Paano Gumagana ang DC Generator?

Paano Gumagana ang DC Generator?

Pangangailangan ng DC Generator

Ang DC generator ay isang aparato na nagsasaklaw ng mekanikal na lakas sa direkta na elektrikal na lakas gamit ang prinsipyo ng elektromagnetikong induksyon.

Batàs ni Faraday

Nagbibigay alam ang batas na ito na kapag gumalaw ang konduktor sa magnetic field, ito ay kumukutya ng mga linya ng puwersa, na nag-iinduk ng elektromagnetikong puwersa (EMF) sa konduktor.

Ang sukat ng nainduk na EMF ay depende sa bilis ng pagbabago ng magnetic flux linkage sa konduktor. Ang EMF na ito ay magdudulot ng pagdaloy ng kuryente kung sarado ang circuit ng konduktor.

Ang dalawang pinakamahalagang bahagi ng generator ay:

• Ang magnetic field

• Mga konduktor na galaw sa loob ng magnetic field.

Ngayong naiintindihan natin ang mga pangunahing bagay, maaari nating talakayan ang prinsipyo ng paggana ng DC generator. Maaaring makatulong din sa iyo ang matutunan ang mga uri ng DC generators.

Single-Loop Operation

Sa single-loop DC generator, ang pag-ikot ng loop sa magnetic field ay nag-iinduk ng EMF, at ang direksyon ng kuryente ay tukoyin ng right-hand rule ni Fleming.

Sa larawan sa itaas, isang solo na loop ng conductor na may hugis rectangular ay inilagay sa pagitan ng dalawang magkasalungat na polo ng magnet.

Isaalang-alang ang rectangular na loop ng conductor ABCD, na sumusunod sa magnetic field tungkol sa kanyang axis ab.

Kapag ang loop ay lumipat mula sa vertical position hanggang horizontal position, ito ay kumukutya ng flux lines ng field. Dahil sa paggalaw na ito, ang dalawang gilid, AB at CD, ay kumukutya ng flux lines, at mayroon kang EMF na nainduk sa parehong gilid (AB at BC) ng loop.

Kapag ang loop ay nagsara, mayroong kuryente na umiikot sa loop. Ang direksyon ng kuryente ay maaaring matukoy gamit ang right-hand Rule ni Flemming.

Ang batas na ito ay nagsasabi na kung ikaw ay i-stretch ang thumb, index finger, at middle finger ng iyong right hand nang perpendicular sa bawat isa, ang thumb ay nagpapahiwatig ng direksyon ng galaw ng konduktor, ang index finger ay nagpapahiwatig ng direksyon ng magnetic field, i.e., N – pole to S – pole, at ang middle finger ay nagpapahiwatig ng direksyon ng pagdaloy ng kuryente sa pamamagitan ng konduktor.

Ngayon, kung ilapat natin ang right-hand rule, makikita natin na sa posisyong horizontal ng loop, ang kuryente ay nagdadala mula A patungo B at sa kabilang bahagi ng loop, ang kuryente ay nagdadala mula C patungo D.

Ngayon, kung hahayaan natin ang loop na lumipat pa, ito ay babalik sa kanyang posisyong vertical, ngunit ngayon ang itaas na bahagi ng loop ay CD, at ang ibaba na bahagi ay AB (kabaligtaran ng nakaraang posisyong vertical).

Sa posisyong ito, ang tangential na galaw ng mga gilid ng loop ay parallel sa flux lines ng field. Kaya walang tanong ng flux cutting, at kaya walang kuryente sa loop.

Kapag ang loop ay lumipat pa, ito ay babalik sa posisyong horizontal. Ngunit ngayon, ang gilid AB ng loop ay nasa harap ng N pole, at CD nasa harap ng S pole, i.e., kabaligtaran ng nakaraang posisyong horizontal tulad ng ipinapakita sa larawan sa tabi.

Dito, ang tangential na galaw ng gilid ng loop ay perpendicular sa flux lines; kaya ang rate ng flux cutting ay maximum dito, at ayon sa right-hand Rule ni Flemming, sa posisyong ito ang kuryente ay nagdadala mula B patungo A at sa kabilang bahagi mula D patungo C.

Ngayon, kung ang loop ay patuloy na umiikot tungkol sa kanyang axis. Sa bawat pagkakataon na ang gilid AB ay nasa harap ng S pole, ang kuryente ay nagdadala mula A patungo B. Mulang nang ito ay nasa harap ng N pole, ang kuryente ay nagdadala mula B patungo A.

Salamat din, sa bawat pagkakataon na ang gilid CD ay nasa harap ng S pole, ang kuryente ay nagdadala mula C patungo D. Kapag ang gilid CD ay nasa harap ng N pole, ang kuryente ay nagdadala mula D patungo C.

Kung susuriin natin ang phenomenon na ito nang iba, maaari nating masabing, kada gilid ng loop na nasa harap ng N pole, ang kuryente ay nagdadala sa parehong direksyon, i.e., pababa patungo sa reference plane.

Kaparehas, kada gilid ng loop na nasa harap ng S pole, ang kuryente sa pamamagitan nito ay nagdadala sa parehong direksyon, i.e., pataas mula sa reference plane. Mula rito, dadalhin tayo sa topic ng prinsipyo ng DC generator.

Ngayon, binuksan ang loop at konektado sa split ring tulad ng ipinapakita sa larawan sa ibaba. Ang split rings, gawa sa conducting cylinder, ay nahahati sa dalawang bahagi o segment na insulated mula sa bawat isa.

Kinokonekta natin ang external load terminals sa dalawang carbon brushes na naka-rest sa mga split slip ring segments.

Commutator at Brushes

Ang split rings (commutators) at carbon brushes ay siguradong ang kuryente ay unidirectional sa pamamagitan ng pagbaliktad ng koneksyon habang umiikot ang loop.

Brush Positioning

Ang mga brushes ay naka-position upang ang EMF ay zero kapag ang coil ay perpendicular sa magnetic field, na nagpapahintulot ng smooth na pagdaloy ng kuryente.

Prinsipyo ng Paggana ng DC Generator

Makikita natin na sa unang bahagi ng rebolusyon, ang kuryente ay palaging nagdadala sa ABLMCD, i.e., brush no. 1 ay naka-contact sa segment a. Sa susunod na bahagi ng rebolusyon, sa larawan, ang direksyon ng nainduk na kuryente sa coil ay nabaligtad. Ngunit sa parehong oras, ang posisyon ng mga segment a at b ay nabaligtad rin, na nagresulta na ang brush no. 1 ay naka-touch sa segment b.

Kaya, ang kuryente sa load resistance ay muli nagdadala mula L patungo M. Ang waveform ng kuryente sa load circuit ay tulad ng ipinapakita sa larawan. Ang kuryente na ito ay unidirectional.

Ang nabanggit na ito ang pangunahing prinsipyo ng paggana ng DC generator, na ipinaliwanag sa pamamagitan ng single loop generator model.

Ang posisyon ng mga brushes ng DC generator ay gaya ng nais na ang paglipat ng mga segment a at b mula sa isang brush sa iba ay nangyayari kapag ang plane ng rotating coil ay nasa right angle sa plane ng lines of force. Sa ganitong posisyon, ang induced EMF sa coil ay zero.