発電機と起電力

発電機は変換するデバイスです エネルギー力学, 化学 あるいは。 太陽エネルギー電気の。 発電機によって生成されたエネルギーは、電気回路に電力を供給するために使用できます。 以下のジェネレーターの例をいくつか参照してください。

→電池

スタック

→電池

車の電池

→ディーゼル発電機

ディーゼル発電機

→水力発電所

水力発電所

→太陽光発電所(太陽光発電プレート)

ソーラーボード

→風力発電所

風力エネルギー

→原子力発電所

核エネルギー

上記の発電機のいくつかが機械的エネルギーを電気的エネルギーに変換するために使用する現象は、 電磁誘導このプロセスは、 磁界フラックス 伝導ループを介して、したがって、の出現を促進します 交流。

も参照してください: 電磁誘導の発見

プレート太陽光発電、順番に、に存在するエネルギーを変換することができます 電磁波 を介して電気で 光電効果.

起電力

THE 起電力 (FEM)は、発電機によって生成できる電位全体に対応します。 回路に接続すると、生成されるエネルギーの一部は 散逸 の形成による熱の形で 電流 内部。 この現象は、 ジュール効果、それはジェネレーターが特定のものを持っているために起こります 内部抵抗したがって、完璧なジェネレーターはありません。

起電力は、発電機が各電荷単位に供給する電位エネルギーの量としても理解できます。

起電力-2

次の式を使用して、発電機によって生成される起電力を計算できます。

起電力

そして –起電力[V]
U –使用可能な電圧[V]
r–発電機の内部抵抗[Ω]
–電流[A]

上記の式は、 生成されたエネルギー 発電機による (そして) é を呼び出すために使用 電子デバイス (U)、そして別の部分は 散逸(r。私). 起電力方程式から、 発電機の特性方程式、 それは私たちに 使用可能な電圧(UU) 実際の発電機によって電力を供給される回路によって:

発電機の方程式

マインドマップ:ジェネレーター

マインドマップ:ジェネレーター

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回路内の発電機の表現

発電機は通常回路で表され、その図を以下に示します。

発生器

発電機では、 電流 (従来の意味で)常にから流れる必要があります 小さいより大きい潜在的な電気の、によって示される バー少し(-) とのために 大きなバー(+)、それぞれ。 この表現は、発電機を通過するときに電流がエネルギーを獲得することを示しています。 抵抗 r 回路に示されているのは 内部抵抗 発電機の。

発電機の特性曲線

発電機の特性曲線は まっすぐ下向き最初四分円平らなデカルト. を表します 電圧降下 ジェネレーターの内部で、次のように理解できます。

  1. 発電機によって形成される電流がヌルの場合 (i = 0)、その後、エネルギーが消費されません。 したがって、生成されるすべての電圧は起電力そのものになります (U = E)。

  2. 発電機が短絡し、抵抗のないワイヤーで正と負の端子に直接接続されている場合、可能な最大電流が生成されます。 その発電機が回路に接続されてそのような電流を生成する場合、その内部抵抗は生成されたすべてのエネルギーを消費します。 このようにして、ジェネレータによって確立されたポテンシャルはヌルになります (U = 0). 見る:

発電機の特性曲線

そして –起電力[V]
r–発電機の内部抵抗[Ω]
cc –短絡電流[A]

オームの法則により、発電機の特性曲線に含まれる情報を使用して、発電機の内部抵抗を計算できます。 見る:

発電機の内部抵抗の計算

も参照してください: オームの法則

発電機の電力

電力は測定されたスカラー量であり、通常はワット(または導出された単位)で表されます。 時間の関数としての電気エネルギーの変化率を表します。 発電機には、次の3種類の電力があります。

  • 総電力: 発電機によって生成されるすべての電力に対応します。 これは次の式で与えられます。

全出力
  • 使用可能な電力: 電気回路に利用可能な電力。 次の式を使用して計算できます。

有効電力
  • 消費電力: 発電機の内部抵抗に電流が流れることによりジュール効果によって消費される電力。

    消費電力

したがって、発電機のエネルギーバランスは次の式で合成できます。

発電機のエネルギーバランス

発電機収入

発電機の収入は 偉大物理無次元 これは 発電機容量 変身することで ある種のエネルギー電気. 発電機の収入はによって与えられます 理由 間に 潜在的な電気の有用 とあなたの 起電力:

発電機収入


私によって。ラファエル・ヘラーブロック

ソース: ブラジルの学校- https://brasilescola.uol.com.br/fisica/geradores-eletricos-forca-eletromotriz.htm

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