Generatory elektryczne to urządzenia, które konwertują energiamechanika, chemia lub nawet. słoneczny w energiaelektryczny. Energia wytwarzana przez generatory może być wykorzystana do zasilania obwodów elektrycznych. Zobacz poniżej kilka przykładów generatorów:
→ Baterie
→ Baterie
→ Generatory na olej napędowy
→ Elektrownie wodne
→ Elektrownie słoneczne (płyty fotowoltaiczne)
→ Elektrownie wiatrowe
→ Elektrownie jądrowe
Zjawisko wykorzystywane przez niektóre z powyższych generatorów do przekształcania energii mechanicznej w energię elektryczną nazywa się Indukcja elektromagnetyczna.Ten proces polega na zmianie strumień pola magnetycznego nad pętlą przewodzącą, promując w ten sposób pojawienie się przemienny prąd elektryczny.
Zobacz też: Odkrycie indukcji elektromagnetycznej
W talerzefotowoltaicznaz kolei są w stanie przekształcić energię obecną w fale elektromagnetyczne w elektryczność przez efekt fotoelektryczny.
siła elektromotoryczna
TEN siłaelektromotoryczny (MES) odpowiada całemu potencjałowi elektrycznemu, jaki może wytworzyć generator. Po podłączeniu do obwodu część wytwarzanej energii jest
hulaszczy w postaci ciepła z powodu tworzenia się prąd elektryczny wewnątrz. Zjawisko to, zwane efekt dżula, dzieje się tak, ponieważ generatory mają pewną wewnętrzny opórdlatego nie ma idealnego generatora.Siłę elektromotoryczną można również rozumieć jako ilość elektrycznej energii potencjalnej, jaką generatory dostarczają do każdej jednostki ładunku elektrycznego:
Siłę elektromotoryczną wytwarzaną przez generator możemy obliczyć za pomocą następującego równania:
I – siła elektromotoryczna [V]
U – użyteczne napięcie elektryczne [V]
rja– rezystancja wewnętrzna generatora [Ω]
ja – prąd elektryczny [A]
Powyższe równanie sugeruje, że część wyprodukowana energia przez generator (I) é zwykłem dzwonić urządzenia elektryczne (U), a kolejna część to hulaszczy(Rja.ja). Z równania siły elektromotorycznej można wywnioskować równanie charakterystyczne generatorów, która zapewnia nam użyteczne napięcie(UU) przez obwód zasilany z prawdziwego generatora:
Mapa myśli: generatory
*Aby pobrać mapę myśli, Kliknij tutaj!
Reprezentacja generatora w obwodzie
Generatory są zwykle reprezentowane w obwodach, których schemat pokazano poniżej:
W generatorach prąd elektryczny (w konwencjonalnym sensie) musi zawsze wypływać z mniejszy do większypotencjałelektryczny, wykazane przez barmało (-) i dla duży pasek (+), odpowiednio. Ta reprezentacja wskazuje, że prąd elektryczny zyskuje energię podczas przechodzenia przez generator. Opór rja pokazany w obwodzie to wewnętrzny opór generatora.
Krzywa charakterystyczna generatorów
Krzywa charakterystyczna generatorów to a is prostozniżkowy na pierwszykwadrant z mieszkaniekartezjański. Reprezentuje spadek napięcia wewnątrz generatora i można je rozumieć w następujący sposób:
Jeśli prąd generowany przez generator jest zerowy (i = 0), wtedy żadna energia nie zostanie rozproszona. Dlatego całe wytwarzane napięcie będzie samą siłą elektromotoryczną (U = E).
Jeśli generator jest zwarty, podłączony bezpośrednio do dodatniego i ujemnego zacisku przewodem bez rezystancji, zostanie wytworzony maksymalny możliwy prąd. Jeśli ten generator jest podłączony do obwodu i wytwarza taki prąd, jego rezystancja wewnętrzna pochłonie całą wytworzoną energię. W ten sposób potencjał ustalony przez generator będzie zerowy (U = 0). Zegarek:
I – siła elektromotoryczna [V]
rja– rezystancja wewnętrzna generatora [Ω]
jacc – prąd zwarciowy [A]
Poprzez 1. prawo Ohma możemy wykorzystać informacje zawarte w krzywej charakterystycznej generatorów do obliczenia ich rezystancji wewnętrznej. Zegarek:
Zobacz też: Prawo Ohma
Energia elektryczna w generatorach
Moc elektryczna to mierzona wielkość skalarna, zwykle w watach (lub jednostkach pochodnych). Reprezentuje szybkość zmian energii elektrycznej w funkcji czasu. W generatorach występują trzy rodzaje energii elektrycznej:
Całkowita moc elektryczna: odpowiada całej energii elektrycznej wytwarzanej przez generatory. Daje to równanie:
Użyteczna moc elektryczna: energia elektryczna dostępna w obwodzie elektrycznym. Można go obliczyć za pomocą następującego równania:
-
Rozproszona moc elektryczna: energia elektryczna zużywana przez efekt Joule'a z powodu przepływu prądu elektrycznego przez wewnętrzną rezystancję generatorów.
Dlatego bilans energetyczny w generatorach można zsyntetyzować za pomocą następujących równań:
Dochód generatora
Dochód generatorów jest wielkośćfizykabezwymiarowy co wskazuje na moc generatora w transformacji jakaś forma energii w Elektryczność. Dochód wytwórców jest podawany przez powód pomiędzy potencjałelektrycznyprzydatny i Twoje siłaelektromotoryczny:
Przeze mnie Rafael Helerbrock
Źródło: Brazylia Szkoła - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/geradores-eletricos-forca-eletromotriz.htm
