Jinsi ya Kijeneratori cha DC Kufanya Kazi?

Jinsi ya Kifaa cha Kutengeneza Umeme wa DC Kufanya Kazi?

Maana ya Kifaa cha Kutengeneza Umeme wa DC

Kifaa cha kutengeneza umeme wa DC ni kifaa kinachotumia utaratibu wa induksi ya elektromagnetiki kutengeneza nguvu ya umeme wa moja kwa moja kutoka kwenye nguvu ya mhalifu.

Sheria ya Faraday

Sheria hii inaelezea kuwa wakati mwamba unayezama katika ukuta wa magnetic, anaweza kupata viwanja vya magnetic, ambavyo huchangia upanuzi wa nguvu ya electromagnetic (EMF) katika mwamba.

Ukubwa wa EMF uliyopanuliwa unategemea haraka ya mabadiliko ya magnetic flux linkage na mwamba. EMF hii itawafanya current yoyofuata ikiwa circuit ya mwamba imefungwa.

Mada mbili muhimu zaidi za generator ni:

• Ukuta wa magnetic

• Mwamba ambao huyezama ndani ya ukuta wa magnetic.

Sasa tunayejua msingi, tunaweza kuzungumzia utaratibu wa kufanya kazi wa generator wa DC. Inaweza kuwa muhimu kukujua aina za generators wa DC.

Utaratibu wa Ufungaji wa Moja Tu

Katika generator wa DC wa moja tu, ufanisi wa loop katika ukuta wa magnetic hutengeneza EMF, na mzunguko wa current unahusishwa na sheria ya mkono wa kulia ya Fleming.

Katika picha hii, loop moja ya mwamba ya aina ya mraba imewekwa kati ya pole mbili tofauti za magneti.

Tafakari loop moja ya mwamba ABCD, ambayo inayezama ndani ya ukuta wa magnetic kuhusu axis ab yake.

Wakati loop inazama kutoka kwenye nukta ya chini hadi nukta ya pembeni, inapata viwanja vya magnetic. Kwa sababu ya hii mviringo miwili, AB na CD, wanaweza kupata EMF iliyopanuliwa katika pande zote (AB na BC) za loop.

Kama loop inafungwa, itakuwa na current unayofuata ndani ya loop. Mzunguko wa current unaweza kutambuliwa kwa sheria ya mkono wa kulia ya Fleming.

Sheria hii inasema kuwa ikiwa utamaliza thumb, index finger, na middle finger wa mkono wako wa kulia kwa urahisi, basi thumb itaonyesha mzunguko wa conductor, index finger itaonyesha mzunguko wa magnetic field, i.e., N – pole hadi S – pole, na middle finger itaonyesha mzunguko wa current kwenye conductor.

Sasa tukiwa tumia sheria hii, tutajiona kwamba katika nukta hii ya pembeni ya loop, current itaenda kutoka A hadi B na upande mwingine wa loop, current itaenda kutoka C hadi D.

Sasa tukiwa tumeidhihirisha loop kuenda zaidi, itarudi tena kwenye nukta ya chini, lakini sasa upande wa juu wa loop utakuwa CD, na upande wa chini utakuwa AB (kinyume cha nukta ya chini iliyopo awali).

Katika nukta hii, mviringo wa upande wa loop unaweza kuwa parallel na viwanja vya magnetic field. Hivyo hakutakuwa na tatizo la kuvunjika kwa viwanja, na kwa hiyo hakutakuwa na current katika loop.

Ikiwa loop inazama zaidi, itarudi tena kwenye nukta ya pembeni. Lakini sasa upande wa AB unaweza kuwa mbele ya N pole, na CD kuwa mbele ya S pole, i.e., kinyume cha nukta ya pembeni iliyopo awali kama inavyoonyeshwa kwenye picha hapa chini.

Hapa mviringo wa upande wa loop unaweza kuwa perpendicular na viwanja vya magnetic; hivyo haraka ya kuvunjika kwa viwanja ni maximum hapa, na kulingana na sheria ya mkono wa kulia ya Fleming, katika nukta hii current itaenda kutoka B hadi A na upande mwingine wa loop, current itaenda kutoka D hadi C.

Sasa ikiwa loop inaendelea kuzama kuhusu axis lake. Kila mara upande wa AB unapokuwa mbele ya S pole, current itaenda kutoka A hadi B. Ten tena, wakati unapokuwa mbele ya N pole, current itaenda kutoka B hadi A.

Vivyo hivyo, kila mara upande wa CD unapokuwa mbele ya S pole, current itaenda kutoka C hadi D. Wakati upande wa CD unapokuwa mbele ya N pole, current itaenda kutoka D hadi C.

Ikiwa tutatumaini hii tofauti, tunaweza kushiriki, kuwa kila upande wa loop unapokuwa mbele ya N pole, current itaenda kwenye upande huo mzunguko mmoja, i.e., chini kwa reference plane.

Vivyo hivyo, kila upande wa loop unapokuwa mbele ya S pole, current kwenye upande huo unatafuta mzunguko mmoja, i.e., juu kutoka reference plane. Kwenye hii, tutarudi kwenye mada ya utaratibu wa generator wa DC.

Sasa loop inafungwa na kununganisha na split ring kama inavyoonyeshwa kwenye picha chini. Split rings, zinazojulikana kama cylinder za kutengeneza, zinavunjika kwa nusu au segment zinazofungwa kati yao.

Tunanganisha terminal za load za nje kwa carbon brushes ambazo huishi kwenye segments za split slip ring.

Commutator na Brushes

Split rings (commutators) na carbon brushes huchukua current ili ibaki moja kwa moja kwa kureverse connections wakati loop inazama.

Positioning ya Brushes

Brushes zinaweza wekwa kwa njia ambayo EMF ni sifuri wakati coil ina perpendicular na magnetic field, kuhakikisha current ina fuata vizuri.

Utaratibu wa Kufanya Kazi wa Generator wa DC

Tunaweza kujua kuwa katika nukta ya nusu ya revolution, current inatafsiriwa kwa ABLMCD, i.e., brush number 1 inayohusiana na segment a. Katika nukta ya nusu ifuatayo, katika picha, mzunguko wa current iliyopanuliwa katika coil unarekebishwa. Lakini pia mazingira ya segments a na b yanarekebishwa, ambayo hutoa kuwa brush number 1 inapata mtaro na segment b.

Hivyo, current katika resistance ya load inatafsiriwa tena kutoka L hadi M. Waveform ya current kwenye circuit ya load ni kama inavyoonyeshwa kwenye picha. Current hii ni moja kwa moja.

Maudhui hayo yenyewe ni utaratibu wa kufanya kazi wa generator wa DC, kutafsiriwa kwa model ya generator wa moja tu.

Mazingira ya brushes za generator wa DC ni kwa njia ambayo change over ya segments a na b kutoka kwa brush moja hadi nyingine hutokana wakati plane ya coil ina perpendicular na plane ya lines of force. Ni kwa hii, EMF iliyopanuliwa katika coil ni sifuri.