Совет 1: Принцип действия генератора переменного тока

Генератором в электротехнике называют устройство, при помощи которого энергия механического типа преобразуется в электрическую. Такие устройства широко применяются на производстве и в некоторых технических системах, к примеру в автомобилях. В основе работы генератора лежит явление электромагнитной индукции.
Принцип действия генератора переменного тока

Устройство генератора переменного тока



На практике используется несколько видов генераторов. Но каждый из них включает в себя одни и те же составные элементы. К ним относятся магнит, который создает соответствующее поле, и специальная проволочная обмотка, где создается электродвижущая сила (ЭДС). В простейшей модели генератора роль обмотки выполняет рамка, способная вращаться вокруг горизонтальной или вертикальной оси. Амплитуда ЭДС пропорциональна количеству витков, имеющихся на обмотке, и размаху колебаний магнитного потока.

Чтобы получить значительный по силе магнитный поток, в генераторах используют особую систему. Она состоит из пары стальных сердечников. Обмотки, которые создают переменное магнитное поле, помещают в пазы первого из них. Те витки, которые индуцируют ЭДС, укладывают в пазы второго сердечника.

Внутренний сердечник называют ротором. Он вращается вокруг оси вместе с имеющейся на нем обмоткой. Тот сердечник, который остается без движения, выполняет функцию статора. Чтобы сделать поток магнитной индукции наиболее сильным, а потери энергии минимальными, расстояние между статором и ротором стараются сделать как можно меньше.

По какому принципу работает генератор



Электродвижущая сила возникает в обмотках статора сразу после появления электрического поля, для которого характерны вихревые образования. Эти процессы порождаются изменением магнитного потока, которое наблюдается при ускоренном вращении ротора.

Ток от ротора подается в электрическую цепь при помощи контактов, имеющих вид элементов скольжения. Чтобы сделать это было легче, к концам обмотки присоединяют кольца, называемые контактными. К кольцам прижимаются неподвижные щетки, через которые и осуществляется связь между электрической цепью и обмоткой движущегося ротора.

В витках обмотки магнита, где создается магнитное поле, ток имеет сравнительно небольшую силу, если сравнивать его с тем током, который генератор отдает внешней цепи. По этой причине уже конструкторы первых генераторов решили отводить ток от обмоток, расположенных статично, а слабый ток к вращающемуся магниту подавать через контакты, обеспечивающие скольжение. В генераторах малой мощности поле создает магнит постоянного типа, который способен вращаться. Такая конструкция позволяет упростить всю систему и вовсе не использовать кольца и щетки.

Современный промышленный генератор электрического тока представляет собой массивное и громоздкое сооружение, которое состоит из металлических конструкций, изоляторов и медных жил. Размеры устройства могут составлять несколько метров. Но даже для такого солидного сооружения очень важно выдержать точные габариты деталей и зазоры между подвижными частями электрической машины.

Совет 2 : Как выработать ток

Электроэнергия – настоящее чудо природы и техники, сегодня без электричества не возможно ни одно производство, от наличия тока в розетке зависит и комфортное проживание человека в собственном жилище. В настоящий момент ученые работают над вопросом, как получить электрический ток из окружающей нас среды. Оказывается, существует много способов.
Как выработать ток
Инструкция
1
Получить электроэнергию можно из отходов фабрик. Микробиолог из Британии Маккаски Линн заставила бактерии вырабатывать электроэнергию из отходов шоколадной фабрики. Маккаски использовала бактерии Escherichia coli. Они расщепляли сахар из растворов карамели, нуги и получали водород. Водород направляли в специальный топливный элемент, где и вырабатывалась электроэнергия.
2
Получить электроэнергию можно из сточных вод. Это доказали ученые из университета Пенсильвании. Они использовали бактерии, которые поедают органику, при этом выделяют углекислый газ. Получается химическая реакция, которая может питать электрические лампочки.
3
Из энергии солнца и звезд тоже можно получить электрический ток. Ученые-ядерщики из России создали батарею, которая не зависимо от погодных условий трансформирует энергию солнца и звезд в электроэнергию. Свое изобретение ученые из института в Дубне под Москвой, назвали «Звездная батарея». Она более эффективна и экономична, чем солнечная.
4
Получить электрический ток можно даже из воздуха, используя естественные вибрации в нем. Но пока над этой технологией ученые еще работают.
5
Получить электроэнергию можно и из проточной воды. Над этим вопросом работают канадские ученые. Они создали электрокинетическую батарею. Батарея представляет собой стеклянный сосуд, пронизанный сотней тысяч микроскопических каналов. Вода, протекая по каналам, образует на одном конце сосуда заряд положительный, а отрицательный на другом конце.
В результате чего и вырабатывается электрический ток.
6
Получить электрический ток можно от вибрации проходящих грузовиков, поездов и даже пешеходов. «Пульс города» можно использовать как источник электроэнергии, которой хватило бы на освещение улиц. Над этой теорией работают лондонские ученые.
7
Американские ученые утверждают, что скоро даже деревья будут давать нам электроэнергию.
Если воткнуть алюминиевый стержень в ствол живого дерева, сделать медную трубочку и погрузить её на 17 см в грунт, то вольтметр покажет, что между стержнем в коре дерева и зарытой трубочкой есть слабый постоянный ток, который можно накапливать в специальных аккумуляторах.
Источники:
  • как вырабатывается электроэнергия

Совет 3 : Что такое генераторы

Понятие «генератор» крайне многогранно. В различных областях науки и техники в него вкладывается разный смысл. Поэтому о том, что такое генераторы, говорить можно лишь в контексте определенной предметной области.
Что такое генераторы



В широком смысле под генераторами понимаются любые механические, электрические и электронные аппараты, машины и устройства, производящие какие либо продукты (вещества или энергию) с заданными характеристиками. В различных сферах науки, а также технических и промышленных областях имеются устоявшиеся понятия термина «генератор».

В химической, а также некоторых других областях промышленности часто используются устройства, производящие газы. Например, генератор водорода или ацетиленовый генератор. Машины, преобразующие вещества в определенные агрегатные состояния, также часто называются генераторами. Например, парогенератор или ледогенератор.

В теоретической физике существуют понятия об абстрактных устройствах с идеальными свойствами, называемых источниками или генераторами. Например, это генератор постоянного тока (ток, создаваемый им не зависит от сопротивления нагрузки), генератор напряжения (ЭДС), генератор переменного тока с заданной амплитудой и частотой.

В энергетике генераторами называют реальные машины и агрегаты, производящие электрическую энергию. К ним относятся как генераторы переменного (от велосипедного или автомобильного до паро- газо- или гидротурбинных генераторов на электростанциях), так и постоянного (гальванические элементы, диск Фарадея, магнитогидродинамические генераторы) тока.

В радиоэлектронике применяются в основном генераторы сигналов. Они необходимы для получения токов различных характеристик (амплитудных, частотных, фазовых) и электрических форм в цепях аппаратуры. Существует множество типовых схем различных генераторов (одно- и мультивибраторы, генераторы синусоидальных колебаний, блокинг-генераторы, и т.д.).

В программировании под генератором понимается программа или ее часть (класс с набором методов, процедура, функция) создающая наборы данных с нужными характеристиками. Например, генератор псевдослучайных чисел или программа-генератор документации (такая как Doxygen).


Совет 4 : Принцип работы генератора переменного тока

Генератор переменного тока является одним из наиболее распространенных устройств, преобразующих энергию вращения в электрическое напряжение. Генератор можно встретить всюду, начиная от огромных залов ГЭС и заканчивая обычным автомобилем. Каким же образом генерируется электрический ток?
Принцип работы генератора переменного тока

Основные части генератора переменного тока



В конструкцию изделия входит две основных части: статор (неподвижный элемент), ротор (вращающаяся часть). В статоре, представляющем собой полый цилиндр, расположена магнитная система, состоящая из смонтированных в пакет стальных листов. Внутри них есть пазы, изолированные диэлектриком (обычно используют фторпластовую пленку), в которых располагаются обмотки из медного провода. Каждая катушка представляет собой одну фазу (всего их 3), в которой витки соединяются последовательно или параллельно. Выступающая из пазов часть катушки называется лобовым соединением. У каждой из трех обмоток по одному выводу соединяются в общую точку, которая не «эксплуатируется» и тщательно изолируется от корпуса и других деталей (такое соединение называется «звезда»). Получаемое напряжение снимается с остальных трех концов.

Ротор – массивный сердечник с обмоткой возбуждения, изготавливаемый из стали. Вал может быть расположен горизонтально, что характерно для большинства конструкций, либо вертикально, - такой метод установки практикуется на гидротурбинах. Работающий генератор может охлаждаться воздухом, водой, маслом и даже водородом.

Принцип работы



В основе действия генератора – электромагнитная индукция. Чтобы получить переменное напряжение, нужна катушка, в которой присутствует постоянный ток. Это вызовет образование магнитного поля, которое образуется в возбуждающей обмотке. Также необходима стальная система с полюсами, которая будет подводить магнитное поле к катушкам, называемыми статорной обмоткой. В ходе вращения ротора напротив катушек статора появляется поочередно то «южный» полюс, то «северный». Как это происходит на практике?

Обмотка статора, являющаяся силовой, находится в неподвижном состоянии. Ротор приводится в движение механическим путем: это может быть энергия потока воды, ветер или цепная, ременная передача, передающая энергию вращения от, например, автомобильного двигателя. Чтобы генератор начал работать, на его обмотку возбуждения необходимо подать напряжение. В результате создается электромагнитное поле, которое посредством вращающегося ротора индуцирует напряжение в статорных катушках. При увеличении напряжения на возбуждающей обмотке повышается напряжение на катушках статорной обмотки, и наоборот. Подача напряжения на возбуждающую катушку может осуществляться и от самого генератора. В подобном случае считается, что генератор является самовозбуждающимся.

Совет 5 : Как работает генератор переменного тока

Генератором называют устройство, преобразующее механическую энергию в электрическую. Принцип работы генератора переменного тока основан на использовании такого явления, как электромагнитная индукция.
Как работает генератор переменного тока
Инструкция
1
В простейшем генераторе переменного тока концы рамки проводника присоединены к кольцам, к которым прижимаются щетки устройства. Внешняя цепь замыкает щетки через электрическую лампочку. Генератор дает переменный ток, когда рамка с кольцами вращается в магнитном поле. Ток изменяет свое направление и величину каждые пол-оборота, его называют однофазным.
2
Наиболее удобными для использования в технике считаются генераторы трехфазного тока. Конструкция самого простого трехфазного генератора включает в себя три рамки проводов, они сдвинуты по окружности вращения на 120° относительно друг друга. Через каждые 120° оборота ток меняет свою величину и направление. По сравнению с однофазной системой, у трехфазной есть множество преимуществ. При одной и той же мощности для нее необходимы меньшие затраты металла на электропроводку.
3
Электрический магнит является вращающейся частью привода, его ротором, он передает на статор вырабатываемое магнитное поле. Статором называют внешнюю часть устройства, которая состоит из трех катушек с проводами.
4
Напряжение передается через кольца и коллекторные щетки. Роторные кольца из меди вращаются вместе с коленвалом и ротором, в результате этого к ним прижимаются щетки. Щетки остаются на месте, а электропоток передается от неподвижных элементов генератора переменного тока к его вращающейся части.
5
Образующееся магнитное поле вращается поперек статора и производит электропотоки, осуществляющие зарядку аккумулятора. Для передачи импульса от генератора к аккумулятору дополнительно используется диодный мост, его располагают в задней части машины. Диод обладает двумя контактами, через них проходит ток в одном направлении, мост обычно состоит из десяти таких деталей.
6
Диоды делят на две группы — основные и дополнительные. Первые применяются для выпрямления напряжения, они присоединены к выводам статора. Вторые направляют мощность на регулятор напряжения и лампу, контролирующую зарядку, которая необходима для того, чтобы следить за исправностью привода.
7
Генераторы разделяют на маломощные и высокомощные, в зависимости от вырабатываемой ими энергии. Маломощные генераторы переменного тока чаще всего используются в быту в качестве резервного электроснабжения.
Обратите внимание
Периодом называют время, затраченное на совершение одного колебания, а частотой переменного тока - количество периодов в секунду. Амплитудой тока называют максимальное значение мгновенного переменного тока.
Совет полезен?
Поиск
Добавить комментарий к статье
Осталось символов: 500