Miten lisäämällä kyynelmiä vaikuttaa generaattoreiden ja moottorien jännitteeseen?

Generaattorin tai moottorin kympien (eli piiritysten) määrän lisääminen voi vaikuttaa merkittävästi sen jännite-ulosantiin. Tässä on näiden vaikutusten ja niiden toimintatavat:

Vaikutus generaattoriin

Periaate

Generaattori toimii sähkömagneettisen induktion periaatteella, joka on Faradayn sähkömagneettinen induktiolaki. Kun johtin leikkaa magneettivuorin, johtimeen syntyy sähkömotoriivinen voima (EMF). Sähkömotoriivisen voiman suuruus on verrannollinen magneettikenttien leikkaamisnopeuteen ja johtimen kympien määrään.

E=N⋅A⋅B⋅v

Niistä:

• E on luotu sähkömotoriivinen voima (jännite);

• N on kympien määrä;

• A on kympin tehokas pinta-ala;

• B on magneettikentän voimakkuus;

• v on nopeus, jolla kymppi leikkaa kenttäviivan.

Vaikutus

Jännitteen kasvu

Kympien määrän lisääminen lisää suoraan sähkömotoriivista voimaa, eli generaattorin ulosantajännite kasvaa. Tämä johtuu siitä, että enemmällä kympillä jokaisella magneettikentän leikkauksella luodaan enemmän sähkömotoriivista voimaa.

Jos muut ehdot (kuten magneettikentän voimakkuus, leikkausnopeus jne.) pysyvät vakioina, kympien määrän lisääminen tarkoittaa jännitteen verrannollista kasvua.

Magneettikentän vahvistaminen

Kympien määrän lisääminen voi myös vahvistaa magneettikenttää, koska enemmällä kympillä voidaan tuottaa vahvempi magneettikenttä. Tämä edelleen lisää sähkömotoriivista voimaa.

Mekaaninen suunnittelu ja kustannukset

Kympien määrän lisääminen voi johtaa generaattorin kokonaispainon ja -koon kasvuun, mikä voi vaikuttaa mekaaniseen suunnitteluun.Kustannussuunnalta enemmän kymppejä tarkoittaa korkeampia valmistuskustannuksia.

Vaikutus moottoriin

Periaate

Sähkömoottori toimii myös sähkömagneettisen induktion periaatteella, mutta se toimii generaattorin päinvastaiseen suuntaan: syöte sähköenergia muunnetaan mekaaniseksi energiaksi. Moottorin virta kulkee kymppeihin luodakseen magneettikentän, joka vuorovaikuttaa pysyvän magneetin tai toisen kympiryhmän luomalla magneettikentän kanssa luodakseen napa, joka ajaa moottorin rotorin pyörimään.

Vaikutus

Magneettivirttiheyden kasvu

Kympien määrän lisääminen lisää magneettikentän voimakkuutta, jonka virta kulkee kymppeissä, mikä lisää moottorin sisäistä magneettivirttihettä.

Vahvempi magneettikenttä voi tuottaa suurempaa napaa, mikä lisää moottorin ulosantatehoa.

Jännite ja virta välillä oleva suhde

Kympien määrän lisääminen voi myös johtaa moottorin takaisin EMF:n kasvuun, joka on sähkömotoriivinen voima, joka luodaan kymppeihin, kun moottori pyörii.

Takaisin EMF:n kasvu vähentää moottorin virtavaatimuksia, mikä saattaa vähentää moottorin lämpöä ja häviötä.

Tehokkuus ja suorituskyky

Kympien määrän lisääminen voi parantaa moottorin tehokkuutta, koska vahvempi magneettikenttä ja suurempi napa voivat vähentää virtahäviöitä.Samalla enemmän kymppejä voi myös lisätä moottorin inertian, mikä vaikuttaa sen vastehdysnopeuteen.

Mekaaninen suunnittelu ja kustannukset

Kympien määrän lisääminen johtaa myös moottorin kokonaispainon ja -koon kasvuun, mikä vaikuttaa mekaaniseen suunnitteluun.Kustannussuunnalta enemmän kymppejä tarkoittaa korkeampia valmistuskustannuksia.

Yhteenveto

Kympien määrän lisääminen generaattorissa tai moottorissa vaikuttaa suoraan sen jännite-ulosantiin tai magneettivirttiheytteeseen. Generaattorin tapauksessa kympien määrän lisääminen lisää suoraan sen ulosantajännitettä; sähkömoottoreissa kympien määrän lisääminen lisää magneettivirttihettä, mikä voi lisätä napaa ja tehokkuutta. Tämä kuitenkin tulee myös mekaanisten suunnittelujen ja kustannusten kanssa. Käytännön sovelluksissa suorituskyvyn parannukset on tasapainotettava tekijöiden, kuten kustannusten ja kokoon, kanssa.