zanim będziemy mogli wyjaśnić zasadę działania generatora prądu stałego, musimy omówić podstawy generatorów.
istnieją dwa typy generatorów-generatory prądu stałego i generatory prądu przemiennego. Zarówno generatory prądu stałego, jak i przemiennego przekształcają moc mechaniczną w energię elektryczną. Generator prądu stałego wytwarza moc bezpośrednią, podczas gdy generator prądu przemiennego wytwarza moc przemienną.
oba te Generatory wytwarzają energię elektryczną w oparciu o zasadę indukcji elektromagnetycznej Faradaya. Prawo to stwierdza, ĹĽe kiedy Przewodnik porusza siÄ ™ w polu magnetycznym przecina on linie magnetyczne siĹ 'y, ktĂłra indukuje w przewodniku siĹ’ Ä ™ elektromagnetycznä … (EMF). Wielkość tego indukowanego pola elektromagnetycznego zależy od szybkości zmiany strumienia (siły linii magnetycznej) połączenia z przewodnikiem. Ten EMF spowoduje przepływ prądu, jeśli obwód przewodnika jest zamknięty.
stąd najbardziej podstawowe dwie zasadnicze części generatora to:
- pole magnetyczne
- , które poruszają się wewnątrz tego pola magnetycznego.
teraz, gdy rozumiemy podstawy, możemy omówić zasadę działania generatora prądu stałego. Przydatne może być również poznanie typów generatorów prądu stałego.
generator prądu stałego z pojedynczą pętlą
na powyższym rysunku pomiędzy dwoma przeciwstawnymi biegunami magnesu umieszczona jest pojedyncza pętla przewodnika o prostokątnym kształcie.
rozważmy, prostokątna pętla przewodnika to ABCD, która obraca się wewnątrz pola magnetycznego wokół swojej osi ab. Gdy pętla obraca się z pozycji pionowej do pozycji poziomej, przecina linie strumienia pola. Ponieważ podczas tego ruchu dwie strony, tj. AB i CD pętli przecinają linie strumienia, w obu stronach (AB i BC) pętli będzie indukowany EMF.
gdy pętla zostanie zamknięta, przez pętlę będzie przepływał prąd. Kierunek prądu może być określony przez regułę prawej ręki Flemminga. Zasada ta mówi, że jeśli rozciągniesz kciuk, palec wskazujący i palec środkowy prawej ręki prostopadle do siebie, to kciuki wskazują kierunek ruchu przewodnika, palec wskazujący wskazuje kierunek pola magnetycznego, tj. biegun N do bieguna S, a palec środkowy wskazuje kierunek przepływu prądu przez przewodnik.
teraz, jeśli zastosujemy tę regułę po prawej stronie, zobaczymy w tym poziomym położeniu pętli, prąd będzie płynął z punktu A do B, a po drugiej stronie pętli prąd będzie płynął z punktu C do D.
teraz, jeśli pozwolimy pętli poruszać się dalej, wróci ona do swojej pozycji pionowej, ale teraz górna strona pętli będzie CD, a dolna strona będzie AB (naprzeciwko poprzedniej pozycji pionowej). W tej pozycji ruch styczny boków pętli jest równoległy do linii strumienia pola. W związku z tym nie będzie mowy o cięciu strumienia, a co za tym idzie, nie będzie prądu w pętli.
jeśli pętla obraca się dalej, dochodzi do ponownego ustawienia w pozycji poziomej. Ale teraz, wspomniana strona AB pętli znajduje się przed biegunem N, A CD przed biegunem s, tzn. naprzeciwko poprzedniej pozycji poziomej, jak pokazano na rysunku obok.
tutaj ruch styczny boku pętli jest prostopadły do linii strumienia; stąd szybkość cięcia strumienia jest maksymalna tutaj, i zgodnie z zasadą prawej ręki Flemminga, w tej pozycji prąd płynie z B do A, a po drugiej stronie od D Do C.
teraz, jeśli pętla będzie nadal obracać się wokół swojej osi. Za każdym razem, gdy strona AB Znajduje się przed biegunem S, prąd płynie z A do B. ponownie, gdy znajduje się przed biegunem N, prąd płynie z B Do A. Podobnie, za każdym razem, gdy strona CD Znajduje się przed biegunem S, prąd płynie z C do D. gdy strona CD Znajduje się przed biegunem N, prąd płynie z D Do C.
jeśli zaobserwujemy to zjawisko inaczej, możemy stwierdzić, że każda strona pętli znajduje się przed biegunem N, prąd przepływa przez tę stronę w tym samym kierunku., tj. w dół do płaszczyzny odniesienia. Podobnie każda strona pętli znajduje się przed biegunem S, prąd przez nią przepływa w tym samym kierunku, tj. w górę od płaszczyzny odniesienia. Z tego przejdziemy do tematu Zasady Generatora PRĄDU STAŁEGO.
teraz pętla jest otwarta i połączona z dzielonym pierścieniem, jak pokazano na rysunku poniżej. Dzielone pierścienie, wykonane z przewodzącego cylindra, są cięte na dwie połówki lub segmenty izolowane od siebie. Łączymy zewnętrzne zaciski obciążeniowe z dwiema szczotkami węglowymi, które spoczywają na tych dzielonych segmentach pierścieni ślizgowych.
zasada działania Generatora PRĄDU STAŁEGO
widzimy, że w pierwszej połowie obrotu prąd zawsze płynie wzdłuż ablmcd, czyli pędzla nr 1 w kontakcie z segmentem A. w następnej połowie obrotu, na rysunku, kierunek indukowanego prądu w cewce jest odwrócony. Ale w tym samym czasie położenie segmentów a i b są również odwrócone, co powoduje, że szczotka nr 1 styka się z segmentem b. stąd prąd w rezystancji obciążenia ponownie przepływa z L Do M. Kształt fali prądu przez obwód obciążenia jest pokazany na rysunku. Ten prąd jest jednokierunkowy.
powyższa treść jest podstawową zasadą działania generatora prądu stałego, wyjaśnioną przez model generatora Pojedynczej Pętli. Położenie szczotek Generatora PRĄDU STAŁEGO jest takie, że zmiana segmentów a i b z jednej szczotki na drugą ma miejsce, gdy płaszczyzna obracającej się cewki znajduje się pod kątem prostym do płaszczyzny linii siły. W tej pozycji indukowany EMF w cewce wynosi zero.