Elektrigeneraator ja elektromootor

Elektrigeneraatorid on seadmed, mis muundavad energiamehaanika, keemia või isegi. päikese aastal energiaelektriline. Generaatorite toodetud energiat saab kasutada elektriskeemide toitmiseks. Allpool leiate mõned näited generaatoritest:

→ Patareid

→ Patareid

→ Diiselmootoriga generaatorid

→ Hüdroelektrijaamad

→ Päikesejaamad (fotogalvaanilised plaadid)

→ Tuuleelektrijaamad

→ Tuumaelektrijaamad

Nähtust, mida mõned ülaltoodud generaatorid kasutavad mehaanilise energia muundamiseks elektrienergiaks, nimetatakse elektromagnetiline induktsioon.See protsess seisneb magnetvälja voog üle juhtiva silmuse, soodustades nii a vahelduv elektrivool.

Vaadake ka: Elektromagnetilise induktsiooni avastamine

Kell plaadidfotogalvaanilineon omakorda võimelised muundama energias sisalduvat energiat elektromagnetlained elektrienergia kaudu fotoelektriline efekt.

elektromotoorjõud

THE tugevuselektromootor (FEM) vastab kogu elektrilisele potentsiaalile, mida generaator suudab tekitada. Vooluringiga ühendamisel on osa tekkivast energiast

hajutatud a moodustumise tõttu soojuse kujul elektrivool sees. See nähtus, nn džauliefekt, see juhtub seetõttu, et generaatoritel on kindel sisemine takistus, seega pole ideaalset generaatorit.

Elektromotoorset jõudu võib mõista ka kui elektrilise potentsiaalse energia hulka, mida generaatorid tarnivad igale elektrilaengu ühikule:

Saame arvutada generaatori tekitatud elektromotoorjõu järgmise võrrandi abil:

JA - elektromotoorjõud [V]
U - kasutatav elektriline pinge [V]
r_i- generaatori sisetakistus [Ω]
i - elektrivool [A]

Ülaltoodud võrrand viitab selle osale toodetud energiat generaatori poolt (JA) é harjunud helistama elektroonilised seadmed (U)ja veel üks osa on hajutatud(r_i.i). Elektromotoorjõu võrrandi kaudu on võimalik tuletada generaatorite iseloomulik võrrand, mis annab meile kasutatav pinge(U_U) tõelise generaatori toitel vooluringi abil:

Meelekaart: Generaatorid

* Mõttekaardi allalaadimiseks Kliki siia!

Generaatori kujutamine vooluahelas

Generaatorid on tavaliselt esindatud vooluringides, mille skeem on näidatud allpool:

Generaatorites on elektrivool (tavamõistes) peab alati tulema väiksem kuni suurempotentsiaalelektriline, näitas baarvähe (-) ja poolt suur baar (+)vastavalt. See kujutis näitab, et elektrivool saab generaatori läbimisel energiat. Vastupanu r_i vooluringis näidatud on sisemine takistus generaatori.

Ärge lõpetage kohe... Peale reklaami on veel;)

Generaatorite iseloomulik kõver

Generaatorite iseloomulik kõver on a sirgeallapoole juures kõigepealtkvadrant kohta tasaneRistikujuline. Esindab pingelangus generaatori sees ja seda saab mõista järgmiselt:

1. Kui generaatori moodustatud vool on null (i = 0), siis energiat ei hajuta. Seetõttu on kogu toodetud pinge elektromotoorjõud ise (U = E).

2. Kui generaatoril on lühis, mis on takistuseta traadi abil otse positiivse ja negatiivse klemmiga ühendatud, tekib maksimaalne võimalik vool. Kui see generaator on ühendatud vooluahelasse ja tekitab sellist voolu, kulutab selle sisemine takistus kogu toodetud energia. Sel viisil on generaatori loodud potentsiaal null (U = 0). Vaata:
   

JA - elektromotoorjõud [V]
r_i- generaatori sisetakistus [Ω]
i_cc - lühise elektrivool [A]

Esimese Ohmi seaduse kaudu saame kasutada generaatorite iseloomulikus kõveras sisalduvat teavet nende sisemise takistuse arvutamiseks. Vaata:

Vaadake ka: Ohmi seadus

Elektritoit generaatorites

Elektrivõimsus on mõõdetud skalaarne suurus, tavaliselt vattides (või tuletatud ühikutes). Esitab elektrienergia muutumise kiirust aja funktsioonina. Generaatorites on kolme tüüpi elektrit:

• Elektrienergia kokku: vastab kogu generaatorite toodetud elektrienergiale. Selle annab võrrand:
  

• Kasutatav elektrienergia: elektriahelale kättesaadav elektrienergia. Selle saab arvutada järgmise võrrandi abil:
  

• Hajutatud elektrienergia: Joule-efekti poolt tarbitud elektrienergia, mis on tingitud elektrivoolu läbimisest läbi generaatorite sisemise takistuse.
  

  

Seetõttu saab generaatorite energia tasakaalu sünteesida järgmiste võrrandite abil:

Generaatori sissetulek

Generaatorite sissetulek on a ülevusFüüsikamõõtmeteta mis tähistab generaatori võimsus ümberkujundamisel mingi energiavorm aastal elekter. Generaatorite tulu annab põhjust vahel potentsiaalelektrilinekasulik ja sinu tugevuselektromootor:

Minu poolt. Rafael Helerbrock

Kas soovite sellele tekstile viidata koolis või akadeemilises töös? Vaata:

HELERBROCK, Rafael. "Elektrigeneraatorid ja elektromotoorenergia"; Brasiilia kool. Saadaval: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/geradores-eletricos-forca-eletromotriz.htm. Juurdepääs 27. juunil 2021.