Paano makakuha ng alternating electric current
Electromagnetic induction at ang Faraday law
Natuklasan ni Michael Faraday noong 1831 ang pattern, na pinangalan sa huli - Batas ni Faraday. Sa kanyang mga eksperimento, gumamit siya ng 2 pag-install. Ang una ay binubuo ng isang metal core na may dalawang sugat at hindi magkakaugnay na conductor. Kapag ikinonekta niya ang isa sa mga ito sa isang mapagkukunan ng kuryente, ang karayom ng galvanometer na konektado sa pangalawang conductor ay twitched. Sa gayon, napatunayan ang impluwensya ng isang magnetic field sa paggalaw ng mga sisingilin na mga particle sa isang conductor.
Ang pangalawang pag-install ay isang Faraday disk. Ito ay isang metal disk na kung saan ang dalawang conductor ng sliding ay konektado, at sila, sa turn, ay konektado sa isang galvanometer. Ang disk ay pinaikot malapit sa magnet, at sa panahon ng pag-ikot sa galvanometer, ang arrow ay lumihis din.
Kaya, ang pagtatapos ng mga eksperimento na ito ay isang pormula na may kaugnayan sa pagpasa ng isang conductor sa pamamagitan ng mga linya ng puwersa ng isang magnetic field.
Narito: E ang induction EMF, N ay ang bilang ng mga liko ng conductor na inilipat sa isang magnetic field, dF / dt ay ang rate ng pagbabago ng magnetic flux na nauugnay sa conductor.
Sa pagsasagawa, ginagamit din nila ang pormula kung saan maaari mong matukoy ang EMF sa pamamagitan ng laki ng magnetic induction.
e = B * l * v * sinα
Kung naaalala natin ang pormula na may kaugnayan sa magnetic flux at magnetic induction, maaari nating isipin kung paano nangyari ang pagbuo ng formula sa itaas.
Ф = B * S * cosα
Kaya ang henerasyon ng kasalukuyang ipinanganak. Ngunit pag-usapan natin kung paano makakuha ng alternating kasalukuyang mas malapit sa pagsasanay.
Mga paraan upang makakuha ng AC
Ipagpalagay na mayroon kaming isang frame ng conductive material. Ilagay ito sa isang magnetic field. Ayon sa formula sa itaas, kung sisimulan mong paikutin ang frame, isang electric current ang dumadaloy dito. Sa pantay na pag-ikot sa mga dulo ng frame na ito, isang alternatibong sinusoidal kasalukuyang makuha.
Ito ay dahil sa ang katunayan na depende sa posisyon sa kahabaan ng axis ng pag-ikot, isang iba't ibang bilang ng mga linya ng puwersa ay tumagos sa frame. Alinsunod dito, ang magnitude ng EMF ay hindi sapilitan nang pantay, ngunit ayon sa posisyon ng frame, tulad ng tanda ng dami na ito. Ano ang nakikita mong nag tsart sa itaas. Kapag ang frame ay umiikot sa isang magnetic field, pareho ang dalas ng alternating kasalukuyang at ang magnitude ng EMF sa mga terminal ng frame ay nakasalalay sa bilis ng pag-ikot. Upang makamit ang isang tiyak na halaga ng EMF sa isang nakapirming dalas, mas maraming mga liko ang ginawa. Sa gayon, ito ay lumiliko hindi isang frame, ngunit isang coil.
Ang pang-industriya na pang-alternatibong kasalukuyang ay maaaring makuha sa parehong paraan tulad ng inilarawan sa itaas. Sa pagsasagawa, natagpuan ang malawak na paggamit ng mga halaman sa kapangyarihan. Sa kasong ito, ginagamit ang magkakasabay na mga generator.Dahil mas madali itong kontrolin ang parehong dalas at ang laki ng emf ng kahaliling kasalukuyang, at maaari silang mapaglabanan ang panandaliang overload ng maraming beses.
Ayon sa bilang ng mga phase sa mga halaman ng kuryente, ginagamit ang mga three-phase generator. Ito ay isang solusyon sa kompromiso na nauugnay sa kakayahang pang-ekonomiya at ang kinakailangan sa teknikal na paglikha ng isang umiikot na magnetic field para sa pagpapatakbo ng mga de-koryenteng motor, na bumubuo sa bahagi ng leon ng lahat ng mga de-koryenteng kagamitan sa industriya.
Depende sa uri ng puwersa na nagtutulak sa rotor, ang bilang ng mga pole ay maaaring magkakaiba. Kung ang rotor ay umiikot sa isang bilis ng 3000 rpm, pagkatapos upang makakuha ng alternating kasalukuyang may isang dalas ng pang-industriya na 50 Hz, kailangan mo ng isang generator na may 2 pole, para sa 1500 rpm - na may 4 na mga pole at iba pa. Sa mga numero sa ibaba makikita mo ang isang kasabay na uri ng aparato ng generator.
May mga coils o mga windings ng patlang sa rotor; kasalukuyang ibinibigay dito mula sa isang exciter generator (DC Current Generator - GPT) o mula sa isang semiconductor exciter sa pamamagitan ng isang braso ng brush. Ang mga brushes ay matatagpuan sa mga singsing, hindi katulad ng mga makina ng kolektor, bilang isang resulta kung saan ang magnetic field ng mga paikot-ikot ay hindi nagbabago sa direksyon at pag-sign, ngunit ang mga pagbabago sa kadakilaan - kapag kinokontrol ang exciter na kasalukuyang. Kaya, ang mga pinakamainam na kondisyon ay awtomatikong napili upang suportahan ang operating mode ng alternator.
Kaya, pinamamahalaang naming makakuha ng alternating kasalukuyang sa isang pang-industriya scale sa pamamagitan ng isang pamamaraan batay sa mga phenomena ng electromagnetic induction, lalo na ang paggamit ng mga three-phase generator. Sa pang-araw-araw na buhay, ginagamit ang parehong mga yugto ng single-phase at three-phase. Inirerekomenda ang huli na mabili para sa gawaing konstruksyon. Ang katotohanan ay ang isang malaking bilang ng mga de-koryenteng kasangkapan at mga tool sa makina ay maaaring gumana mula sa tatlong mga phase. Ito ay mga de-koryenteng motor ng iba't ibang mga kongkretong mixer, pabilog na mga gabas, at malakas na mga welding machine ay pinapagana din ng isang three-phase network. Bukod dito, ang mga magkakasabay na generator ay angkop para sa mga naturang gawain, hindi angkop ang mga hindi nag-i-sync na mga generator - dahil sa kanilang hindi magandang operasyon sa mga aparato na may malalaking mga alon ng inrush. Ang mga Asynchronous planta ng kapangyarihan ng sambahayan ay mas angkop para sa backup na supply ng kuryente ng mga pribadong bahay at mga kubo.
Mga elektronikong convert
Gayunpaman, hindi laging makatuwiran o maginhawa upang gumamit ng mga halaman ng halaman ng kuryente sa gasolina o diesel. Mayroong isang paraan out - upang makakuha ng isang solong-phase o tatlong-phase alternating electric kasalukuyang mula sa direktang kasalukuyang. Upang gawin ito, gumamit ng mga nag-convert o, dahil tinatawag din silang mga inverters.
Ang isang inverter ay isang aparato na nag-convert ng magnitude at uri ng electric current. Sa mga tindahan makakahanap ka ng mga inverters 12-220 o 24-220 volts. Alinsunod dito, ang mga aparatong ito ay nagiging isang palagiang 12 o 24 Volts sa 220V AC na may dalas ng 50Hz. Ang diagram ng pinakasimpleng tulad converter batay sa driver para sa IR2153 kalahating tulay converter ay ipinapakita sa ibaba.
Ang ganitong circuit ay gumagawa ng isang nabagong alon ng sine sa output. Hindi ito ganap na angkop para sa paggana ng isang pasaklaw na pagkarga, tulad ng mga motor at drills. Ngunit kung hindi sa isang patuloy na batayan, kung gayon posible na gumamit ng tulad ng isang simpleng inverter.
Ang mga DC convert AC na may purong sine wave output ay mas mahal, at ang kanilang circuitry ay mas kumplikado.
Mahalaga! Kapag bumili ng murang mga module ng board na may aliexpress, huwag umasa sa alinman sa isang purong sine o isang dalas na 50Hz. Karamihan sa mga aparatong ito ay gumagawa ng mataas na dalas ng kasalukuyang gamit ang isang boltahe ng 220V. Maaari itong magamit upang mabigyan ng kapangyarihan ang iba't ibang mga pampainit at maliwanag na maliwanag na lampara.
Sinuri namin sandali ang mga prinsipyo ng paggawa ng alternating kasalukuyang sa bahay at sa isang pang-industriya scale. Ang pisika ng prosesong ito ay kilala sa halos 200 taon, gayunpaman, si Nikola Tesla ang pangunahing popularizer ng pamamaraang ito ng pagkuha ng elektrikal na enerhiya sa huli na XIX - unang kalahati ng siglo ng XX.Karamihan sa mga modernong kagamitan sa bahay at pang-industriya ay nakatuon sa paggamit ng nominal ac kasalukuyang para sa suplay ng kuryente.
Sa wakas, inirerekumenda namin ang panonood ng isang video na malinaw na nagpapakita kung paano gumagana ang alternator:
Tiyak na hindi mo alam:
Naglo-load ...
