Principi de funcionament del generador elèctric

Quan un conductor es mou en un camp magnètic, s'indueix una f.e.m. a través del conductor. Aquest és l'únic fonament sobre el qual cada i tot generador elèctric rotatiu (com els generadors portàtils) funciona.

Segons la llei de Faraday de l'inducció electromagnètica, quan un conductor s'enllaça amb un flux que canvia, tindrà una f.e.m. induïda a través seu. El valor de la f.e.m. induïda al conductor depèn de la velocitat de canvi del nivell de flux associat al conductor. La direcció de la f.e.m. induïda en el conductor es pot determinar mitjançant la Regla de la mà dreta de Fleming. Aquesta regla diu que si estireu el polze, el primer dit i el segon dit perpendicularment entre si amb la mà dreta, i si alineu el polze de la mà dreta en la direcció del moviment del conductor en el camp magnètic, i el primer dit en la direcció del camp magnètic, llavors el segon dit indica la direcció de la f.e.m. en el conductor.

Ara us mostrarem com es produeix electricitat quan fem girar un bucle simple d'un conductor en un camp magnètic.

Durant la rotació, quan un costat del bucle passa per davant del pol nord magnètic, el moviment instantani del conductor serà cap amunt, i segons la Regla de la mà dreta de Fleming, la f.e.m. induïda tindrà una direcció cap a l'interior.

Al mateix temps, l'altre costat del bucle passa per davant del pol sud magnètic, el moviment instantani del conductor serà cap avall, i segons la Regla de la mà dreta de Fleming, la f.e.m. induïda tindrà una direcció cap a l'exterior.

Durant la rotació, cada costat del bucle passa alternativament pel pol nord i pel pol sud magnètics. Un cop més, en les imatges, quan qualsevol dels costats del bobinat (conductors) passa pel pol nord, el moviment del conductor serà cap amunt, i quan passa pel pol sud, el moviment del conductor serà cap avall. Per tant, la f.e.m. induïda en el bucle alterna la seva direcció de manera contínua. Aquest és el model conceptual més bàsic d'un generador elèctric. També ho anomenem generador elèctric de bucle únic. Podem recollir la f.e.m. induïda en el bucle de dues maneres diferents.

Connectem un anell lliscant amb ambdós extrems del bucle. Podem connectar una càrrega amb el bucle a través de les escovetes que descansen sobre els anells lliscants, com es mostra. En aquest cas, l'electricitat alternada produïda en el bucle arriba a la càrrega. Aquest és un generador elèctric de corrent alternada (CA).

També podem recollir l'electricitat produïda en el bucle rotatiu a través d'un commutador i un arranjament d'escovetes, com es mostra en la imatge animada següent. En aquest cas, l'electricitat produïda en el bucle (aquí el bucle rotatiu del generador de bucle únic també es pot referir com a armadura) es rectifica a través del commutador i la càrrega rep una energia de corrent contínua (CC). Aquest és el model conceptual més bàsic d'un generador de CC.

Declaració: Respecteu l'original, els bons articles meritxen ser compartits, si hi ha alguna infracció contacteu per eliminar.