înainte de a putea explica principiul de funcționare al unui generator de curent continuu, trebuie să acoperim elementele de bază ale generatoarelor.
există două tipuri de generatoare – generatoare de curent continuu și generatoare de curent alternativ. Atât generatoarele de curent continuu, cât și cele de curent alternativ transformă puterea mecanică în energie electrică. Un generator de curent continuu produce energie directă, în timp ce un generator de curent alternativ produce energie alternativă.
ambele generatoare produc energie electrică bazată pe principiul legii lui Faraday a inducției electromagnetice. Această lege afirmă că atunci când un conductor se mișcă într-un câmp magnetic, acesta taie linii magnetice de forță, ceea ce induce o forță electromagnetică (EMF) în conductor. Magnitudinea acestui EMF indus depinde de rata de schimbare a fluxului (forța liniei magnetice) legătura cu conductorul. Acest EMF va determina curgerea unui curent dacă circuitul conductorului este închis.
prin urmare, cele mai de bază două părți esențiale ale unui generator sunt:
- câmpul magnetic
- conductorii care se mișcă în interiorul acelui câmp magnetic.
acum că înțelegem elementele de bază, putem discuta principiul de funcționare al unui generator de curent continuu. De asemenea, puteți găsi util să aflați despre tipurile de generatoare de curent continuu.
Generator de curent continuu cu o singură buclă
în figura de mai sus, o singură buclă de conductor de formă dreptunghiulară este plasată între doi poli opuși ai magnetului.
să luăm în considerare, bucla dreptunghiulară a conductorului este ABCD care se rotește în interiorul câmpului magnetic în jurul axei sale ab. Când bucla se rotește de la poziția sa verticală la poziția sa orizontală, aceasta taie liniile de flux ale câmpului. Ca în timpul acestei mișcări, două laturi, adică AB și CD ale buclei taie liniile de flux, va exista un EMF indus în ambele părți (AB și BC) ale buclei.
pe măsură ce bucla se închide, va exista un curent care circulă prin buclă. Direcția curentului poate fi determinată de regula mâinii drepte a lui Flemming. Această regulă spune că dacă întindeți degetul mare, degetul arătător și degetul mijlociu al mâinii drepte perpendicular unul pe celălalt, atunci degetele indică direcția de mișcare a conductorului, degetul arătător indică direcția câmpului magnetic, adică n-pol la S – pol, iar degetul mijlociu indică direcția de curgere a curentului prin conductor.
acum, dacă aplicăm această regulă din dreapta, vom vedea în această poziție orizontală a buclei, curentul va curge de la punctul A la B și pe cealaltă parte a buclei curentul va curge de la punctul C la D.
acum, dacă permitem bucla să se deplaseze mai departe, va reveni la poziția sa verticală, dar acum partea superioară a buclei va fi CD, iar partea inferioară va fi AB (chiar opusă poziției verticale anterioare). În această poziție, mișcarea tangențială a laturilor buclei este paralelă cu liniile de flux ale câmpului. Prin urmare, nu va fi vorba de tăierea fluxului și, prin urmare, nu va exista curent în buclă.
dacă bucla se rotește mai departe, se ajunge din nou într-o poziție orizontală. Dar acum, a declarat partea AB a buclei vine în fața n pol, și CD-ul vine în fața S pol, adică, chiar vizavi de poziția orizontală anterioară așa cum se arată în figura de lângă.
aici mișcarea tangențială a laturii buclei este perpendiculară pe liniile de flux; prin urmare, rata de tăiere a fluxului este maximă aici și, conform regulii din dreapta a lui Flemming, în această poziție curentul curge de la B la a și pe o altă parte de la D la C.
acum dacă bucla este continuată să se rotească în jurul axei sale. De fiecare dată când partea AB vine în fața polului S, curentul curge de la A la B. din nou, când vine în fața polului N, curentul curge de la B La A. în mod similar, de fiecare dată când CD-ul lateral vine în fața polului S, curentul curge de la C la D., Când CD-ul lateral vine în fața polului N, curentul curge de la D la C.
dacă observăm acest fenomen diferit, putem concluziona, că fiecare parte a buclei vine în fața polului N, curentul va curge prin acea parte în aceeași direcție, adică în jos până la planul de referință. În mod similar, fiecare parte a buclei vine în fața polului S, curentul prin el curge în aceeași direcție, adică în sus de planul de referință. Din aceasta, vom ajunge la subiectul principiului generatorului de curent continuu.
acum bucla este deschisă și conectată cu un inel divizat așa cum se arată în figura de mai jos. Split inele, realizate dintr-un cilindru conductor, se taie în două jumătăți sau segmente izolate unele de altele. Conectăm bornele de încărcare externe cu două perii de carbon care se sprijină pe aceste segmente de inel de alunecare despicate.
principiul de funcționare al generatorului de curent continuu
putem vedea că în prima jumătate a curentului de revoluție curge întotdeauna de-a lungul ABLMCD, adică peria nr. 1 în contact cu segmentul A.în următoarea jumătate de revoluție, în figură, direcția curentului indus în bobină este inversată. Dar, în același timp, poziția segmentelor a și b sunt, de asemenea, inversate, ceea ce duce la faptul că peria nr. 1 vine în contact cu segmentul b. prin urmare, curentul din rezistența la sarcină curge din nou de la L la M. Forma de undă a curentului prin circuitul de sarcină este așa cum se arată în figură. Acest curent este unidirecțional.
conținutul de mai sus este principiul de funcționare de bază al generatorului de curent continuu, explicat prin modelul generatorului cu o singură buclă. Pozițiile periilor generatorului de curent continuu sunt astfel încât schimbarea segmentelor a și b de la o perie la alta să aibă loc atunci când planul bobinei rotative este în unghi drept față de planul liniilor de forță. Este de a deveni în această poziție, EMF indus în bobină este zero.