Hvernig virkar DC-gervill?

Hvernig virkar DC-geymsli?

Skilgreining á DC-geymsli

DC-geymsli er tæki sem breytir mekanískri orku í beinni raforku með notkun stefnunnar um eðlisvirkni.

Faraday's lög

Þetta lög segir að þegar leitari fær sig í magnstöðuheldur hún sker magnstöðugangar, sem kallar fram eðlisvirkni (EMF) í leitaranum.

Stærðin á uppkallið EMF fer eftir breytingu magnstöðugangs tengingar við leitara. Þessi EMF mun valda straumi ef leitaraleiðin er lokuð.

Tveir mikilvægustu hlutar geymslisins eru:

• Magnetstöðuheldur

• Leitarar sem færast inn í þennan magnetstöðuheldur.

Nú sem við höfum skilning á grunnvísindum getum við rædd um starfsregluna á DC-geymsli. Þú munt líka finna það gagnlegt að læra um tegundir DC-geymsla.

Aðgerð eins lúpps

Í einlúps DC-geymsli kallar snúningur lúpps í magnstöðuheldur fram EMF, og stefnu straumsins ákvarðar Flemings hægrihöndareglan.

Á myndinni að ofan er ein rektangula leitara settur milli tveggja mótsægðra póla í magneti.

Athugið rektangula lúpp ABCD, sem snýr inn í magnstöðuheldur um sín akse ab.

Þegar lúppin snýst frá lóðréttu stöðu í víðmótsægðu stöðu, sker hún magnstöðugangar heldursins. Í þessu hreyfingu skera bæði hliðar AB og CD lúppsins magnstöðugangana, svo að EMF verður uppkallað í báðum hliðum (AB og BC) lúppsins.

Þegar lúppin verður lokuð mun straumur fara í gegnum lúppina. Stefna straumsins má ákvarða með Flemings hægrihöndareglu.

Þetta regla segir að ef þú strekkur þumman, peysufingur og miðalfingur hægri handarinnar þinnar hornrétt á hver önnur, þá lýsir þummi stefnu hreyfingar leitarans, peysufingur lýsir stefnu magnstöðuheldurs, dvs. N – pól til S – pól, og miðalfingur lýsir stefnu straumsins í gegnum leitara.

Ef við notum nú hægrihöndaregluna sjáum við að í þessari víðmótsægðu stöðu lúppsins mun straumur fara frá punkti A til B og á hinu hlið lúppsins mun straumur fara frá punkti C til D.

Ef við leyfum lúppinn að fara lengra mun hún komast aftur í lóðréttu stöðu, en nú mun efri hlið lúppsins vera CD og neðri hlið AB (mótsett fyrri lóðréttu stöðu).

Í þessari stöðu er tangensleg hreyfing hliðanna lúppsins samsíða magnstöðugangum heldursins. Þannig mun ekki vera spurning um skerðingu magnstöðuganga, og þar af leiðandi enginn straumur í lúppinni.

Ef lúppin snýst frekar mun hún koma aftur í víðmótsægðu stöðu. En nú kemur hlið AB fyrir N-pólinum og CD fyrir S-pólinum, dvs. motsægð fyrri víðmótsægðu stöðu eins og sýnt er á myndinni við hlið.

Hér er tangensleg hreyfing hliðar lúppsins hornrétt á magnstöðugangana, svo hraði skerðingar magnstöðuganga er hámarks, og samkvæmt Flemings hægrihöndareglu mun í þessari stöðu straumur fara frá B til A og á hinu hlið lúppsins frá D til C.

Ef lúppin er haldið áfram að snúa um sína akse. Hverju sinni hlið AB kemur fyrir S-pólinum mun straumur fara frá A til B. Nú, þegar hún kemur fyrir N-pólinum mun straumur fara frá B til A.

Sama má segja um hlið CD, hverju sinni hún kemur fyrir S-pólinum mun straumur fara frá C til D. Þegar hún kemur fyrir N-pólinum mun straumur fara frá D til C.

Ef við athugum þetta ljósbragð annars vegar, getum við komist að því að hverju sinni sem hlið lúppsins kemur fyrir N-pólinum, mun straumur fara í sama stefnu, dvs. niður frá tilteknu plani.

Sama má segja um hlið CD, hverju sinni hún kemur fyrir S-pólinum mun straumur fara í sama stefnu, dvs. upp frá tilteknu plani. Þannig kemst við að efnissviði starfsreglu DC-geymslis.

Nú er lúppin opnuð og tengd í tvídeildar hring sem sýnt er á myndinni hér að neðan. Tvídeildar hringir, gerðir af leitara silindri, eru skorin í tvær helminga eða parta sem eru skiluð frá hver öðrum.

Við tengjum ytri takmarkspunktana með tveimur kolabrúsum sem hvíla á þessum tvídeildar sleifapartum.

Tvídeildar sleifa og kolabrúsur

Tvídeildar sleifar (kommutatorar) og kolabrúsur tryggja að straumurinn verði einstefnuður með því að snúa tengslum við því sem lúppin snýst.

Staðsetning kolabrúsa

Kolabrúsur eru staðsettar svo að EMF sé núll þegar spólarinn er hornrétt á magnstöðuheldur, sem leyfir mjúka straumarétt.

Starfsregla DC-geymslis

Við sjáum að í fyrri helmingi snúningarins fer straumur alltaf eftir ABLMCD, dvs. kolabrús nr. 1 er í sambandi við parta a. Í næsta helmingi snúningarins, á myndinni, er stefna uppkallaðs straumsins í spólanum snúið. En á sama tíma eru staðsetningar partanna a og b einnig snúið, sem hefur það afleiðingu að kolabrús nr. 1 kemur í samband við parta b.

Þannig fer straumurinn í takmarkspunktaflæði aftur frá L til M. Straumsformið í takmarkspunktaflæðinu er eins og sýnt er á myndinni. Þessi straumur er einstefnuður.

Ofangreind efni er grunnstarfsregla DC-geymslis, útskýrt með einlúpsgeymslimódelinu.

Staðsetning kolabrúsa á DC-geymsli er svo að skipting partanna a og b frá einum kolabrús til annars gerist þegar plani snúendispólsins er hornrétt á plani magnstöðuganganna. Þegar það gerist, er uppkallaða EMF í spólanum núll.