før vi kan forklare Arbejdsprincippet for en DC-generator, er vi nødt til at dække det grundlæggende i generatorer.
der er to typer generatorer – DC generatorer og AC generatorer. Både DC-og AC-generatorer konverterer mekanisk strøm til elektrisk strøm. En DC-generator producerer direkte strøm, mens en AC-generator producerer vekslende strøm.
begge disse generatorer producerer elektrisk strøm baseret på princippet om Faradays lov om elektromagnetisk induktion. Denne lov siger, at når en leder bevæger sig i et magnetfelt, skærer den magnetiske kraftlinjer, hvilket inducerer en elektromagnetisk kraft (EMF) i lederen. Størrelsen af denne inducerede EMF afhænger af hastigheden af ændring af strøm (magnetisk linjekraft) kobling med lederen. Denne EMF får en strøm til at strømme, hvis lederkredsløbet er lukket.
derfor er de mest grundlæggende to væsentlige dele af en generator:
- magnetfeltet
- ledere, der bevæger sig inde i det magnetiske felt.
nu hvor vi forstår det grundlæggende, kan vi diskutere Arbejdsprincippet for en DC-generator. Du kan også finde det nyttigt at lære om typerne af DC generatorer.
single Loop DC Generator
i figuren ovenfor placeres en enkelt sløjfe af leder af rektangulær form mellem to modsatte poler af magnet.
lad os overveje, at lederens rektangulære sløjfe er ABCD, som roterer inde i magnetfeltet om sin akse ab. Når sløjfen roterer fra sin lodrette position til sin vandrette position, skærer den feltets fluslinjer. Som under denne bevægelse skærer to sider, dvs.AB og CD af sløjfen fluslinjerne, vil der være en EMF induceret i disse begge sider (AB og BC) af sløjfen.
når løkken bliver lukket, vil der være en strøm, der cirkulerer gennem løkken. Retningen af strømmen kan bestemmes af Flemmings højre håndregel. Denne regel siger, at hvis du strækker tommelfingeren, pegefingeren og langfingeren på din højre hånd vinkelret på hinanden, angiver tommelfingrene retningen af lederens bevægelse, pegefingeren angiver retningen af magnetfeltet, dvs.N-Pol til S – pol, og langfingeren angiver strømningsretningen gennem lederen.
nu, hvis vi anvender denne højre regel, vil vi se på denne vandrette position af sløjfen, strømmen vil strømme fra punkt A til B og på den anden side af sløjfestrømmen vil strømme fra punkt C til D.
hvis vi nu tillader Løkken at bevæge sig længere, kommer den igen til sin lodrette position, men nu er oversiden af løkken CD, og undersiden vil være AB (lige modsat den forrige lodrette position). Ved denne position er den tangentielle bevægelse af siderne af sløjfen parallel med feltets fluslinjer. Derfor vil der ikke være tale om strømskæring, og derfor vil der ikke være nogen strøm i løkken.
hvis sløjfen roterer yderligere, kommer den igen i vandret position. Men nu, sagde AB side af løkken kommer foran N Pol, og CD kommer foran s pol, dvs.lige modsat den tidligere vandrette position som vist i figuren ved siden af.
her er den tangentielle bevægelse af siden af sløjfen vinkelret på strømningslinjerne; derfor er strømningshastigheden her maksimal, og ifølge Flemmings højre regel strømmer strømmen fra B til A og på en anden side fra D til C.
nu, hvis sløjfen fortsættes med at rotere omkring sin akse. Hver gang siden AB kommer foran s pol, strømmer strømmen fra A til B. igen, når den kommer foran N Pol, strømmer strømmen fra B til A. på samme måde strømmer strømmen fra C til D., Når siden CD kommer foran N Pol strømmen strømmer fra D til C.
hvis vi observerer dette fænomen forskelligt, kan vi konkludere, at hver side af sløjfen kommer foran N Pol, strømmen strømmer gennem den side i samme retning, når den, dvs.nedad til referenceplanet. Tilsvarende kommer hver side af sløjfen foran s pol, strømmen gennem den strømmer i samme retning, dvs.opad fra referenceplanet. Fra dette vil vi komme til emnet for princippet om DC generator.
nu åbnes sløjfen og forbindes den med en splitring som vist i nedenstående figur. Split ringe, lavet af en ledende cylinder, bliver skåret i to halvdele eller segmenter isoleret fra hinanden. Vi forbinder de eksterne lastterminaler med to kulbørster, der hviler på disse opdelte glideringssegmenter.
arbejdsprincip for DC Generator
vi kan se, at i den første halvdel af revolutionen strømmer strømmen altid langs ABLMCD, dvs. børste nr.1 i kontakt med segment A. i den næste halvrevolution, i figuren, vendes retningen af den inducerede strøm i spolen. Men samtidig vendes positionen af segmenterne A og b også, hvilket resulterer i, at børste nr 1 kommer i kontakt med segmentet b. derfor strømmer strømmen i belastningsmodstanden igen fra L til M. Bølgeformen af strømmen gennem belastningskredsløbet er som vist i figuren. Denne strøm er ensrettet.
ovenstående indhold er det grundlæggende arbejdsprincip for DC generator, forklaret af single loop generator model. Positionerne for børsterne i DC-generatoren er således, at ændringen af segmenterne A og b fra en børste til en anden finder sted, når planet for roterende spole er i en ret vinkel i forhold til planet for kraftlinjerne. Det er at blive i den position, den inducerede EMF i spolen er nul.