Elektrisk generator og elektromotorisk strøm

Elektriske generatorer er enheder, der konverterer energimekanik, kemi eller endda. sol i energielektrisk. Den energi, der produceres af generatorer, kan bruges til at drive elektriske kredsløb. Se nedenfor nogle eksempler på generatorer:

→ Batterier

→ Batterier

→ Dieseldrevne generatorer

→ Vandkraftværker

→ Solcelleanlæg (solcelleanlæg)

→ Vindkraftværker

→ Kernekraftværker

Fænomenet, som nogle af de ovennævnte generatorer bruger til at omdanne mekanisk energi til elektrisk energi, kaldes elektromagnetisk induktion. Denne proces består i at ændre magnetfeltstrøm over en ledende sløjfe, hvilket fremmer fremkomsten af ​​en vekselstrøm.

Se også: Opdagelsen af ​​elektromagnetisk induktion

På pladersolcellerer til gengæld i stand til at transformere den energi, der er til stede i elektromagnetiske bølger i elektricitet gennem fotoelektrisk effekt.

Elektromotorisk kraft

DET styrkeelektromotorisk (FEM) svarer til hele det elektriske potentiale, der kan produceres af en generator. Når der er tilsluttet et kredsløb, er en del af den genererede energi

forsvundet i form af varme på grund af dannelsen af ​​en elektrisk strøm inde. Dette fænomen kaldes joule-effekt, det sker, fordi generatorerne har et bestemt intern modstandderfor er der ingen perfekt generator.

Elektromotorisk kraft kan også forstås som mængden af ​​elektrisk potentiel energi, som generatorer leverer til hver enhed af elektrisk ladning:

Vi kan beregne den elektromotoriske kraft produceret af en generator ved hjælp af følgende ligning:

OG - elektromotorisk kraft [V]
U - anvendelig elektrisk spænding [V]
r_jeg- generatorens interne modstand [Ω]
jeg - elektrisk strøm [A]

Ovenstående ligning antyder, at en del af produceret energi af en generator (OG) é bruges til at ringe elektroniske anordninger (U), og en anden del er forsvundet(r_jeg.jeg). Gennem elektromotorisk ligning er det muligt at udlede karakteristisk ligning af generatorer, der giver os anvendelig spænding(U_U) af et kredsløb drevet af en rigtig generator:

Mind Map: Generatorer

* For at downloade tankekortet, Klik her!

Repræsentation af generatoren i kredsløbet

Generatorer er normalt repræsenteret i kredsløb, hvis diagram er vist nedenfor:

I generatorer er den elektrisk strøm (i konventionel forstand) skal altid strømme fra mindre til størrepotentielelektrisk, demonstreret af barlille (-) og for stor bar (+), henholdsvis. Denne repræsentation indikerer, at den elektriske strøm vinder energi, når den passerer gennem generatoren. Modstanden r_jeg vist i kredsløbet er den intern modstand af generatoren.

Stop ikke nu... Der er mere efter reklamen;)

Karakteristisk kurve for generatorer

Generatorernes karakteristiske kurve er en ligenedad ved førstkvadrant af fladKartesisk. Repræsenterer spændingsfaldet inde i generatoren og kan forstås som følger:

1. Hvis strømmen dannet af generatoren er nul (i = 0), så vil ingen energi blive spredt. Derfor vil al den producerede spænding være selve elektromotoriske kraft (U = E).

2. Hvis generatoren er kortsluttet, forbundet direkte til de positive og negative terminaler med en ledning uden modstand, produceres den maksimalt mulige strøm. Hvis generatoren er tilsluttet et kredsløb og producerer en sådan strøm, vil dens interne modstand forbruge al den producerede energi. På denne måde vil potentialet, der er etableret af generatoren, være nul (U = 0). Holde øje:
   

OG - elektromotorisk kraft [V]
r_jeg- generatorens interne modstand [Ω]
jeg_cc - kortslutning elektrisk strøm [A]

Gennem den første lov af Ohm kan vi bruge oplysningerne i generatorernes karakteristiske kurve til at beregne deres interne modstand. Holde øje:

Se også: Ohms lov

El i generatorer

Elektrisk kraft er en målt skalar størrelse, normalt i watt (eller afledte enheder). Repræsenterer hastigheden for ændring af elektrisk energi som en funktion af tiden. I generatorer er der tre typer elektrisk strøm:

• Samlet elektrisk effekt: svarer til al den elektriske kraft, der produceres af generatorerne. Det er givet ved ligningen:
  

• Brugbar elektrisk strøm: elektrisk strøm til rådighed for det elektriske kredsløb. Det kan beregnes ved hjælp af følgende ligning:
  

• Forsvundet elektrisk kraft: elektrisk strøm, der forbruges af Joule-effekten på grund af passage af elektrisk strøm gennem generatorernes interne modstand.
  

  

Derfor kan energibalancen i generatorer syntetiseres ved hjælp af følgende ligninger:

Generatorindkomst

Generatorernes indkomst er en storhedfysikdimensionsløs som angiver generator kapacitet i transformation en eller anden form for energi i elektricitet. Generatorernes indkomst gives af grund imellem potentielelektrisknyttig og din styrkeelektromotorisk:

Af mig Rafael Helerbrock

Vil du henvise til denne tekst i et skole- eller akademisk arbejde? Se:

HELERBROCK, Rafael. "Elektriske generatorer og elektromotorisk kraft"; Brasilien skole. Tilgængelig i: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/geradores-eletricos-forca-eletromotriz.htm. Adgang til 27. juni 2021.