چه چیزی اصل کار ژنراتور است؟

ژنراتور متناوب چگونه کار می‌کند؟

تعریف ژنراتور متناوب

ژنراتور متناوب دستگاهی است که از القای الکترومغناطیسی برای تبدیل انرژی مکانیکی به جریان متناوب الکتریکی استفاده می‌کند.

اصل کار

ژنراتور متناوب بر اساس قانون فارادی کار می‌کند که در آن حرکت بین یک رسانا و یک میدان مغناطیسی یک جریان الکتریکی القا می‌کند.

فرآیند القایی

فرض کنید این دوره یک‌پیچه ABCD می‌تواند حول محورهای a-b چرخانده شود. بگذارید دوره با چرخش ساعت‌گرد شروع کند. پس از چرخش ۹۰ درجه: یک طرف حلقه AB یا رسانا AB در مقابل قطب S و رسانا CD در مقابل قطب N قرار می‌گیرد. در این موقعیت، حرکت مماسی رسانا AB دقیقاً عمود بر خطوط میدان مغناطیسی از قطب N به قطب S است. بنابراین، نرخ برش میدان مغناطیسی رسانا AB در اینجا بیشترین است و برای این برش میدان، رسانا AB یک جریان القایی تولید می‌کند که جهت آن می‌تواند با قاعده دست راست فلمن تعیین شود. بر اساس این قاعده، جهت این جریان از A به B خواهد بود. همزمان، رسانا CD در زیر قطب N قرار دارد و در اینجا نیز اگر قاعده دست راست فلمن را اعمال کنیم، جهت جریان القایی را که از C به D خواهد بود، می‌یابیم.

بعد از چرخش ۹۰ درجه دیگر به صورت ساعت‌گرد، حلقه ABCD به موقعیت عمودی می‌رسد. در اینجا، حرکت رساناهای AB و CD موازی با خطوط میدان مغناطیسی است، بنابراین میدان مغناطیسی برش نمی‌خورد و بنابراین هیچ جریانی تولید نمی‌شود.

جریان متناوب

بعد از چرخش ۹۰ درجه دیگر به صورت ساعت‌گرد، دوباره به موقعیت افقی می‌رسد، جایی که رسانا AB زیر قطب N و CD زیر قطب S قرار می‌گیرد. در اینجا اگر دوباره قاعده دست راست فلمن را اعمال کنیم، خواهیم دید که جریان القایی در رسانا AB از نقطه B به A و جریان القایی در رسانا CD از D به C است.

با حرکت حلقه از موقعیت عمودی به افقی، جریان در رسانا از صفر به حداکثر افزایش می‌یابد. جریان از B به A، A به D، D به C، C به B، از A به B، B به C، C به D و D به A در یک حلقه بسته جریان می‌یابد. وقتی حلقه دوباره به موقعیت عمودی می‌رسد، جریان به صفر می‌رسد. با ادامه چرخش، جهت جریان تغییر می‌کند. هر دور کامل باعث می‌شود جریان به حداکثر برسد، به صفر برسد، به حداکثر در جهت مخالف برسد و سپس دوباره به صفر برسد، که یک دور موج سینوسی در ۳۶۰ درجه چرخش تکمیل می‌شود. این فرآیند نشان می‌دهد چگونه جریان متناوب با چرخش یک رسانا در یک میدان مغناطیسی تولید می‌شود.

پیکربندی عملی

ژنراتورهای مدرن معمولاً دارای آرماتورهای ثابت و میدان‌های مغناطیسی چرخان هستند که کارایی تولید جریان متناوب سه‌فاز را برای محدوده وسیعی از توزیع انرژی افزایش می‌دهند.