Vad är generatorns fungeringsprincip?

Vad är generatorns fungeringsprincip?

Definition av generator

En generator är en maskin som använder elektromagnetisk induktion för att omvandla mekanisk energi till växelström.

Fungeringsprincip

Generatoren fungerar enligt Faradays lag, där rörelse mellan en ledare och ett magnetfält inducerar en elektrisk ström.

Induktionsprocess

Antag att denna ett-varvs cykel ABCD kan roteras mot axlarna a-b. Antag att cykeln börjar snurra medurs. Efter 90 grader rotation: Ena sidan av loopen AB eller ledaren AB befinner sig framför S-polen och ledaren CD befinner sig framför N-polen. I denna position är den tangentiella rörelsen av ledaren AB just vinkelrät mot fluxlinjerna från N till S-polarna. Därför är fluxavskärningshastigheten för ledaren AB störst här, och för denna fluxavskärning kommer ledaren AB att generera en inducerad ström, vars riktning kan fastställas enligt Flemings högerhandsregel. Enligt denna regel kommer riktningen för denna ström att gå från A till B. Samtidigt befinner sig ledaren CD under N-polen, och här också, om vi applicerar Flemings högerhandsregel, kommer vi att hitta riktningen för den inducerade strömmen, vilken kommer att gå från C till D.

Efter ytterligare 90 graders medursrotation når ringen ABCD en vertikal position. Här är rörelsen av ledarna AB och CD parallell med fluxlinjerna, så det magnetiska flödet skärs inte och därför genereras ingen ström.

Växelström

Efter ytterligare 90 varv medurs, o varv igen till horisontell position, där ledaren AB befinner sig under polen N och CD under polen S. Här, om vi återigen tillämpar Flemings högerhandsregel, kommer vi att se att den inducerade strömmen i ledaren AB går från punkt B till A, och den inducerade strömmen i ledaren CD går från D till C.

När loopen rör sig från vertikal till horisontell ökar strömmen i ledaren från noll till maximum. Ström flyter från B till A, A till D, D till C, C till B, från A till B, B till C, C till D, och D till A i en sluten loop. När loopen åter närmar sig den vertikala positionen sjunker strömmen till noll. När den fortsätter rotera ändras strömmens riktning. Varje fullt varv gör att strömmen når sitt toppvärde, sjunker till noll, når sitt toppvärde i motsatt riktning, och återvänder sedan till noll, vilket fullbordar en sinusvågscykel per 360 grader rotation. Processen illustrerar hur växelström kan genereras genom att rotera en ledare i ett magnetfält.

Praktisk konfiguration

Modernt alternativ har vanligtvis fasta armaturer och roterande magnetfält som ökar effektiviteten vid generering av trefasväxelström för ett brett spektrum av eldistribution.