Esquema, características, principio de funcionamiento y el dispositivo del generador de una corriente continua
La era de la electrificación comenzó no hace mucho tiempo y paraun par de siglos cambió completamente nuestra forma de vida. Mire a su alrededor, en todas partes, donde solo el ojo cae, seguramente verá algún tipo de aparato eléctrico. La gente está tan acostumbrada a diferentes máquinas que hacen casi todo el trabajo por ellas, que surge una ilusión, como si siempre fuera así. Pero miremos más allá del velo, ocultándonos el proceso de actividad vital de amigos eléctricos. Analicemos el principio de funcionamiento y el dispositivo del generador de corriente continua.
Un poco de historia
La electricidad fue observada por los antiguos griegos. Se ha observado la propiedad de color ámbar para atraer a diferentes partículas. La gente pensaba que este magnetismo inherente a la resina. Pero más tarde notado la capacidad y otros materiales para adquirir el magnetismo. Por ejemplo, el vidrio al frotar también comenzó a atraer pequeños elementos ligeros: partículas de papel, pelos y polvo. Entonces quedó claro que el efecto magnético ocurre por alguna ley.
Posteriormente, en el siglo XVIII, se creó un prototipoun condensador moderno, bautizado con el nombre del inventor "Leiden Bank". Este simple mecanismo fue capaz de acumular una carga, que en ese momento se consideraba un tipo de líquido, saturando sólidos y capaz de fluir de un cuerpo a otro a una velocidad asombrosa, varias millas en fracciones de segundos.
Cuando el átomo y su núcleo constituyente fueron descubiertos yelectrón, todo cayó en su lugar. La gente se dio cuenta de que eran los electrones los que creaban fenómenos inexplicables como las descargas eléctricas. Pero mientras solo eran cargas estáticas. Con los experimentos de Faraday y Oersted, comienza la electricidad, que ahora conocemos. Inventaron un diseño de generador de CC, el dispositivo y el principio de funcionamiento del cual se basan en el fenómeno de la fuerza electromotriz de EMF.
La fuerza del movimiento de la electricidad
A medida que el agua del río pone en movimiento la atracciónentonces las partículas cargadas en el conductor causan que el EMF se mueva. Esta fuerza está estrechamente relacionada con el fenómeno magnético, es decir, aparece tan pronto como cambia el flujo creado por el imán. Emf solo puede trabajar en una sustancia donde siempre hay cargos disponibles. Las soluciones de metal y sal poseen esta propiedad.
Emf cuanto más, más rápido es el cambiointensidad de ondas magnéticas. Como sabes, un imán tiene dos polos siempre. De acuerdo con la dirección en la cual el flujo cambia con respecto al conductor, la corriente en el conductor fluye en una dirección u otra. Las cargas positivas y negativas en sí mismas crean un campo de energía entre nosotros, que llamamos voltaje, es tanto mayor cuanto más fuerte es la carga eléctrica total del polo del mismo nombre.
¿Qué es un generador eléctrico?
Una construcción o máquina que es capaz deconvertir cualquier fuerza mecánica en energía eléctrica que se llama generador de electricidad. dispositivo generador de principio y DC asociado con el magnetismo. Si se toma el imán permanente y cruzar su campo de conductor de tensión, este último aparece la fuerza que obliga a moverse en una dirección, las partículas cargadas - hay una corriente. Lo mismo ocurrirá con un conductor estacionario y un imán en movimiento.
Experimentalmente, los científicos han establecido que el valor de la corriente es mayor, mayor:
- La magnitud del flujo magnético entre los polos del imán.
- Velocidad de intersección de las líneas de tensión.
- La longitud del cable portador de corriente.
Si movemos el conductor paralelo a eso,a medida que fluye el flujo, no hay inducción en él. Esto condujo a la ley de la mano derecha, lo que ayuda a entender en qué dirección se mueve la corriente. Cuando la mano del lado derecho del cuerpo se coloca con la palma de la mano para que entren las líneas magnéticas del campo intenso, y el pulgar se dobla y señala hacia donde se mueve el conductor, los cuatro dedos restantes muestran la ruta actual. En el imán, el vector de movimiento del campo se dirige de norte a sur.
Esquema de operación del generador elemental
Principio de funcionamiento y dispositivo del generadorla corriente continua de un tipo simple es la siguiente: el marco está hecho de material que transporta corriente, está montado en el eje y produce una rotación entre los polos del imán. Cada extremo libre del marco está conectado a su contacto, que se parece a una placa arqueada. Juntos, los contactos forman un círculo dividido en dos puntos (colector). Estos contactos semicirculares están conectados de forma móvil a los cepillos conductores accionados por resorte. Ellos eliminan la corriente.
En el espacio, el marco es relativo a los contactosestá orientado de modo que cuando la mitad de las secciones del flujo magnético más grande se cruzan, las escobillas se cierran en los contactos. Cuando los elementos del marco pasan por una fase de movimiento a lo largo de las líneas, los contactos del cepillo están abiertos al colector.
Si conecta un osciloscopio, puede ver que el osciladorconstante dispositivo actual y principio de funcionamiento es tal que las salidas de los alternantes medias ondas situadas en un lado de la coordenada y cambiando su valor de cero a la más alta y de nuevo a cero. Su tasa de repetición depende de la velocidad de rotación del cuadro. Esto significa que la corriente en un sistema de este tipo se está moviendo en una dirección (una constante), pero tiene un tipo pulsante.
El principio de funcionamiento y el dispositivo del generador de corriente continua.
El generador de energía DC real está dispuesto sobreDifícil, aunque el principio de su acción no es diferente del que se discutió anteriormente. En lugar de un marco y un par de contactos semicirculares, tiene muchos marcos y contactos de colector. Esto, en primer lugar, aumenta la potencia de una máquina de este tipo, y en segundo lugar, suaviza la corriente de rizado, ya que cada cuadro crea su propia media onda, que, ajustándose entre sí, forma la corriente total. Tal sistema giratorio se llama ancla o rotor.
El imán del generador también se modifica. Su función es realizada por un electroimán que consiste en un devanado y un núcleo. Usando electroimanes, puede crear un gran flujo magnético, que está más allá del poder de la constante habitual. Además, el flujo se puede cambiar fácilmente. La parte fija del generador se llama el estator.
Según el modo de funcionamiento de la máquina durante la rotación del eje, se observan los siguientes procesos entre el estator y el rotor:
- No hay carga conectada al generador. En el caso de dicho trabajo inactivo, el anclaje produce rotación, en el cual se induce el EMF, pero no hay corriente en el devanado, ya que el circuito no está cerrado.
- Diagrama del dispositivo generador de corriente continuaque está conectado al circuito, funcionando en modo carga. En este caso, una corriente fluye en el ancla y aparece un nuevo componente: el flujo magnético creado por el ancla (reacción del ancla). Este flujo se mueve en una dirección tal que contrarresta las principales líneas de fuerza creadas por el electroimán. Como resultado, el EMF real será menor, es decir, la potencia del generador disminuirá. Y cuanto más carga del generador, más energía se gasta en superar la reacción de la armadura cuando el eje gira.
Para nivelar el flujo magnético de la armadura, los llamados devanados de compensación se introducen en el circuito del rotor, en el que se forma un flujo magnético, lo que debilita la respuesta de la armadura.
Tipos de generadores que generan electricidad constante
El principio de funcionamiento y el dispositivo de los generadores de CC difieren en la ejecución del circuito de excitación. Ellos son
- Magnetoelectric. Usan imanes permanentes para crear un flujo magnético. Estas máquinas, generalmente de pequeña capacidad, tienen una alta eficiencia, ya que no hay pérdidas en los devanados de campo. La falta de dispositivos en la complejidad de la regulación.
- Generadores con un circuito de excitación independiente. Estos son dispositivos cuyo bobinado de electroimán se alimenta de fuentes de energía de terceros: una batería o un generador.
- Generadores autoexcitados de corriente continua. Tales dispositivos alimentan electroimanes desde su propio anclaje. La principal condición para la autoexcitación es el flujo magnético residual. El diseño, el principio de funcionamiento de los generadores y el esquema de su inclusión pueden ser compuestos, en derivación y en serie.
El principio de funcionamiento y el dispositivo generador de un motor eléctrico.
El principio de reversibilidad de los coches eléctricos habla deQue cualquier motor se puede convertir en un generador y viceversa. Después de todo, ambos de estos dispositivos utilizan la inducción emf como la base de su trabajo. Solo en el motor se suministra una corriente eléctrica al rotor que, creando un flujo magnético, es repelido desde los polos del imán del estator, haciendo un movimiento de rotación.
Si el eje del motor gira con un ciertovelocidad, en los inducidos de los devanados de inducción, la fem empezará a inducir y la corriente fluirá. La restricción es solo en el espesor del alambre de bobinado de la armadura. Cuando el cable es delgado, para obtener más potencia de un generador de este tipo no funcionará.
¿Dónde encontró la fuente DC su uso?
Aunque la electricidad constante puede serObtenga el método de rectificación de CA, generador de CC ampliamente utilizado. El principio de funcionamiento, el esquema de tal máquina es indispensable en las empresas metalúrgicas, en potentes plantas de electrólisis de fábricas. En la industria del transporte, las unidades operan en locomotoras eléctricas, barcos de vapor. Para la fuente de alimentación de los bobinados de excitación de los alternadores en las centrales eléctricas, las fuentes de CC también son aplicables. Para uso doméstico, desarrollaron dínamos dc. Se pueden ver en las bicicletas, donde alimentan los faros de iluminación.
Conclusión
Los generadores de corriente constante son buenos porqueEso puede generar electricidad a diferentes velocidades de rotación del eje. No es necesario que soporten una frecuencia clara, como, por ejemplo, los alternadores, donde debería ser de 50 Hz. Estas máquinas son muy cómodas de usar como fuentes alternativas de electricidad, por ejemplo, en generadores eólicos.
