발전기의 작동 원리는 무엇인가요

발전기는 어떻게 작동하는가?

발전기의 정의

발전기는 전자기 유도를 사용하여 기계 에너지를 교류 전기로 변환하는 기계입니다.

작동 원리

발전기는 도체와 자기장 사이의 운동으로 인해 전류가 유도되는 패러데이 법칙을 기반으로 작동합니다.

유도 과정

이 한 회전 주기 ABCD가 축 a-b에 대해 회전할 수 있다고 가정합시다. 이 주기가 시계 방향으로 회전하기 시작한다고 합시다. 90도 회전 후: 루프 AB 또는 도체 AB는 S 극 앞에 위치하고 도체 CD는 N 극 앞에 위치합니다. 이 위치에서 도체 AB의 접선 운동은 N에서 S 극으로 향하는 플럭스 선과 직각입니다. 따라서 도체 AB의 플럭스 절단률이 가장 크고, 이 플럭스 절단으로 인해 도체 AB는 유도 전류를 생성하며, 이 방향은 플레밍 오른손 법칙을 통해 결정될 수 있습니다. 이 규칙에 따르면, 이 전류의 방향은 A에서 B로 될 것입니다. 동시에 도체 CD는 N 극 아래에 위치하고 있으며, 여기에서도 플레밍 오른손 법칙을 적용하면 유도 전류의 방향이 C에서 D로 간다는 것을 알 수 있습니다.

추가로 시계 방향으로 90도 회전하면, 고리 ABCD는 수직 위치에 도달합니다. 여기서 도체 AB와 CD의 운동은 플럭스 선과 평행하게 정렬되어 있어 자기 플럭스가 절단되지 않으므로 전류가 생성되지 않습니다.

교류 전기

다시 90도 시계 방향으로 회전하면, o는 다시 수평 위치로 돌아갑니다. 여기서 도체 AB는 N 극 아래에 있고 CD는 S 극 아래에 있습니다. 여기서 다시 플레밍 오른손 법칙을 적용하면, 도체 AB의 유도 전류가 B에서 A로, 도체 CD의 유도 전류가 D에서 C로 간다는 것을 알 수 있습니다.

고리가 수직에서 수평으로 이동하면서 도체의 전류는 0에서 최대까지 증가합니다. 전류는 B에서 A, A에서 D, D에서 C, C에서 B, A에서 B, B에서 C, C에서 D, 그리고 D에서 A로 닫힌 루프를 따라 흐릅니다. 고리가 다시 수직 위치에 접근하면, 전류는 0으로 감소합니다. 계속 회전하면, 전류의 방향이 바뀝니다. 각 완전한 회전은 전류가 최대치에 도달하고 0으로 감소하고 반대 방향으로 최대치에 도달한 다음 다시 0으로 돌아가는 것을 의미하며, 이는 360도 회전마다 하나의 사인파 주기를 완성합니다. 이 과정은 도체를 자기장 내에서 회전시키면 어떻게 교류 전기가 생성되는지 보여줍니다.

실제 구조

현대의 발전기는 고정된 아머와 회전하는 자기장을 가지며, 이는 광범위한 전력 분배를 위한 세페이즈 교류 전기 생성 효율성을 높입니다.