Cara mendapatkan arus elektrik bergantian
Aruhan elektromagnetik dan undang-undang Faraday
Michael Faraday pada tahun 1831 menemui corak itu, yang kemudian dinamai namanya - Undang-undang Faraday. Dalam eksperimennya, dia menggunakan 2 pemasangan. Yang pertama terdiri daripada teras logam dengan dua konduktor yang luka dan tidak bersambung. Semasa dia menghubungkan salah satu dari mereka ke sumber kuasa, jarum galvanometer yang disambungkan ke konduktor kedua berkedut. Oleh itu, pengaruh medan magnet pada pergerakan zarah-zarah bermuatan dalam konduktor terbukti.
Pemasangan kedua adalah cakera Faraday. Ini adalah cakera logam di mana dua konduktor gelongsor disambungkan, dan pada gilirannya, mereka disambungkan ke galvanometer. Cakera diputar di dekat magnet, dan semasa putaran di galvanometer, anak panah juga menyimpang.
Jadi, kesimpulan eksperimen ini adalah formula yang menghubungkan laluan konduktor melalui garis kekuatan medan magnet.
Di sini: E adalah EMF induksi, N adalah bilangan lilitan konduktor, yang dipindahkan dalam medan magnet, dF / dt adalah kadar perubahan fluks magnetik relatif dengan konduktor.
Dalam praktiknya, mereka juga menggunakan formula dengan mana anda dapat menentukan EMF melalui besarnya aruhan magnet.
e = B * l * v * sinα
Sekiranya kita mengingat formula yang berkaitan dengan fluks magnetik dan aruhan magnetik, maka kita dapat menganggap bagaimana terjadinya penurunan formula di atas.
Ф = B * S * cosα
Maka lahirlah generasi semasa. Tetapi mari kita bincangkan bagaimana untuk mendapatkan arus ganti yang lebih dekat dengan latihan.
Cara untuk mendapatkan AC
Katakan kita mempunyai bingkai bahan konduktif. Letakkannya di medan magnet. Mengikut formula di atas, jika anda mula memutar bingkai, arus elektrik akan mengalir melaluinya. Dengan putaran seragam di hujung bingkai ini, arus sinusoidal bergantian akan diperoleh.
Ini disebabkan oleh fakta bahawa bergantung pada kedudukan di sepanjang paksi putaran, bilangan garis daya yang berbeza menembusi bingkai. Oleh itu, besarnya EMF tidak diinduksi secara seragam, tetapi sesuai dengan posisi bingkai, seperti tanda kuantiti ini. Apa yang anda lihat carta nag di atas. Apabila bingkai berputar dalam medan magnet, kedua frekuensi arus bolak dan magnitud EMF pada terminal bingkai bergantung pada kelajuan putaran. Untuk mencapai nilai EMF tertentu pada frekuensi tetap, lebih banyak giliran dilakukan. Oleh itu, ternyata bukan bingkai, tetapi gegelung.
Arus bolak berskala industri dapat diperoleh dengan cara yang sama seperti yang dijelaskan di atas. Dalam praktiknya, loji janakuasa dengan alat ganti telah digunakan secara meluas. Dalam kes ini, penjana segerak digunakan.Oleh kerana itu lebih mudah untuk mengawal frekuensi dan besarnya EMF arus bolak-balik, dan mereka dapat menahan beban arus jangka pendek berkali-kali.
Mengikut jumlah fasa di loji janakuasa, generator tiga fasa digunakan. Ini adalah penyelesaian kompromi yang berkaitan dengan kelayakan ekonomi dan keperluan teknikal untuk mewujudkan medan magnet berputar untuk operasi motor elektrik, yang merupakan bahagian terbesar dari semua peralatan elektrik dalam industri.
Bergantung pada jenis daya yang mendorong pemutar, bilangan kutub boleh berbeza. Sekiranya rotor berputar pada kelajuan 3000 rpm, maka untuk mendapatkan arus ulang-alik dengan frekuensi industri 50 Hz, anda memerlukan penjana dengan 2 kutub, untuk 1500 rpm - dengan 4 kutub dan seterusnya. Dalam rajah di bawah anda melihat peranti penjana jenis segerak.
Terdapat gegelung atau belitan medan pada rotor; arus dibekalkan kepadanya dari generator exciter (DC Current Generator - GPT) atau dari semikonduktor exciter melalui alat berus. Berus terletak di gelang, tidak seperti mesin pemungut, akibatnya medan magnet belitan tidak berubah arah dan tanda, tetapi perubahan magnitud - ketika mengatur arus pemancar. Oleh itu, keadaan optimum dipilih secara automatik untuk menyokong mod operasi pengganti.
Oleh itu, kami berjaya memperoleh arus bolak pada skala industri dengan kaedah berdasarkan fenomena induksi elektromagnetik, iaitu menggunakan penjana tiga fasa. Dalam kehidupan seharian, kedua-dua generator fasa tunggal dan tiga fasa digunakan. Yang terakhir disyorkan untuk dibeli untuk kerja pembinaan. Faktanya ialah sebilangan besar alat elektrik dan alat mesin dapat berfungsi dari tiga fasa. Ini adalah motor elektrik dari pelbagai pengadun konkrit, gergaji bulat, dan mesin kimpalan yang kuat juga digerakkan oleh rangkaian tiga fasa. Lebih-lebih lagi, penjana segerak sesuai untuk tugas seperti itu, penjana tak segerak tidak sesuai - kerana pengoperasiannya yang lemah dengan peranti yang mempunyai arus masuk yang besar. Loji janakuasa asinkron lebih sesuai untuk bekalan elektrik rumah dan kotej sandaran.
Penukar elektronik
Walau bagaimanapun, tidak selalu rasional atau senang menggunakan loji elektrik isi rumah petrol atau diesel. Terdapat jalan keluar - untuk mendapatkan arus elektrik bergantian satu fasa atau tiga fasa daripada arus terus. Untuk melakukan ini, gunakan penukar atau, kerana ia juga dipanggil penyongsang.
Penyongsang adalah peranti yang menukar magnitud dan jenis arus elektrik. Di kedai anda boleh menemui penyongsang 12-220 atau 24-220 volt. Oleh itu, peranti ini berubah 12 atau 24 Volt tetap menjadi 220V AC dengan frekuensi 50Hz. Gambarajah penukar termudah seperti pemandu untuk penukar jambatan separuh IR2153 ditunjukkan di bawah.
Litar sedemikian menghasilkan gelombang sinus yang diubah pada output. Ia tidak sepenuhnya sesuai untuk menggerakkan beban induktif, seperti motor dan gerudi. Tetapi jika tidak secara berterusan, maka sangat mungkin untuk menggunakan penyongsang sederhana seperti itu.
Penukar DC ke AC dengan output gelombang sinus tulen jauh lebih mahal, dan litarnya jauh lebih rumit.
Penting! Semasa membeli modul papan murah dengan aliexpress, jangan bergantung pada sinus tulen atau frekuensi 50Hz. Sebilangan besar peranti ini menghasilkan arus frekuensi tinggi dengan voltan 220V. Ia dapat digunakan untuk menghidupkan pelbagai pemanas dan lampu pijar.
Kami secara ringkas mengkaji prinsip-prinsip menghasilkan arus ulang-alik di rumah dan pada skala industri. Fizik proses ini telah diketahui selama hampir 200 tahun, namun, Nikola Tesla adalah penyebar utama kaedah ini mendapatkan tenaga elektrik pada akhir XIX - separuh pertama abad XX.Sebilangan besar peralatan rumah tangga dan perindustrian moden tertumpu pada penggunaan ac nominal untuk bekalan kuasa.
Akhirnya, kami mengesyorkan menonton video yang menunjukkan dengan jelas bagaimana pengganti berfungsi:
Pasti anda tidak tahu:
Memuat ...
