Maiņstrāvas ģenerators — teorija. Jaunās tēmas (izstrāde), L. Koroševska.

OTRĀ SEMESTRA NOSLĒGUMA TESTI

Elektrisko strāvu ražo ģeneratori, kuros mehāniskā enerģija pārvēršas elektriskajā enerģijā. Ģeneratora darbības pamatā ir elektromagnētiskās indukcijas parādība. Lai saprastu ģeneratora darbības principu, aplūkosim rāmīti, kas vienmērīgi rotē homogēnā magnētiskajā laukā:

Magnētiskais lauks rada magnētisko plūsmu caur kontūra ietverto laukumu.

Magnētisko plūsmu var aprēķināt pēc formulas

Φ = B \cdot S \cdot \cos a

, kur

\(B\) – magnētiskā lauka indukcija, \(T\)

\(S\) – kontūra ietvertais laukums,

m^{2}

α

– leņķis starp kontūrā ietvertā laukuma normāli

\vec{n}

un magnētiskā lauka indukcijas vektoru

\vec{B}

Ja rāmītis griežas ar leņķisko ātrumu

ω

, tad leņķi

α

var noskaidrot pēc formulas

α = ω t + ϕ_{0}

, kur

ϕ_{0} = \frac{π}{2}

— sākuma fāze (sk. zīm.).

Mainoties leņķim

α

, mainās arī magnētiskā plūsma

Φ (t) = B \cdot S \cdot \cos (ω t + \frac{π}{2})

Magnētiskās plūsmas izmaiņas ātrumu raksturo ar elektrodzinējspēku (EDS), kuru (kontūrā ar vienu vijumu) var aprēķināt pēc formulas:

ε_{i} = - \frac{ΔΦ}{Δt} jeb ε_{i} = - Φ^{'}

, kur

ε_{i}

– indukcijas elektrodzinējspēks, \(V\)

\(ΔΦ\) – magnētiskās plūsmas izmaiņa, \(Wb\)

\(Δt\) – magnētiskās plūsmas maiņas laiks, \(s\)

Tātad

ε_{i} (t) = - {(B \cdot S \cdot \cos (ω t + \frac{π}{2}))}^{'} = B \cdot S \cdot ω \cdot \sin (ω t + \frac{π}{2}) = B \cdot S \cdot ω \cdot \cos (ω t) = ε_{m} \cdot \cos (ω t)

, kur

ε_{m} = B \cdot S \cdot ω

— vienam vijumam.

Ja vijumu skaits ir \(N\), tad

ε_{m} = B \cdot S \cdot ω \cdot N

, jo vijumi veido virknes slēgumu, un kopējais EDS ir vienāds ar katrā vijumā radīto EDS summu

ε_{kop} = ε_{1} \cdot N

Pieņemsim, ka ģenerators ir ideāls (tinumu iekšējā pretestība ir \(0\)), tad ģeneratora radītais spriegums ir vienāds ar EDS.

Tātad

U (t) = U_{m} \cdot \cos (ω t)

, kur

U_{m} = B \cdot S \cdot ω \cdot N

Secinājumi:

1. Ģeneratora radītais spriegums mainās pēc harmoniskā likuma

U (t) = U_{m} \cdot \cos (ω t)

2. EDS un sprieguma cikliskā frekvence ir vienāda ar rāmīša leņķisko ātrumu

ω

3. Rāmītis griežas ar frekvenci

f = \frac{ω}{2 π}

, un spriegums uz ģeneratora spailēm mainās ar tādu pašu frekvenci

f = \frac{ω}{2 π}

Piemēram, ja rāmītis griežas ar frekvenci

50 \frac{apgr .}{s}

, tad spriegums mainās ar frekvenci

50 Hz = 50 s^{- 1}

Iepriekšējā teorija

Atgriezties tēmā

Nākamā teorija

Nosūtīt atsauksmi

Atradi kļūdu?

Sūti mums ziņu!

2. Maiņstrāvas ģenerators

Teorija

Pamanīts reklāmas bloķētājs!