전기 발전기의 작동 원리

전도체가 자기장 안에서 움직일 때, 전도체에 유도 전동력(emf)이 발생합니다. 이는 모든 회전형 전기 발전기 (예: 휴대용 발전기)의 작동 원리입니다.

페라데이의 전자기 유도 법칙에 따르면, 전도체가 변화하는 플럭스와 연결될 때, 전도체에 유도 전동력(emf)이 발생합니다. 전도체에 발생하는 유도 전동력의 크기는 플럭스 연계의 변화율에 따라 달라집니다. 전도체에서 유도된 전동력의 방향은 플레밍의 오른손 법칙을 통해 결정할 수 있습니다. 이 규칙은 오른손의 엄지, 검지, 중지를 서로 직각으로 편 상태에서, 엄지를 자기장 내에서 전도체의 움직임 방향으로, 검지를 자기장 방향으로 정렬하면, 중지는 전도체에서의 emf 방향을 나타냅니다.

이제 단일 루프의 전도체를 자기장에서 회전시킬 때 어떻게 전기가 생성되는지 보여드리겠습니다.

회전 중에 루프의 한쪽이 자북극 앞에 오면, 전도체의 순간적인 움직임은 위쪽이므로, 플레밍의 오른손 법칙에 따라 유도된 emf의 방향은 안쪽이 됩니다.

동시에, 루프의 다른 쪽이 자남극 앞에 오면, 전도체의 순간적인 움직임은 아래쪽이므로, 플레밍의 오른손 법칙에 따라 유도된 emf의 방향은 바깥쪽이 됩니다.

회전 중에 루프의 각 측면이 순차적으로 자북극과 자남극 아래로 옵니다. 다시 말해, 루프의 어느 측면이든 자북극 아래로 오면 전도체의 움직임은 위쪽이고, 자남극 아래로 오면 전도체의 움직임은 아래쪽입니다. 따라서 루프에서 유도된 emf의 방향은 지속적으로 변경됩니다. 이것이 가장 기본적인 개념적 전기 발전기 모델입니다. 이를 단일 루프 전기 발전기라고도 합니다. 루프에서 유도된 emf는 두 가지 방법으로 수집할 수 있습니다.

루프의 양 끝에 슬립 링을 연결합시다. 슬립 링 위에 브러시를 설치하여 부하와 루프를 연결할 수 있습니다. 이 경우, 루프에서 생성된 교류 전기가 부하로 전달됩니다. 이것은 AC 전기 발전기입니다.

또한 아래 애니메이션 그림에서 보이는 것처럼, 코뮤테이터와 브러시 배열을 통해 회전하는 루프에서 생성된 전기를 수집할 수도 있습니다. 이 경우, 루프에서 생성된 전기(여기서 단일 루프 발전기의 회전 루프는 아머처로도 언급될 수 있음)는 코뮤테이터를 통해 정류되고, 부하는 직류 전력을 받게 됩니다. 이것이 가장 기본적인 개념적 DC 발전기 모델입니다.

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