DC Jeneratör Nasıl Çalışır?

DC Jeneratör Nasıl Çalışır?

DC Jeneratör Tanımı

DC jeneratör, mekanik gücün doğrudan elektrik gücüne dönüştürülmesini elektromanyetik indüksiyon ilkesi kullanarak gerçekleştiren bir cihazdır.

Faraday Yasası

Bu yasa, bir iletken manyetik bir alanda hareket ederken manyetik kuvvet çizgilerini keserek iletken içinde bir elektromanyetik kuvvet (EMF) oluşturduğunu belirtir.

Oluşturulan EMF'nin büyüklüğü, iletkenle bağlantılı manyetik akı bağlantı noktasının değişim hızına bağlıdır. Eğer iletken devre kapalıysa, bu EMF bir akımın akmasına neden olur.

Bir jeneratörün en önemli iki parçası şunlardır:

• Manyetik alan

• Bu manyetik alanda hareket eden iletkenler.

Temel bilgileri anladığımıza göre, DC jeneratörünün çalışma prensibini tartışabiliriz. Ayrıca DC jeneratör türleri hakkında bilgi sahibi olmak da faydalı olabilir.

Tek Döngülü İşlem

Tek döngülü bir DC jeneratörde, döngünün manyetik bir alanda dönmeleri EMF oluşturur ve akım yönü Fleming'in sağ el kuralı ile belirlenir.

Yukarıdaki figürde, dikdörtgen şekilli bir iletken döngüsü, bir manyetin zıt kutupları arasında yerleştirilmiştir.

Dikkate alalım dikdörtgen ABCD iletken döngüsünü, bu döngü manyetik alanda ab ekseninde döner.

Döngü dikey pozisyonundan yatay pozisyona doğru dönerken, manyetik alan çizgilerini keser. Bu hareket sırasında döngünün AB ve CD kenarları manyetik alan çizgilerini keser ve bu iki kenar (AB ve BC) üzerinde EMF oluşur.

Döngü kapandığında, döngü üzerinden bir akım dolaşır. Akım yönü, Fleming'in sağ el kuralı ile belirlenebilir.

Bu kural, sağ elinizin baş parmağını, işaret parmağını ve orta parmağını birbirine dik olarak uzattığınızda, baş parmak iletkenin hareket yönünü, işaret parmak N - S kutbuna doğru manyetik alanı, orta parmak ise iletken aracılığıyla akım akış yönünü gösterir.

Şimdi bu sağ el kuralını uygularsak, döngünün bu yatay pozisyonunda, A'dan B'ye ve diğer tarafında C'den D'ye akım akacağını göreceğiz.

Eğer döngüyü daha fazla döndürmemize izin verirsek, tekrar dikey pozisyona gelecektir, ancak şimdi döngünün üst tarafı CD, alt tarafı AB olacaktır (önceki dikey pozisyonun tam tersi).

Bu pozisyonda, döngünün kenarlarının teğetsel hareketi manyetik alan çizgilerine paraleldir. Bu nedenle, manyetik akı kesilmesi söz konusu olmayacak ve sonuç olarak döngüde akım oluşmayacaktır.

Eğer döngü daha fazla dönerse, tekrar yatay pozisyona gelir. Ancak şimdi, döngünün AB kenarı N kutbunun önünde, CD kenarı S kutbunun önünde olacak, yani önceki yatay pozisyonun tam tersi olacak.

Burada, döngünün kenarlarının teğetsel hareketi manyetik alan çizgilerine dik olduğundan, manyetik akı kesilme oranı burada maksimumdur ve Fleming'in sağ el kuralına göre, bu pozisyonda akım B'den A'ya ve diğer tarafta D'den C'ye akar.

Eğer döngü ekseninde dönmeye devam ederse, her seferinde AB kenarı S kutbunun önünde olduğunda, akım A'dan B'ye akar. Yine, N kutbunun önünde olduğunda, akım B'den A'ya akar.

Benzer şekilde, her seferinde CD kenarı S kutbunun önünde olduğunda, akım C'den D'ye akar. CD kenarı N kutbunun önünde olduğunda, akım D'den C'ye akar.

Bu fenomeni farklı bir açıdan gözönünde bulundurursak, döngünün her kenarı N kutbunun önünde olduğunda, o kenardan geçen akım aynı yönde, yani referans düzlemine aşağı doğru akacağını sonucu çıkarabiliriz.

Benzer şekilde, döngünün her kenarı S kutbunun önünde olduğunda, o kenardan geçen akım aynı yönde, yani referans düzleminden yukarı doğru akar. Bu, DC jeneratörünün çalışma prensibine giden yoldur.

Şimdi döngü açılır ve aşağıdaki gibi bir bölünmüş halka ile bağlanır. Bölünen halkalar, bir iletken silindirden yapılmış, iki yarısına veya segmente bölünmüş ve birbirinden yalıtılmıştır.

Dış yük terminalini, bu bölünmüş halka segmentlerine değen iki karbon fırçayla bağlarız.

Komütatör ve Fırçalar

Bölünmüş halkalar (komütatörler) ve karbon fırçalar, döngünün dönerken bağlantıları tersine çevirerek akımın tek yönlü kalmasını sağlar.

Fırça Pozisyonu

Fırçalar, bobinin manyetik alana dik olduğu zamanki EMF'nin sıfır olması için konumlandırılır, böylece akım düzgün akar.

DC Jeneratörünün Çalışma Prensibi

Görebileceğimiz gibi, devrin ilk yarısında akım her zaman ABLMCD boyunca akar, yani fırça numara 1, segment a ile temas halindedir. Devrin ikinci yarısında, figürde, bobinde induksiyon edilen akım yönü tersine döner. Ancak aynı zamanda segment a ve b'nin pozisyonları da tersine döner ve bu, fırça numara 1'in segment b ile temas etmesine neden olur.

Bu nedenle, yük direncindeki akım yeniden L'den M'ye akar. Yük devresindeki akım dalga formu figürde gösterildiği gibidir. Bu akım tek yönlüdür.

Yukarıdaki içerik, tek döngülü jeneratör modeli ile açıklanan DC jeneratörünün temel çalışma prensibidir.

DC jeneratörünün fırçaları, bobinin manyetik alana dik olduğu pozisyonda segment a ve b'nin bir fırçadan diğerine geçişinin gerçekleşmesi için konumlandırılır. Bu pozisyonda, bobinde induksiyon edilen EMF sıfırdır.