Електрически генератор и електродвижеща мощност

Електрическите генератори са устройства, които преобразуват енергиямеханика, химия или дори. слънчева в енергияелектрически. Енергията, произведена от генератори, може да се използва за захранване на електрически вериги. Вижте по-долу няколко примера за генератори:

→ Батерии

→ Батерии

→ Дизелови генератори

→ Водноелектрически централи

→ Слънчеви централи (фотоволтаични плочи)

→ Вятърни електроцентрали

→ Атомни централи

Нарича се феноменът, използван от някои от горните генератори за трансформиране на механичната енергия в електрическа електромагнитна индукция.Този процес се състои в промяна на поток на магнитното поле над проводяща верига, като по този начин насърчава появата на a променлив електрически ток.

Вижте също: Откриването на електромагнитната индукция

В плочифотоволтаичниот своя страна са способни да трансформират енергията, присъстваща в електромагнитни вълни в електричество чрез фотоелектричен ефект.

електродвижеща сила

НА силаелектромотор (FEM) съответства на целия електрически потенциал, който може да бъде произведен от генератор. Когато е свързан към верига, част от генерираната енергия е

разсеяни под формата на топлина поради образуването на a електрически ток вътре. Това явление, т.нар джаулов ефект, това се случва, защото генераторите имат определена вътрешно съпротивлениеследователно няма перфектен генератор.

Електромоторната сила може да се разбира и като количеството електрическа потенциална енергия, която генераторите подават към всяка единица електрически заряд:

Можем да изчислим електродвижещата сила, произведена от генератор, като използваме следното уравнение:

И - електродвижеща сила [V]
U - използваемо електрическо напрежение [V]
r_i- вътрешно съпротивление на генератора [Ω]
i - електрически ток [A]

Горното уравнение предполага, че част от произведена енергия от генератор (И) é свикнали електронни устройства (U), а друга част е разсеяни(r_i.i). Чрез уравнението на електромоторната сила е възможно да се изведе характеристично уравнение на генератори, което ни предоставя използваемо напрежение(U_U) от верига, захранвана от реален генератор:

Карта на ума: Генератори

* За да изтеглите мисловната карта, Натисни тук!

Представяне на генератора във веригата

Генераторите обикновено са представени във вериги, чиято схема е показана по-долу:

В генераторите, електрически ток (в конвенционалния смисъл) винаги трябва да произтича от по-малки да се по-голямпотенциалелектрически, демонстрирани от лентамалко (-) и за голяма лента (+), съответно. Това представяне показва, че електрическият ток печели енергия при преминаване през генератора. Съпротивата r_i показана във веригата е вътрешно съпротивление на генератора.

Характерна крива на генераторите

Характерната крива на генераторите е a правнадолу в първоквадрант на апартаментДекартово. Представлява спадът на напрежението вътре в генератора и може да се разбира по следния начин:

1. Ако токът, образуван от генератора, е нула (i = 0), тогава никаква енергия няма да се разсейва. Следователно цялото произведено напрежение ще бъде самата електромоторна сила (U = E).

2. Ако генераторът е късо съединен, свързан директно към положителните и отрицателните клеми чрез проводник без съпротивление, ще се получи максимално възможният ток. Ако този генератор е включен във верига и произведе такъв ток, неговото вътрешно съпротивление ще консумира цялата произведена енергия. По този начин потенциалът, установен от генератора, ще бъде нулев (U = 0). Гледам:
   

И - електродвижеща сила [V]
r_i- вътрешно съпротивление на генератора [Ω]
i_cc - електрически ток на късо съединение [A]

Чрез 1-ви закон на Ом можем да използваме информацията, съдържаща се в характерната крива на генераторите, за да изчислим тяхното вътрешно съпротивление. Гледам:

Вижте също: Законът на Ом

Електрическа енергия в генератори

Електрическата мощност е скаларно измерено количество, обикновено във ватове (или производни единици). Представлява скоростта на промяна на електрическата енергия като функция от времето. В генераторите има три вида електрическа енергия:

• Обща електрическа мощност: съответства на цялата електрическа мощност, произведена от генераторите. То се дава от уравнението:
  

• Използваема електрическа мощност: електрическа мощност, достъпна за електрическата верига. Може да се изчисли, като се използва следното уравнение:
  

• Разсеяна електрическа мощност: електрическа мощност, консумирана от ефекта на Джоул поради преминаването на електрически ток през вътрешното съпротивление на генераторите.
  

  

Следователно енергийният баланс в генераторите може да бъде синтезиран чрез следните уравнения:

Доход на генератора

Доходът на генераторите е a величиефизикабезразмерна което показва капацитет на генератора в трансформирането някаква форма на енергия в електричество. Доходът на генераторите се дава от причина между потенциалелектрическиполезен а твоя? И твоя силаелектромотор:

От мен Рафаел Хелерброк

Източник: Бразилско училище - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/geradores-eletricos-forca-eletromotriz.htm