במהלך סיבוב פיר, את התהליכים הבאים הם נצפו בין stator ואת הרוטור:

1. אין לטעון מחובר לגנרטור. במקרה של עבודה סתמית זו, מסובבת את armature, EMF הוא המושרה בו, אבל אין שום זרם של מתפתל, שכן המעגל אינו סגור.
2. גנרטור DC, דיאגרמת התקןאשר מחובר למעגל, פועל במצב עומס. במקרה זה, הזרם הנוכחי בזרוע ומרכיב חדש מופיע - השטף המגנטי שנוצר על ידי armature (תגובה armature). זרימה זו נעה בכיוון כזה כי היא counteracts את קווי הכוח העיקריים שנוצרו על ידי האלקטרומגנט. כתוצאה מכך, EMF האמיתי יהיה נמוך יותר, כלומר, כוח הגנרטור מופחת. וככל שעומס הגנרטור גדול יותר, האנרגיה מוציאה יותר כדי להתגבר על התגובה של הארמטורה כאשר הפיר מסתובב.

כדי לדרג את השטף המגנטי של armature, מה שנקרא כבישים מפצה הם הציג לתוך מעגל הרוטור, שבו השטף המגנטי נוצר, אשר מחלישה את התגובה armature.

סוגי גנרטורים המייצרים חשמל קבוע

עיקרון הפעולה והסידור של גנרטורים DC שונה בביצוע מעגל עירור. הם:

• מגנטואלקטריים. הם משתמשים במגנטים קבועים כדי ליצור שטף מגנטי. מכונות כאלה, בדרך כלל של צריכת חשמל נמוכה, יש יעילות גבוהה, שכן אין אובדן השדות שדה. העדר התקנים במורכבות הרגולציה.
• גנרטורים עם מעגל עירור עצמאי. אלה הם מכשירים אשר סלילה של אלקטרומגנטים הוא מופעל ממקורות כוח חיצוניים: סוללה או גנרטור.
• עצמית מתרגש DC גנרטורים. מכשירים כאלה להאכיל את האלקטרומגנטים על עוגן באותו שלהם. התנאי העיקרי-עירור עצמי הוא שטף שיורית. עיקרון עיצוב פעולה של גנרטורים ואת ערכת הכללה הוא הרכבה, מחלף seriesnoy.

עקרון הפעולה ומכשיר הגנרטור מהמנוע החשמלי

העיקרון של הפיכות של מכונות חשמל מדברכי כל מנוע חשמלי ניתן להמיר גנרטור ולהיפך. אחרי הכל, שני המכשירים האלה להשתמש אינדוקציה EMF, כבסיס העבודה שלהם. רק במנוע הוא זרם חשמלי מוחל על הרוטור, אשר, יצירת השטף המגנטי, דוחה מן הקטבים של מגנט stator, מה שהופך תנועה סיבובית.

אם מוט המנוע מסתובב עם מסויםמהירות, ב armature windings, EMF אינדוקציה יתחילו להיות המושרה ואת הזרם יזרמו. ההגבלה היא רק בעובי של חוט armature התיל. כאשר חוט דק, אז זה לא יהיה אפשרי לקבל יותר כוח גנרטור כזה.

היכן נמצא מקור DC?

למרות העובדה כי חשמל קבוע יכול להיותכדי לקבל שיטת קו ישר תיקון, גנרטור DC נמצא בשימוש נרחב. העיקרון של המבצע, ערכת של מכונה כזו הוא חיוני במפעלי מתכות, בצמחים אלקטרוליזה עוצמה של מפעלים. בענף ההובלה פועלות היחידות בקטרים ​​חשמליים, ספינות אניות. מקורות כוח DC מתאימים גם להפעלת לולאות המרגש של גנרטורים הנוכחי לסירוגין בתחנות כוח. למטרות ביתיות, מכונות דינמו הנוכחי פותחו. הם נראים על אופניים, שם הם להאכיל את הפנסים הקדמיים.

מסקנה

גנרטורים נוכחי של קוטביות קבועים טובים בזה,אשר יכול לייצר חשמל במהירויות שונות של סיבוב של פיר. הם לא צריכים לעמוד בתדר ברור, כמו, למשל, אלטרנטורים, שם זה צריך להיות ב 50 הרץ. מכונות כאלה הם מאוד נוח להשתמש כמקור חלופי של חשמל, למשל טורבינות רוח.