Elektrische generator en elektromotorische stroom

Elektrische generatoren zijn apparaten die energiemechanica, chemie of zelfs. zonne- in energieelektrisch. De energie die door generatoren wordt geproduceerd, kan worden gebruikt om elektrische circuits van stroom te voorzien. Zie hieronder enkele voorbeelden van generatoren:

→ Batterijen

→ Batterijen

→ Dieselgeneratoren

→ Waterkrachtcentrales

→ Zonne-installaties (fotovoltaïsche platen)

→ Windenergiecentrales

→ Kerncentrales

Het fenomeen dat door sommige van de bovenstaande generatoren wordt gebruikt om mechanische energie in elektrische energie om te zetten, wordt genoemd: elektromagnetische inductie.Dit proces bestaat uit het wijzigen van de magnetische veldflux over een geleidende lus, waardoor de opkomst van a elektrische wisselstroom.

Zie ook: De ontdekking van elektromagnetische inductie

Bij platenfotovoltaïschzijn op hun beurt in staat om de energie die aanwezig is in de elektromagnetische golven in elektriciteit via de fotoëlektrisch effect.

elektromotorische kracht

DE krachtelektromotorisch

(FEM) komt overeen met het volledige elektrische potentieel dat door een generator kan worden geproduceerd. Bij aansluiting op een circuit wordt een deel van de opgewekte energie energy verdreven in de vorm van warmte door de vorming van a elektrische stroom binnen. Dit fenomeen, genaamd joule-effect, het gebeurt omdat de generatoren een bepaalde interne weerstanddaarom is er geen perfecte generator.

Elektromotorische kracht kan ook worden opgevat als de hoeveelheid elektrische potentiële energie die generatoren leveren aan elke eenheid elektrische lading:

We kunnen de elektromotorische kracht die door een generator wordt geproduceerd berekenen met behulp van de volgende vergelijking:

EN – elektromotorische kracht [V]
U – bruikbare elektrische spanning [V]
r_ik– generator interne weerstand [Ω]
ik – elektrische stroom [A]

De bovenstaande vergelijking suggereert dat een deel van de geproduceerde energie door een generator (EN) é gebruikt om te bellen elektronische apparaten (U), en een ander deel is verdreven(r_ik.ik). Door de elektromotorische krachtvergelijking is het mogelijk om de af te leiden karakteristieke vergelijking van generatoren, dat geeft ons de bruikbare spanning(U_U) door een circuit aangedreven door een echte generator:

Mindmap: generatoren

*Om de mindmap te downloaden, Klik hier!

Vertegenwoordiging van de generator in het circuit

Generatoren worden meestal weergegeven in circuits, waarvan het diagram hieronder wordt weergegeven:

In generatoren, de elektrische stroom (in de conventionele zin) moet altijd vloeien uit de kleiner naar groterpotentieelelektrisch, gedemonstreerd door barbeetje (-) en voor grote balk (+), respectievelijk. Deze weergave geeft aan dat de elektrische stroom energie wint bij het passeren van de generator. Het verzet r_ik getoond in het circuit is de interne weerstand van de generator.

Karakteristieke curve van generatoren

De karakteristieke curve van generatoren is a Rechtdoorneerwaarts bij de eerstekwadrant van vlakcartesiaans. vertegenwoordigt de spanningsdaling in de generator en kan als volgt worden begrepen:

1. Als de stroom gevormd door de generator nul is nu (ik = 0), dan gaat er geen energie verloren. Daarom zal alle geproduceerde spanning de elektromotorische kracht zelf zijn (U = E).

2. Als de generator wordt kortgesloten, rechtstreeks verbonden met de positieve en negatieve klemmen door een draad zonder weerstand, zal de maximaal mogelijke stroom worden geproduceerd. Als die generator is aangesloten op een circuit en een dergelijke stroom produceert, zal zijn interne weerstand alle geproduceerde energie verbruiken. Op deze manier is het potentieel dat door de generator is vastgesteld nul (U = 0). Kijk maar:
   

EN – elektromotorische kracht [V]
r_ik– generator interne weerstand [Ω]
ik_cc – kortsluitstroom [A]

Via de 1e wet van Ohm kunnen we de informatie in de karakteristieke curve van generatoren gebruiken om hun interne weerstand te berekenen. Kijk maar:

Zie ook: De wet van Ohm

Elektrisch vermogen in generatoren

Elektrisch vermogen is een scalaire hoeveelheid gemeten, meestal in watt (of afgeleide eenheden). Vertegenwoordigt de snelheid van verandering van elektrische energie als functie van de tijd. In generatoren zijn er drie soorten elektrisch vermogen:

• Totaal elektrisch vermogen: komt overeen met al het elektrisch vermogen dat door de generatoren wordt geproduceerd. Het wordt gegeven door de vergelijking:
  

• Bruikbaar elektrisch vermogen: elektrisch vermogen dat beschikbaar is voor het elektrische circuit. Het kan worden berekend met behulp van de volgende vergelijking:
  

• Gedissipeerd elektrisch vermogen: elektrisch vermogen dat wordt verbruikt door het Joule-effect als gevolg van de doorgang van elektrische stroom door de interne weerstand van de generatoren.
  

  

Daarom kan de energiebalans in generatoren worden gesynthetiseerd door de volgende vergelijkingen:

Generator inkomen

Het inkomen van generatoren is a grootheidfysicadimensieloos die de aangeeft generatorcapaciteit: bij het transformeren een vorm van energie in elektriciteit. Het inkomen van de generatoren wordt gegeven door de reden tussen de potentieelelektrischnuttig en die van jou krachtelektromotorisch:

Door mij Rafael Helerbrock

Bron: Brazilië School - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/geradores-eletricos-forca-eletromotriz.htm