Wat is het werkingsschema van een dynamo?

Wat is het werkingsschema van een dynamo?

Definitie van dynamo

Een dynamo is een machine die gebruik maakt van elektromagnetische inductie om mechanische energie om te zetten in wisselstroom.

Werkingsschema

De dynamo werkt op basis van de wet van Faraday, waarbij beweging tussen een geleider en een magnetisch veld een elektrische stroom induceren.

Inductieproces

Stel dat deze één-omwenteling cyclus ABCD kan worden geroteerd tegen as a-b. Laten we zeggen dat de cyclus begint met draaien in wijzerszin. Na een rotatie van 90 graden: één kant van de lus AB of geleider AB bevindt zich voor de S-pool en geleider CD bevindt zich voor de N-pool. Op deze positie is de tangentiële beweging van geleider AB loodrecht op de fluxlijn van de N naar de S-polen. Daarom is de fluxdoorsnijdingsrate van geleider AB hier het grootst, en door deze fluxdoorsnijding zal geleider AB een geïnduceerde stroom genereren, waarvan de richting kan worden bepaald met behulp van de rechterhandregel van Fleming. Volgens deze regel zal de richting van deze stroom van A naar B zijn. Tegelijkertijd bevindt geleider CD zich onder de N-pool, en als we hier ook de rechterhandregel van Fleming toepassen, vinden we de richting van de geïnduceerde stroom, die van C naar D zal gaan.

Na een verdere rotatie van 90 graden in wijzerszin, bereikt de ring ABCD een verticale positie. Hier zijn de bewegingen van de geleiders AB en CD parallel aan de fluxlijnen, dus wordt de magnetische flux niet doorgesneden en wordt er geen stroom gegenereerd.

Wisselstroom

Na nog eens 90 graden rotatie in wijzerszin, keert de ring weer terug naar de horizontale positie, waar geleider AB zich onder de N-pool bevindt en CD zich onder de S-pool bevindt. Als we hier opnieuw de rechterhandregel van Fleming toepassen, zien we dat de geïnduceerde stroom in geleider AB van punt B naar A gaat, en de geïnduceerde stroom in geleider CD van D naar C gaat.

Terwijl de lus van verticaal naar horizontaal beweegt, neemt de stroom in de geleider toe van nul tot een maximum. De stroom stroomt van B naar A, A naar D, D naar C, C naar B, van A naar B, B naar C, C naar D, en D naar A in een gesloten lus. Wanneer de lus opnieuw de verticale positie nadert, daalt de stroom terug naar nul. Terwijl hij verder blijft roteren, verandert de stroomrichting. Elke volledige omwenteling zorgt ervoor dat de stroom piekt, daalt naar nul, piekt in de tegengestelde richting, en keert dan terug naar nul, wat één sinusgolfcyclus per 360 graden rotatie voltooit. Het proces illustreert hoe wisselstroom kan worden gegenereerd door een geleider te roteren in een magnetisch veld.

Praktische configuratie

Moderne dynamo's hebben meestal vaste armaturen en roterende magnetische velden die de efficiëntie van het genereren van driefase wisselstroom voor een breed scala aan energiedistributie verhogen.