Kā darbojas dzeselis?

Kā darbojas alternators?

Alternatora definīcija

Alternators ir ierīce, kas izmanto elektromagnētisko indukciju, lai pārvērstu mehānisko enerģiju par strāvas elektrību.

Darbības princips

Alternators darbojas saskaņā ar Faradeja likumu, kur kustība starp vadi un magnētisku lauku izraisa elektrisku strāvu.

Indukcijas process

Piedodiet, ka šis viena apgrieziena cikls ABCD var tikt pagriezts pret ass a-b. Pieņemsim, ka cikls sāk rotāties pulksteņrādītāja virzienā. Pēc 90 grādu rotācijas: viens no loku AB vai vads AB atrodas S pola priekšā, bet vads CD atrodas N pola priekšā. Šajā pozīcijā vada AB tangenciālā kustība ir tieši perpendikulāra fluxa līnijām no N uz S poliem. Tāpēc vada AB fluxa griešanas ātrums šeit ir vislielākais, un šai fluxa griešanai vads AB izraisīs inducētu strāvu, kuras virzienu var noteikt, izmantojot Fleminga labās rokas likumu. Saskaņā ar šo likumu strāvas virziens būs no A uz B. Vienu pašu laiku vads CD atrodas zem N pola, un šeit, ja mēs piemērosim Fleminga labās rokas likumu, mēs atradīsim inducētās strāvas virzieni, kas notiek no C uz D.

Pēc papildus 90 grādu pulksteņrādītāja virzienā rotācijas, kolontīvs ABCD nonāk vertikālā pozīcijā. Šeit vado AB un CD kustība ir savstarpēji paralēla fluxa līnijām, tāpēc magnētiskais fluxs netiek nogriezts un tādēļ neizraisa strāvu.

Strāvas maiņa

Pēc vēl 90 grādu pulksteņrādītāja virzienā, o vēlreiz nonāk horizontālā pozīcijā, kur vads AB atrodas zem N pola, bet CD zem S pola. Šeit, ja mēs vēlreiz piemērosim Fleminga labās rokas likumu, mēs redzēsim, ka vada AB inducētā strāva ir no punkta B uz A, un vada CD inducētā strāva ir no D uz C.

Kā kolontīvs pārvietojas no vertikālas uz horizontālo, vada strāva pieaug no nulles līdz maksimumam. Strāva plūst no B uz A, A uz D, D uz C, C uz B, no A uz B, B uz C, C uz D, un D uz A slēgtā kolontīvā. Kad kolontīvs vēlreiz tuvojas vertikālajai pozīcijai, strāva samazinās līdz nullei. Turpinot rotāciju, strāvas virziens mainās. Katrs pilns apgrieziens izraisa strāvas maksimumu, tā samazināšanos līdz nullei, maksimumu pretējā virzienā un atkal nulles sanākšanu, veidojot vienu sinusoīdas ciklu katros 360 grādu rotācijas laikā. Process ilustrē, kā strāvas maiņu var radīt, rotājot vadi magnētiskā laukā.

Praktiska konfigurācija

Modernie alternatori parasti ir aprīkoti ar fiksētiem armatūru un rotējošiem magnētiskajiem laukiem, kas palielina efektivitāti, ģenerējot trīs fāžu strāvas maiņas elektrību plašā spēja piegādes jomā.