اصل کار ژنراتور برق

وقتی رسانای الکتریکی در میدان مغناطیسی حرکت می‌کند، یک نیروی الکتروموتوژن (emf) در آن رسانا القاء می‌شود. این پایه و اساس کار هر نوع ژنراتور برق چرخان (مانند ژنراتورهای قابل حمل) است.

بر اساس قانون القای الکترومغناطیسی فارادی، وقتی رسانای الکتریکی با تغییرات جریان مغناطیسی متصل می‌شود، نیروی الکتروموتوژن (emf) القاء می‌شود. مقدار emf القایی در رسانا به سرعت تغییرات جریان مغناطیسی متصل به رسانا بستگی دارد. جهت emf القایی در رسانا می‌تواند با استفاده از قانون دست راست فلمن تعیین شود. این قانون می‌گوید که اگر انگشت شست، انگشت اشاره و انگشت میانی دست راست خود را عمود بر هم قرار دهید، و اگر انگشت شست راست خود را در جهت حرکت رسانا در میدان مغناطیسی و انگشت اشاره راست خود را در جهت میدان مغناطیسی قرار دهید، انگشت میانی جهت emf در رسانا را نشان می‌دهد.

حالا به شما نشان می‌دهیم که چگونه برق تولید می‌شود وقتی یک حلقه از رسانا در میدان مغناطیسی چرخانده می‌شود.

در طول چرخش، وقتی یک طرف حلقه در مقابل قطب شمال مغناطیسی قرار می‌گیرد، حرکت لحظه‌ای رسانا به بالا خواهد بود و بنابراین بر اساس قانون دست راست فلمن، emf القایی جهت داخلی خواهد داشت.

در همان زمان، طرف دیگر حلقه در مقابل قطب جنوب مغناطیسی قرار می‌گیرد، حرکت لحظه‌ای رسانا به پایین خواهد بود و بنابراین بر اساس قانون دست راست فلمن، emf القایی جهت خارجی خواهد داشت.

در طول چرخش، هر طرف حلقه به طور متناوب تحت قطب شمال و جنوب مغناطیسی قرار می‌گیرد. مجدداً در تصاویر، وقتی هر یک از طرفین حلقه (رساناها) تحت قطب شمال قرار می‌گیرند، حرکت رسانا به بالا و وقتی تحت قطب جنوب قرار می‌گیرند، حرکت رسانا به پایین خواهد بود. بنابراین، emf القایی در حلقه به طور مداوم جهتش را تغییر می‌دهد. این مدل مفهومی ابتدایی یک ژنراتور الکتریکی است. ما آن را ژنراتور الکتریکی یک حلقه‌ای نیز می‌نامیم. می‌توانیم emf القایی در حلقه به دو روش مختلف جمع‌آوری کنیم.

بیایید دو طرف حلقه را با حلقه‌های لیزری (slip ring) متصل کنیم. می‌توانیم بار را از طریق برس‌هایی که روی حلقه‌های لیزری قرار دارند به حلقه متصل کنیم. در این صورت، برق متناوب تولید شده در حلقه به بار منتقل می‌شود. این یک ژنراتور الکتریکی AC است.

همچنین می‌توانیم برق تولید شده در حلقه چرخان را از طریق سیستم کمونوتور و برس‌ها جمع‌آوری کنیم، مانند تصویر متحرک زیر. در این صورت، برق تولید شده در حلقه (که می‌تواند به عنوان آرماتور نیز شناخته شود) از طریق کمونوتور مستقیم می‌شود و بار به توان DC می‌رسد. این مدل مفهومی ابتدایی یک ژنراتور DC است.

Statement: Respect the original, good articles worth sharing, if there is infringement please contact delete.