Како доћи до наизменичне електричне струје
Електромагнетна индукција и Фарадаиев закон
Мицхаел Фарадаи 1831. открио је образац, касније назван по њему - Фарадаиев закон. У својим експериментима користио је 2 инсталације. Први се састојао од металног језгра са два намотана и неповезана проводника. Кад је један од њих повезао са извором напајања, игла галванометра спојена са другим проводником се провукла. Тако је доказан утицај магнетног поља на кретање наелектрисаних честица у проводнику.
Друга инсталација је Фарадаи диск. Ово је метални диск на који су спојена два клизна проводника, који су заузврат повезани галванометром. Диск се ротира у близини магнета, а током ротације на галванометру стрелица такође одступа.
Дакле, закључак ових експеримената била је формула која повезује пролазак проводника кроз линије силе магнетног поља.
Овде: Е је индукциони ЕМФ, Н је број обртаја проводника који се помера у магнетном пољу, дФ / дт је брзина промене магнетног тока у односу на проводник.
У пракси, они такође користе формулу помоћу које можете одредити ЕМФ по јачини магнетне индукције.
е = Б * л * в * синα
Ако се сетимо формуле која се односи на магнетни ток и магнетну индукцију, можемо претпоставити како је дошло до извода горње формуле.
Ф = Б * С * цосα
Тако је настала генерација струје. Али, разговарајмо о томе како наизменичну струју приближити пракси.
Начини да се добије АЦ
Претпоставимо да имамо оквир водљивог материјала. Поставите га у магнетно поље. Према горњој формули, ако почнете да ротирате оквир, кроз њега ће тећи електрична струја. Уједначеним ротирањем на крајевима овог оквира добиће се наизменична синусоидна струја.
То је због чињенице да у зависности од положаја дуж оси ротације, различит број сила силе продире у оквир. Према томе, величина ЕМФ се не индукује једнолико, већ према положају оквира, као што је знак ове количине. Шта видите горе приказани графикон. Када се оквир окреће у магнетном пољу, и фреквенција наизменичне струје и јачина ЕМФ на терминалима оквира зависе од брзине ротације. Да би се постигла одређена вредност ЕМФ-а на одређеној фреквенцији, врши се више окретаја. Тако се испоставља да није оквир, већ завојница.
Наизменична наизменична струја у индустријској скали може се добити на исти начин као што је горе описано. У пракси су електране са алтернаторима нашле широку употребу. У овом случају се користе синхрони генератори.Пошто је тако лакше контролисати и фреквенцију и јачину емф наизменичне струје, и они могу да издрже краткотрајне преоптерећења струје.
Према броју фаза у електранама користе се трофазни генератори. Ово је компромисно решење повезано са економском изводљивошћу и техничким захтевима стварања ротирајућег магнетног поља за рад електромотора, који чине лавовски део све електричне опреме у индустрији.
У зависности од врсте силе која покреће ротор, број полова може бити различит. Ако се ротор окреће брзином од 3000 о / мин, да бисте добили наизменичну струју са индустријском фреквенцијом од 50 Хз, потребан вам је генератор са два пола, за 1500 о / мин - са 4 пола и тако даље. На доњим сликама видите генератор генератора синхроног типа.
На ротору се налазе завојнице или пољска намотаја, струја се на њега напаја из побудника генератора (ДЦ Цуррент Генератор - ГПТ) или из полупроводничког побудника кроз уређај четком. Четкице се налазе на прстеновима, за разлику од машина за сакупљање, услед којих се магнетно поље намотаја не мења у правцу и знаку, већ се мења у величини - при регулисању побудне струје. Дакле, оптимални услови се аутоматски бирају како би подржали режим рада алтернатора.
Дакле, успели смо да добијемо наизменичну струју у индустријском обиму методом заснованом на појавама електромагнетне индукције, наиме користећи трофазне генераторе. У свакодневном животу користе се једнофазни и трофазни генератори. Потоњи се препоручује за набавку грађевинских радова. Чињеница је да велики број електричних алата и машина може радити из три фазе. Ради се о електромоторима разних бетонских мешача, кружним тестерама, а моћне машине за заваривање такође покрећу трофазну мрежу. Штавише, синхрони генератори су погодни за такве задатке, асинхрони генератори нису погодни - због лошег рада са уређајима који имају велике струје притиска. Асинхроне електране за домаћинство су погодније за резервно напајање приватних кућа и викендица.
Електронски претварачи
Међутим, није увек рационално или прикладно користити бензинске или дизелске кућне електране. Постоји излаз - да се из једносмерне струје добије једнофазна или трофазна наизменична електрична струја. Да бисте то учинили, користите претвараче или, како их још називају претвараче.
Претварач је уређај који претвара величину и врсту електричне струје. У продавницама можете пронаћи претвараче од 12-220 или 24-220 волти. Сходно томе, ови уређаји претварају константну 12 или 24 В у 220В АЦ са фреквенцијом 50Хз. Дијаграм најједноставнијег таквог претварача на основу погонског склопа за претварач напонског моста ИР2153 приказан је доле.
Такав склоп производи модификовани синусни талас на излазу. Није у потпуности погодан за покретање индуктивног оптерећења, као што су мотори и бушилице. Али ако не на сталној основи, онда је сасвим могуће користити тако једноставан инвертер.
Претварачи истосмјерног и измјеничног напона с чистим синусним излазом су пуно скупљи, а њихова кола су много сложенија.
Важно! Када купујете јефтине плочасте модуле са алиекпрессом, не рачунајте ни на чист синус ни на фреквенцију од 50 Хз. Већина ових уређаја производи струју високе фреквенције са напоном од 220В. Може се користити за напајање различитих грејача и сијалица.
Укратко смо прегледали принципе производње наизменичне струје код куће и на индустријском нивоу. Физика овог процеса позната је скоро 200 година, али Никола Тесла је био главни популаризатор овог начина добијања електричне енергије крајем КСИКС - прве половине КСКС века.Већина савремене опреме за домаћинство и индустрију фокусирана је на употребу називне струје за напајање.
На крају, препоручујемо да погледате видео који јасно показује како алтернатор ради:
Сигурно не знате:
Учитавање ...
