Elektriskais ģenerators un elektromotors

Elektriskie ģeneratori ir ierīces, kas pārveido enerģijamehānika, ķīmija vai pat. saules iekšā enerģijaelektrisks. Ģeneratoru saražoto enerģiju var izmantot elektrisko ķēžu darbināšanai. Tālāk skatiet dažus ģeneratoru piemērus:

→ Baterijas

→ Baterijas

→ Ģeneratori ar dīzeļdzinēju

→ Hidroelektrostacijas

→ Saules stacijas (fotoelementu plāksnes)

→ Vēja elektrostacijas

→ Kodolspēkstacijas

Tiek saukta parādība, kuru daži no iepriekš minētajiem ģeneratoriem izmanto, lai pārveidotu mehānisko enerģiju elektriskajā enerģijā elektromagnētiskā indukcija. Šis process sastāv no magnētiskā lauka plūsma pār vadīšanas cilpu, tādējādi veicinot a maiņstrāvas strāva.

Skatiet arī: Elektromagnētiskās indukcijas atklāšana

Plkst plāksnesfotoelementu, savukārt, spēj pārveidot enerģiju, kas atrodas elektromagnētiskie viļņi elektroenerģijā caur fotoelektriskais efekts.

elektromotors

spēkselektromotors (FEM) atbilst visam elektriskajam potenciālam, ko var radīt ģenerators. Savienojot ar ķēdi, daļa no saražotās enerģijas ir

izkliedēts siltuma veidā a veidošanās dēļ elektriskā strāva iekšā. Šī parādība, ko sauc džoula efekts, tas notiek tāpēc, ka ģeneratoriem ir zināms iekšējā pretestība, tāpēc nav ideāla ģeneratora.

Elektromotora spēku var saprast arī kā elektriskās potenciālās enerģijas daudzumu, ko ģeneratori piegādā katrai elektriskās lādiņa vienībai:

Mēs varam aprēķināt ģeneratora radīto elektromotora spēku, izmantojot šādu vienādojumu:

UN - elektromotora spēks [V]
U - izmantojamais elektriskais spriegums [V]
r_i- ģeneratora iekšējā pretestība [Ω]
i - elektriskā strāva [A]

Iepriekšējais vienādojums liek domāt, ka saražotā enerģija ģenerators (UN) é mēdza zvanīt elektroniskās ierīces (U), un vēl viena daļa ir izkliedēts(r_i.i). Izmantojot elektromotora spēka vienādojumu, ir iespējams secināt raksturīgais ģeneratoru vienādojums, kas mums nodrošina izmantojamais spriegums(U_U) ar ķēdi, ko darbina reāls ģenerators:

Prāta karte: ģeneratori

* Lai lejupielādētu domu karti, Noklikšķiniet šeit!

Ģeneratora attēlojums ķēdē

Ģeneratori parasti tiek attēloti ķēdēs, kuru diagramma ir parādīta zemāk:

Ģeneratoros elektriskā strāva (parastajā nozīmē) vienmēr jāizplūst no mazāks uz lielākspotenciāluelektrisks, ko demonstrēja bārsmaz (-) un par liels bārs (+), attiecīgi. Šis attēlojums norāda, ka elektriskā strāva iegūst enerģiju, izejot caur ģeneratoru. Pretestība r_i shēmā redzamais ir iekšējā pretestība ģeneratora.

Ģeneratoru raksturīgā līkne

Ģeneratoru raksturīgā līkne ir a taisniuz leju pie vispirmskvadrants gada plakansDekarta. Pārstāv sprieguma kritums ģeneratora iekšpusē un to var saprast šādi:

1. Ja ģeneratora veidotā strāva ir nulle (i = 0), tad enerģija netiks izkliedēta. Tāpēc viss radītais spriegums būs pats elektromotora spēks (U = E).

2. Ja ģeneratoram ir īssavienojums, tas ar vadu bez pretestības ir tieši savienots ar pozitīvajiem un negatīvajiem spailēm, tiks radīta maksimāli iespējamā strāva. Ja šis ģenerators ir pievienots ķēdei un rada tādu strāvu, tā iekšējā pretestība patērēs visu saražoto enerģiju. Tādā veidā ģeneratora izveidotais potenciāls būs nulle (U = 0). Skatīties:
   

UN - elektromotora spēks [V]
r_i- ģeneratora iekšējā pretestība [Ω]
i_cc - īssavienojuma elektriskā strāva [A]

Izmantojot 1. omu likumu, mēs varam izmantot ģeneratoru raksturīgajā līknē esošo informāciju, lai aprēķinātu to iekšējo pretestību. Skatīties:

Skatīt arī: Ohma likums

Elektroenerģija ģeneratoros

Elektriskā jauda ir mērīts skalārais lielums, parasti vatos (vai atvasinātās vienībās). Pārstāv elektriskās enerģijas izmaiņu ātrumu kā laika funkciju. Ģeneratoros ir trīs veidu elektroenerģija:

• Kopējā elektriskā jauda: atbilst visai ģeneratoru saražotajai elektriskajai jaudai. To izsaka ar vienādojumu:
  

• Izmantojamā elektriskā jauda: elektriskajai ķēdei pieejamā elektriskā jauda. To var aprēķināt, izmantojot šādu vienādojumu:
  

• Izkliedētā elektriskā jauda: elektriskā jauda, ​​ko patērē Džoula efekts, pateicoties elektriskās strāvas pārejai caur ģeneratoru iekšējo pretestību.
  

  

Tāpēc enerģijas bilanci ģeneratoros var sintezēt ar šādiem vienādojumiem:

Ģeneratoru ienākumi

Ģeneratoru ienākumi ir a varenībafizikabezizmēra kas norāda uz ģeneratora jauda pārveidošanā kaut kāda veida enerģija iekšā elektrība. Ģeneratoru ienākumus aprēķina iemesls starp potenciāluelektrisksnoderīgs un tavs spēkselektromotors:

Autors: Rafaels Helerbroks

Avots: Brazīlijas skola - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/geradores-eletricos-forca-eletromotriz.htm