ennen kuin voimme selittää TASAVIRTAGENERAATTORIN toimintaperiaatteen, meidän on katettava generaattorien perusteet.
generaattoreita on kahdenlaisia: TASAVIRTAGENERAATTOREITA ja VAIHTOVIRTAGENERAATTOREITA. Sekä tasavirta-että vaihtovirtageneraattorit muuntavat mekaanisen tehon sähkövoimaksi. TASAVIRTAGENERAATTORI tuottaa suoraa virtaa, kun taas vaihtovirtageneraattori tuottaa vaihtovirtaa.
molemmat näistä generaattoreista tuottavat sähköä Faradayn sähkömagneettisen induktion lain periaatteen mukaisesti. Lain mukaan johtimen liikkuessa magneettikentässä se leikkaa magneettisia voimalinjoja, mikä indusoi johtimeen sähkömagneettisen voiman (EMF). Tämän indusoidun EMF: n suuruus riippuu vuon (magneettivoiman) kytkentänopeudesta johtimen kanssa. Tämä EMF aiheuttaa virtaa, jos johdinpiiri on suljettu.
näin ollen generaattorin kaksi perustavanlaatuista osaa ovat:
- magneettikenttä
- johtimet, jotka liikkuvat kyseisen magneettikentän sisällä.
nyt kun ymmärrämme perusasiat, voimme keskustella TASAVIRTAGENERAATTORIN toimintaperiaatteesta. Saatat myös löytää hyödyllistä oppia DC generaattorit.
yhden silmukan TASAVIRTAGENERAATTORI
yllä olevassa kuvassa yksi suorakaiteen muotoinen johdinsilmukka on sijoitettu kahden vastakkaisen magneetin napojen väliin.
ajatellaan, että johtimen suorakulmainen silmukka on ABCD, joka pyörii magneettikentän sisällä akselinsa ab ympäri. Kun silmukka pyörii pystyasennostaan vaaka-asentoonsa, se leikkaa kentän vuoviivat. Kuten tämän liikkeen aikana kaksi puolta, eli, AB ja CD silmukan leikata vuon linjat on EMF indusoitu näissä molemmissa puolin (AB ja BC) silmukan.
kun silmukka sulkeutuu, silmukan läpi kulkee virta. Virran suunta voidaan määrittää Flemmingin oikean käden säännön avulla. Tämä sääntö sanoo, että jos ojennat oikean kätesi peukaloa, etusormea ja keskisormea kohtisuoraan toisiinsa nähden, peukalot osoittavat johtimen liikesuunnan, etusormi osoittaa magneettikentän suunnan eli N-napaisesta S – napaan ja keskisormi osoittaa virran virtaussuunnan johtimen läpi.
jos nyt sovellamme tätä oikeanpuoleista sääntöä, näemme silmukan tässä vaakasuorassa asennossa virran virtaavan pisteestä A pisteeseen B ja silmukan toisella puolella virran virtaavan pisteestä C pisteeseen D.
nyt jos annamme silmukan siirtyä pidemmälle, se tulee jälleen sen pystyasentoon, mutta nyt ylempi puoli silmukan on CD, ja alempi puoli on AB (juuri vastapäätä edellisen pystyasennossa). Tässä asennossa silmukan sivujen tangentiaalinen liike on samansuuntainen kentän vuonojen kanssa. Näin ollen ei ole kysymys vuon leikkaus, ja näin ollen, ei ole virtaa silmukka.
jos silmukka pyörii edelleen, se tulee uudelleen vaaka-asentoon. Mutta nyt, sanoi AB puolella silmukan tulee edessä N napa, ja CD tulee edessä s napa, eli, aivan päinvastainen edelliseen vaaka-asentoon, kuten kuvassa vieressä.
tässä silmukan sivun tangentiaalinen liike on kohtisuorassa vuonviivoja vastaan; näin ollen vuon leikkausnopeus on suurin tässä, ja Flemmingin oikeanpuoleisen säännön mukaan tässä asennossa virta kulkee B: stä A: han ja toisella puolella D: stä C: hen.
nyt, jos silmukka jatkaa pyörimistään akselinsa ympäri. Aina kun sivu AB tulee S-navan eteen, virta kulkee A: sta B: hen.kun taas N-navan eteen tulee virta B: stä A: han. samoin aina kun sivu-CD tulee s-navan eteen, virta kulkee C: stä D: hen. kun sivu-CD tulee N-navan eteen, virta virtaa D: stä C: hen.
jos havaitsemme tämän ilmiön eri tavalla, voimme päätellä, että silmukan jokainen sivu tulee navan eteen, virta virtaa Tuon puolen läpi samaan suuntaan. eli alaspäin vertailutasoon. Vastaavasti silmukan jokainen sivu tulee S-navan eteen, sen läpi kulkeva virta kulkee samaan suuntaan eli vertailutasosta ylöspäin. Tästä tulemme DC-generaattorin periaatteen aiheeseen.
nyt silmukka avataan ja yhdistetään siihen halkaistulla renkaalla, kuten alla olevassa kuvassa on esitetty. Split renkaat, Valmistettu johtava sylinteri, saa leikata kahteen osaan tai segmentit eristetty toisistaan. Liitämme ulkoiset kuormitusterminaalit kahdella hiiliharjalla, jotka lepäävät näissä halkaistuissa liukurengassegmenteissä.
TASAVIRTAGENERAATTORIN toimintaperiaate
voimme nähdä, että ensimmäisellä puoliskolla vallankumousvirran aina virtaa pitkin ablmcd, eli harja nro 1 kosketuksissa segmenttiin a. seuraavassa puoli vallankumous, kuvassa, indusoidun virran suunta kelassa on päinvastainen. Mutta samaan aikaan segmenttien A ja b asema on myös päinvastainen, mikä johtaa siihen, että harja nro 1 tulee kosketuksiin segmentin b kanssa. näin ollen nykyinen kuormitusvastus taas virtaa L: stä M: ään. Kuormituspiirin läpi kulkevan virran aaltomuoto on esitetty kuvassa. Virta on yksisuuntainen.
edellä mainittu sisältö on DC-generaattorin perusperiaate, joka selitetään yhden silmukan generaattorin mallilla. TASAVIRTAGENERAATTORIN harjojen asennot ovat sellaiset, että segmenttien A ja b siirtyminen harjasta toiseen tapahtuu, kun pyörivän kelan taso on oikeassa kulmassa voimalinjojen tasoon nähden. On tulla tähän asentoon, indusoitu EMF kelassa on nolla.