Электродвигатели и генераторы
Категория:
Строительная техника и оборудование 4
Публикация:
Электродвигатели и генераторы
Читать далее:
Электродвигатели и генераторы
Принцип работы электрических машин основан на использовании закона электромагнитной индукции и закона взаимодействия проводника с током и магнитного поля.
Согласно закону электромагнитной индукции при перемещении проводника между полюсами магнита в нем возникает электродвижущая сила (эдс) (рис. 10.1). Если проводник замкнуть, то под действием эдс в нем появится ток. На этом законе основана работа генератора, осуществляющего преобразование механической энергии в электрическую.
Рекламные предложения на основе ваших интересов:
Рис. 10.1. Принципиальная схема генератора
Рис. 10.2. Принципиальная схема электродвигателя.
Если в магнитное поле поместить проводник с током в виде замкнутой рамки (рис.
У большинства электрических машин магнитное поле создается не постоянным .магнитом, а электрическим током, протекающим по специальным катушкам машины. Эти катушки называют обмотками возбуждения.
Электрическая схема электрических машин состоит из неподвижных и подвижных обмоток.
Электрические машины являются машинами вращательного действия. Основными частями их являются: неподвижный статор и вращающийся ротор, разделенные зазором (рис. 10.3).
Статор и ротор имеют стальные сердечники. Сердечник набран из изолированных друг от друга листов электротехнической стали. На внутренней стороне сердечника статора и на наружной стороне сердечника ротора имеются параллельные продольные пазы, в которые укладываются обмотки. Ротор закрепляется на валу, который вращается в подшипниках.
Подшипники встроены в торцовые крышки, которые болтами крепятся к станине. На валу ротора устанавливается также вентилятор, служащий для охлаждения обмоток и сердечников.
Станина имеет лапы для крепления машины к фундаменту или специальный фланец с отверстиями под крепления.
Рис. 10.3. Конструктивная схема электрических машин.
Асинхронные двигатели. Асинхронные двигатели состоят из двух основных частей: статора и ротора. На статоре располагается трехфазная обмотка (у трехфазных двигателей). Концы обмоток присоединяют к питающей сети. Обмотка имеет шесть выводных концов с металлическими бирками, расположенных в коробке и имеющих обозначение начал трехфазной обмотки С1, С2, СЗ и концов С4, С5, Сб. Ротор также имеет обмотку. В зависимости от типа обмотки асинхронные электродвигатели бывают с короткозамкнутым и с фазным ротором.
В короткозамкнутом роторе обмотка представляет собой цилиндрическую клетку, образованную отдельными стержнями, уложенными в пазы ротора и соединенными с торцовых сторон кольцами («беличье колесо»).
Обмотка фазного ротора выполнена изолированным проводом и уложена в пазы ротора. Как и обмотка статора, она состоит из трех (или группы) катушек. Начала катушек соединены в звезду, а концы подведены к контактным кольцам на валу ротора. По кольцам скользят щетки, закрепленные в неподвижных щеткодержателях. Щетки соединяют обмотку ротора с реостатом, находящимся вне двигателя и служащим для уменьшения пусковых токов или регулирования скорости вращения.
Электродвигатели с короткозамкнутым ротором применяют в электроприводе, не требующем регулирования скорости. Основным недостатком их является большая сила тока в момент пуска двигателя, превышающая в 5…7 раз ток при установившихся оборотах.
Двигатели с фазным ротором позволяют регулировать скорость вращения. Кроме того, включение в цепь ротора пускорегулирующе- го реостата позволяет уменьшить силу пускового тока и увеличить пусковой момент.
Каждый двигатель снабжается паспортом — металлической табличкой, закрепляемой на корпусе двигателя, на которой указывается завод-изготовитель, марка двигателя и основная характера стика двигателя.
Если в паспорте указано напряжение 220/380 В, то электродвигатель можно включать в сеть напряжением 220 и 380 В.
При напряжении 220 В обмотки статора соединяют треугольником (рис. 10.4, а) —начало первой обмотки С1 соединяют с концом третьей С6, начало второй С2 с концом первой С4, а конец второй С5 с началом третьей СЗ. Соединенные концы подводят к трем фазам сети.
Рис. 10.4. Схемы соединения обмоток статора трехфазного двигателя.
При напряжении 380 В обмотки соединяют звездой (рис. 10.4, б, в) — все начала или все концы обмоток соединяют вместе, а свободные концы включают в трехфазную сеть.
Двигатели постоянного тока применяют в тех случаях, когда требуется плавное и глубокое регулирование скорости вращения.
Двигатель постоянного тока (рис. 10.5) состоит из неподвижной станины, вращающегося якоря с коллектором и щеток со щеткодержателями. Внутри станины укрепляют главные полюсы с обмотками возбуждения, которые создают магнитный поток.
Стержни обмотки якоря соединены по определенной схеме с пластинами коллектора. Щетки, скользящие по пластинам коллектора, соединяют обмотку якоря с внешней сетью. С внешней сетью соединяется также обмотка возбуждения;
Для уменьшения искрения на коллекторе на станине установлены дополнительные полюса.
Регулирование частоты вращения ротора достигается изменением силы тока обмотки возбуждения. Обмотки возбуждения двигателей постоянного тока питаются постоянным током. Различают двигатели с независимым возбуждением и с самовозбуждением. В двигателях с независимым возбуждением обмотка возбуждения питается от постороннего источника. В машинах же с самовозбуждением она питается от якорной обмотки этого же двигателя. Возбуждение при этом может осуществляться при параллельном, последовательном или смешанном соединениях, когда одна обмотка возбуждения соединена с якорной параллельно, а другая — последовательно. Соответственно этому электродвигатели называются шунтовые, сериесные и ком- паундные.
Все электрические машины характеризуются обратимостью, т. е. возможностью работать как в качестве электродвигателя, так и в качестве генератора.
Рис. 10.5. Электродвигатель постоянного тока:
1 — коллектор; 2 — щеткодержатель; 3 — якорь; 4 — главный полюс; 5 — обмотка возбуждения; 6 — станина; 7 — подшипниковый щит; 8 — вентилятор; 9 — обмотка якоря.
Генератор устроен принципиально так же, как и электродвигатель. В отличие от него в генераторе принудительно вращается ротор (якорь). С помощью генератора механическая энергия вращающегося якоря превращается в электрическую. Подобно электродвигателям, генераторы бывают переменного и постоянного тока. Генераторы постоянного тока бывают шунтовые, сериесные и компаундные.
Рекламные предложения:
Читать далее: Трансформаторы. Выпрямители. Преобразователи
Категория: — Строительная техника и оборудование 4
Главная → Справочник → Статьи → Форум
Генератор и двигатель — чем они отличаются
Все электрические машины функционируют в соответствии с законом электромагнитной индукции, а также с законом взаимодействия проводника с током и магнитного поля.
Электрические машины по типу питания подразделяются на машины постоянного и переменного тока. Постоянный ток создается за счет источников бесперебойного питания. Для машин постоянного тока характерно свойство обратимости. Это означает, что они способны работать как в двигательном, так и в генераторном режиме. Данное обстоятельство можно объяснить с точки зрения аналогичных явлений в работе обеих машин. Более детально конструктивные особенности двигателя и генератора рассмотрим далее.
Двигатель
Двигатель предназначен для преобразования электрической энергии в механическую. В промышленном производстве двигатели применяются в качестве приводов на станках и прочих механизмах, являющихся частью технологических процессов. Также двигатели используются в бытовых приборах, к примеру, в стиральной машине.
Электродвигатель постоянного тока
При нахождении в магнитном поле проводника в виде замкнутой рамки, силы, которые приложены к рамке, приведут данный проводник к вращению.
В таком случае, речь будет идти о простейшем двигателе.
Как было указано ранее, работа двигателя постоянного тока осуществляется от источников бесперебойного питания, к примеру, от аккумуляторной батареи, блока питания. У двигателя имеется обмотка возбуждения. В зависимости от ее подключения, различают двигатели с независимым и самовозбуждением, которое, в свою очередь, может быть последовательным, параллельным и смешанным.
Подключение двигателя переменного тока производится
Асинхронный двигатель
Главным отличием синхронного двигателя является наличие обмотки на вращающемся роторе, а также имеющийся щеточный механизм, служащий для подведения тока на обмотки. Вращение ротора осуществляется синхронно вращению магнитного поля статора. Отсюда двигатель имеет такое название.
В асинхронном двигателе важным условием является то, что вращение ротора должно быть медленнее вращения магнитного поля.
При несоблюдении данного требования наведение электродвижущей силы и возникновение электротока в роторе оказывается невозможным.
Асинхронные двигатели применяются чаще, однако у них имеется один значительный недостаток – без изменения частоты тока невозможно регулирование скорости вращения вала. Данное условие не позволяет достичь вращения с постоянной частотой. Также значительным недостатком является ограничение по максимальной скорости вращения (3000 об./мин.).
В случаях необходимости достижения постоянной скорости вращения вала, возможности ее регулирования, а также достижения скорости вращения, превышающей максимально возможную для асинхронных двигателей, применяют синхронные двигатели.
Генератор
Проводник, перемещаясь между двумя магнитными полюсами, способствует возникновению электродвижущей силы. Когда проводник замыкают, то при воздействии электродвижущей силы в нем возникает ток. На данном явлении основывается действие электрического генератора.
Генератор переменного тока
Генератор способен вырабатывать электрическую энергию из тепловой или химической энергии. Однако наиболее широкое распространение получили генераторы, преобразующие механическую энергию в электрическую.
Основные составные элементы генератора постоянного тока:
- Якорь, выступающий в качестве ротора.
- Статор, на котором располагается катушка возбуждения.
- Корпус.
- Магнитные полюса.
- Коллекторный узел и щетки.
Генераторы постоянного тока используются не так часто. Основные сферы их применения: электрический транспорт, сварочные инверторы, а также ветроустановки.
Генератор постоянного тока
Генератор переменного тока имеет схожую конструкцию с генератором постоянного тока, но отличается строением коллекторного узла и обмотками на роторе.
Схема генератора переменного тока
Так же как и в случае с двигателями, генераторы могут быть синхронными и асинхронными. Разница между данными генераторами заключается в строении ротора.
У синхронного генератора катушки индуктивности расположены на роторе, а у асинхронного генератора для расположения обмотки на валу имеются специальные пазы.
Синхронные генераторы применяют, когда необходима выдача тока с высокой пусковой мощностью на короткий промежуток времени, с превышением номинальной. Применение асинхронных генераторов больше предусмотрено в быту, для энергетического снабжения бытовых приборов, а также для освещения, так как электрическая энергия, вырабатывается практически без искажений.
Чем отличается генератор от двигателя?
Подводя итог, важно отметить, что функционирование двигателей и генераторов основано на общем принципе электромагнитной индукции. Конструкция данных электрических машин аналогична, однако имеется различие в конфигурации ротора.
Главным же отличием является функциональное назначение генератора и двигателя: двигатель вырабатывает механическую энергию, потребляя электрическую, а генератор наоборот вырабатывает электрическую энергию, потребляя механическую, либо другой вид энергии.
Электродвигатель постоянного тока. Принцип действия и устройство. – www.motors33.ru
На рис. 1-1 представлена простейший электродвигатель постоянного тока, а на рис. 1-2 дано его схематическое изображение в осевом направлении. Неподвижная часть двигателя, называемая индуктор, состоит из полюсов и круглого стального ярма, к которому прикрепляются полюсы. Назначением индуктора является создание в электродвигателе основного магнитного потока. Индуктор изображенной на рис. 1-1 имеет два полюса 1 (ярмо индуктора на рис. 1-1 не показано).
Вращающаяся часть электродвигателя состоит из укрепленных на валу цилиндрического якоря 2 и коллектора. 3. Якорь состоит из сердечника, набранного из листов электротехнической стали, и обмотки, укрепленной на сердечнике якоря. Обмотка якоря в показанном на рис.
1-1 и 1-2 простейшем электродвигателе имеет один виток. Концы витка соединены с изолированными от вала медными пластинами коллектора, число которых в рассматриваемом случае равно двум. На коллектор налегают две неподвижные щетки 4, с помощью которых обмотка якоря соединяется с внешней цепью.
Основной магнитный поток в нормальных электродвигателях постоянного тока создается обмоткой возбуждения, которая расположена на сердечниках полюсов и питается постоянным током. Магнитный поток проходит от северного полюса N через якорь к южному полюсу S и от него через ярмо снова к северному полюсу. Сердечники полюсов и ярмо также изготовляются из ферромагнитных материалов.
Рис. 1-1. Простейший электродвигатель постоянного тока
Рис. 1-2. Работа простейшего электродвигателя постоянного тока в режиме генератора (а) и двигателя (б).
Генератор постоянного тока.
Рассмотрим сначала работу электродвигателя в режиме генератора.
Предположим, что якорь электродвигателя (рис.
1-1 и 1-2, а) приводится во вращение по часовой стрелке. Тогда в проводниках обмотки якоря индуктируется Э. Д. С., направление которой может быть определено по «правилу правой руки» и показано на рис. 1-1 и 1-2, а. Поскольку поток полюсов предполагается неизменным, то эта Э. Д. С. индуктируется только вследствие вращения якоря и называется Э. Д. С. вращения. В обоих проводниках вследствие симметрии индуктируются одинаковые Э. Д. С., которые по контуру витка складываются. Частота Э. Д. С. f в двухполюсном электродвигателе равна скорости вращения якоря n, выраженной в оборотах в секунду:
f = n,
а в общем случае, когда машина имеет р пар полюсов с чередующейся полярностью:
f = pn
Таким образом, в генераторе коллектор является механическим выпрямителем, который преобразовывает переменный ток обмотки якоря в постоянный ток во внешней цепи.
Двигатель постоянного тока.
Рассматриваемая простейшая машина может работать также двигателем, если к обмотке ее якоря подвести постоянный ток от внешнего источника. При этом на проводники обмотки якоря будут действовать электромагнитные силы и возникнет электромагнитный момент. Величины силы и момента определяются как и для генератора. При достаточной величине Мэм якорь электродвигателя придет во вращение и будет развивать механическую мощность. Момент Мэм при этом является движущим и действует в направлении вращения.
Если мы желаем, чтобы при той же полярности полюсов направления вращения генератора (рис. 1-2, а) и двигателя (рис. 1-2, б) были одинаковы, то направление действия а следовательно, и направление тока у двигателя должны быть обратными по сравнению с генератором (рис. 1-2, б).
В режиме двигателя коллектор превращает потребляемый из внешней цепи постоянный ток в переменный ток в обмотке якоря и работает, таким образом, в качестве механического инвертора тока.
Принцип обратимости. Из изложенного выше следует, что каждый электродвигателя постоянного тока может работать как в режиме генератора, так и в режиме двигателя. Такое свойство присуще всем типам вращающихся электрических машин и называется обратимостью.
Для перехода машины постоянного тока из режима генератора в режим двигателя и обратно, при неизменной полярности полюсов и щеток и при неизменном направлении вращения требуется только изменение направления тока в обмотке якоря.
Поэтому такой переход может осуществляться весьма просто и в определенных условиях даже автоматически.
Аналогичным образом может происходить изменение режима работы также в электродвигателях переменного тока.
|
Чем отличается генератор 1500 и 3000 об/мин? Плюсы и минусы.
Прежде всего моторесурсом. Простая истина – чем ниже обороты, тем меньше износ двигателя. Данный вопрос относится скорее к газовым или дизельным электрогенераторам. Не существует бензогенераторов с оборотами двигателя меньше 3000.
Рассмотрим плюсы и минусы того и другого.
Электроагрегаты с двигателями 3000 об/мин.
Здесь сразу нужно оговориться – такие модели делятся на 2 категории: с воздушным и водяным охлаждением.
Продолжительность безостановочной работы:
Воздушное — 10/12 часов, после чего нужно агрегат выключить и дать остыть (час-два, минимум 40 мин).
Водяное – до 3-х суток, в зависимости от марки двигателя (китайцев лучше более суток не гонять).
Моторесурс:
Воздушное – бензиновые 3500-5500 мото часов, в зависимости от условий эксплуатации, дизельные до 6000 мото часов, газовые до 10 000 мото часов.
Водяное – дизельные до 20 000 мото часов, газовые до 25 000 мото часов, бензиновых с водяным охлаждением не существует.
Стоимость электроагрегата:
Воздушное – в значительной степени более дешевые (от 1 до 4 раз).
Водяное – значительно дороже.
Электроагрегаты с двигателями 1500 об/мин.
Поставляются только водяного или масляного (очень редко) охлаждения.
Продолжительность безостановочной работы:
Фактически агрегат может работать вообще без остановок, прерывая свою работу только на время технического обслуживания. Оно проводится в основном каждые 250 часов работы агрегата. То есть 10 суток электроустановка будет «молотить» не останавливаясь. Все дело в эффективном охлаждении и низких оборотах.
Моторесурс:
Если брать европейский сегмент оборудования, такие двигатели как Volvo Penta, Lambordini, Yanmar, Kubota, John Deere, Mitsubishi и т.д., то ресурс колеблется до 45 тыс. мото часов без капитального ремонта. У японской техники ресурс еще немного выше. Самый высокий мото ресурс имеют газовые электростанции – более 60 тыс.
Стоимость:
Силовая техника, с оборотами двигателя 1500 считается промышленной. И имеет наивысший показатель по ресурсу и стоимости. Примечательно, что выбирая между генераторами 1500 и 3000 с водяным охлаждением, стоит отдать предпочтение 1500. Разница по стоимости будет небольшой, а вот разница в ресурсе вдвое! Кроме того, на вторичном рынке электрогенераторного оборудования, ДГУ с 1500 об/мин будет куда ликвидней, потому что подойдет для любого вида работ. И продать ее, в случае чего, будет значительно проще.
В тонкостях выбора электростанции по оборотам двигателя с Вами разбиралась редакция компании Энерго Брокер. Ваш проводник в мире генераторного оборудования.
Удачи Вам и всех благ!
В чем отличия инверторных генераторов от классических электростанций?
Что представляют собой инверторные (цифровые) генераторы? Даже если вы только интересуетесь портативными станциями, то наверняка сталкивались с ними, если часто путешествуете или предпочитаете отдыхать на природе.Компактные устройства в виде чемоданчиков обязательный атрибут рыбаков, охотников и туристов. Их востребованность объясняется нуждой в экономном источнике электроэнергии, который достаточно легок и компактен, чтобы перевозить в автомобиле.
Цена на такой агрегат может превосходить стоимость более мощного классического бензинового генератора. Почему так происходит? Чем отличаются инверторные генераторы от обычных? Давайте разберем по порядку.
Принцип работы и качество тока
Перед тем, как перейти к рассмотрению особенностей работы инверторного устройства, стоит упомянуть его главное преимущество – идеальное качество тока. Как же оно достигается?За преобразование механической энергии (образуется после сгорания топлива) в электроэнергию и соответственно ее качество в электростанциях отвечает альтернатор. В генераторах используется один из двух видов альтернаторов:
- Классический
- Инверторный
Что же касается инверторного альтернатора, то здесь переменный ток проходит некоторые преобразования – сначала в постоянный ток, затем пропускает его через фильтрующий конденсатор и только после инвертируется обратно (отсюда и «инверторный»). В чем польза такой сложной схемы преобразования? Она позволяет электрическому сигналу обрести высокую точность частоты и напряжения.
Использование качественного тока делает безопасным подключение любой чувствительной электроники. Этим и обусловлен выбор инверторного генератора для дома и дальних поездок.
Экономия топлива
В отличие от классического генератора в инверторной станции обороты двигателя пропорциональны нагрузке. Это означает, что при уменьшении нагрузки снизится и расход топлива.
Ярким примером может стать бензогенератор FUBAG. При маломощной нагрузке расход топлива снижается до 40%.
Компактность
На малых габаритах устройства мы уже акцентировали внимание. Инверторные генераторы действительно намного компактнее и легче традиционных аналогов.Проводя сравнения электростанций FUBAG, можно привести следующий пример: классическая модель BS на 2 квт весит целых 40 кг, а инверторное устройство той же мощности всего 22 кг, что практически в 2 раза меньше.
Как вывод – инверторный аппарат легко переносить даже в одной руке, что делает его крайне удобным для походов и активного отдыха.
Низкий уровень шума
Чтобы снизить уровень шума рабочего генератора до минимума производители оснащают его специальным защитным кожухом. Конструктивная особенность позволит добиться того, чтобы значение шума не превышало 66 дБ.Дополнительные функции
В современных станциях должно быть три обязательных функции:- Экономичный режим. При отключении оборудования автоматически снижает обороты двигателя. Как только устройства будут снова подключены, генератор самостоятельно возвращает нужное значение оборотов.
- Датчик уровня масла. Автоматически отключает бензогенератор при достижении критических значений уровня масла.
- Внутренняя защита. Предотвращает поломку бензиновой станции, отключая ее в случае короткого замыкания или превышения допустимой нагрузки.
Также в модельном ряде TI используется необычная крышка топливного бака. Она имеет клапан, который предотвращает выливание топлива.
Что выбрать классический или инверторный генератор?
После изученного материала вы наверняка поняли, чем отличаются различные виды бензиновых генераторов и возможно даже определились с выбором. Тем не менее, подведем некоторые итоги.Планируете подключать чувствительную электронику без стабилизатора? Вам важна высокая точность частоты и напряжения? Вес, мобильность и низкий уровень шума – принципиальны? Есть требования к экономичности? – Есть смысл задуматься в сторону выбора инверторного генератора для путешествий и не только – он отвечает всем вышеперечисленным требованиям.
Единственное ограничение — цифровые генераторы по мощности обычно не более 3 кВт. Поэтому, подключить к ним мощное оборудование или сразу несколько прожорливых потребителей, увы, не получится.
Однако бывают и исключения, в модельном ряду FUBAG есть модель на 6,5 Квт, оснащенная розеткой для мощных потребителей, электростартером и даже коннектором для подключения блока автоматики.
Получите 10 самых читаемых статей + подарок!
*
Подписаться
Зaпуск гeнeрaтoрa — aвтoмaтичeский (AВР), элeктрo зaпуск или ручнoe включeниe? Сoвeты, oтличия, oписaниe
Автозапуск или ручной старт электрогенератора?
Как завести новый генератор? Первый запуск генератора: видеоНе получается сразу завести новый генератор? Предлагаем ознакомиться с подробной видео-инструкцией: как завести новый генератор. Казалось бы, что сложного, нажал на кнопку старта или дёрнул шнур, и генератор завёлся. Но на деле оказывается не так всё просто, особенно если Вы решили купить генератор впервые. Первый старт (запуск) генератора — видео.
Ручной, электро или автоматический запуск генератора — отличия
Режим включения подразделяется на ручной, электрозапуск и автоматический старт генератора. Также, включение и выключение двигателя в электростанции может быть и электро и ручным в комплекте.
Ручное включение электрогенератора — это запуск стартера с помощью шнура (принцип как у лодочного мотора со шнуром).
Электрозапуск генератора — функция завода стартера с помощью кнопки включения.
Встроенная опция АВР (автоматический ввод резервного питания) в генераторе — это функция, предназначенная для автоматического запуска и бесперебойной подачи электричества в случае отключения или скачков центральной электросети. Блок АВР может быть установлен в генераторе с ручным управлением как дополнительная опция.
Конечно, автозапуск генератора, несомненно, комфортнее и эргономичнее, чем ручной — не надо для включения выскакивать на улицу зимой, если генератор монтирован на открытом воздухе или в удаленном подсобном помещении, или беспокоиться, что электричество отключат во время вашего отсутствия в доме. Особенно для женщин генератор с автозапуском будет надёжным подспорьем, так как у слабого пола не всегда хватает знаний и физической силы для завода ручного стартера, особенно в зимний период. Но стоит заметить, что за счёт встроенной опции автозапуска и стоимость генератора значительно повышается.Видео ролик ручного запуска генератора, простоявшего сезон без работыКак ухаживать за генератором, чтобы он служил Вам долго … читать подробнее
Но, есть опасения, что в зимнее время при экстремально низкой минусовой температуре, система автозапуска совершив несколько включений, не заведёт замерзший двигатель. Тогда, электрогенератор автоматически переводится в аварийный режим с отключением функции автозапуска. Это приводит к некоторым неудобствам, если Вы, например, в отъезде и некому завести генератор в ручном режиме. При этом, возникнет временная блокировка работы всех инженерных систем в доме: отопления, видео наблюдения, сигнализации и других коммуникаций, до включения электроэнергии от основной электросети.
Есть еще одна особенность генераторов с автоматикой — когда автозапуск начинает срабатывать при падении или скачках напряжения в сети (иногда падение напряжения случается несколько раз на дню). При этом, автоматика должна срабатывать, постоянно заводя генератор без необходимости. Для предотвращения холостых запусков, систему дополнительно обеспечивают техникой, стабилизирующей напряжение.
Мы привели Вам краткие
отличия, которые следует учитывать при выборе генератора. Если у Вас
возникли вопросы, на которые Вы не нашли ответа на нашем сайте, то
можете получить подробную консультацию у наших специалистов по телефонам
или через электронную почту:
(495) 741-48-20
[email protected]
Знайте разницу между двигателем и генератором
Электродвигатель преобразует электрическую энергию в механическую или кинетическую энергию, тогда как электрический генератор преобразует электрическую энергию в механическую / кинетическую энергию.
Как мы можем сравнивать и противопоставлять двигатели и генераторы? Мы можем сделать это, сравнив их на основе преобразования энергии.
Включение кнопки вентилятора или кнопки переменного тока и получение прохладного воздуха летом выполняет роль двигателей. Подача электроэнергии при отключенном питании возможна из-за генераторов.
В этой статье мы научимся различать электродвигатель и генератор.
(изображение будет загружено в ближайшее время)
Разница между электродвигателем и электрогенератором в табличной форме
Электродвигатель | Электрогенератор |
Двигатель преобразует электрическую энергию в механический. | Генератор преобразует механическую энергию в электрическую. |
Двигатель использует электричество. Он работает по принципу: когда проводник с током помещается в магнитное поле, он испытывает силу и вращается. | Слово «генератор» означает «генерировать что-либо», а электрический генератор производит (генерирует) электричество. Электрогенератор работает по принципу электромагнитной индукции или EMI. |
Мы можем определить направление силы с помощью правила левой руки Флеминга. Например, когда якорь двигателя вращается по часовой стрелке, сила будет направлена вверх. Однако, если он движется против часовой стрелки, сила будет действовать вниз. | Мы можем определить направление индуцированного тока, используя правило правой руки Флеминга. Поскольку мы получаем выход в виде электричества, мы определим направление тока, используя правило правой руки Флеминга. |
В электродвигателях используются разъемные кольца или коммутаторы. Эти разрезные кольца называются полукруглыми кольцами, они делаются путем разрезания медного кольца на две половины. | В электрогенераторах используются контактные кольца; Эти контактные кольца представляют собой два коаксиальных медных кольца. |
Вал двигателя приводится в движение магнитной силой, возникающей между якорем и полем. | В электрических генераторах вал прикреплен к ротору и приводится в движение механической силой. |
Пример. Электромобиль или велосипед являются примером электродвигателя. | Пример. Энергия в виде электричества вырабатывается на электростанциях. Электростанции, в свою очередь, поставляют эту электроэнергию в здания на своей территории. |
Если бы мы спросили что-нибудь общее между электродвигателем и электрогенератором, то сходства следующие:
Оба имеют силовые линии магнитного поля.
Оба имеют катушку якоря, расположенную между магнитными полюсами, а именно: северным и южным полюсами.
Оба имеют давление углерода.
Оба имеют по две щетки, а именно: b1 и b2.
Теперь давайте поймем правило правой руки Флеминга и правило левой руки Флеминга, чтобы различать электродвигатель и электрогенератор.
Правило левой руки Флеминга в электродвигателе
Мы знаем, что двигатели преобразуют электрическую энергию в механическую, и то, как происходит это преобразование, является действительно интересным явлением.Сила, с которой происходит движение, может быть лучше объяснена с помощью правила левой руки Флеминга, и утверждение для него выглядит следующим образом:
Электрическое и магнитное поля, существующие в электродвигателях, приводят к движению катушка якоря. Теперь давайте растянем указательный, средний и большой пальцы так, чтобы они лежали перпендикулярно друг другу, как вы можете видеть ниже:
(изображение будет загружено в ближайшее время)
Итак, указательный палец отражает направление движения. В магнитном поле средний палец указывает направление тока, а большой палец представляет направление движения катушки якоря двигателя.
Правило правой руки Флеминга в электрическом генераторе
Мы знаем, что электрический генератор вырабатывает электричество. Направление индуцированного тока можно легко понять, используя правило правой руки Флеминга. Утверждение для того же выглядит следующим образом:
Когда ток-проводник присоединен к цепи, он начинает двигаться в магнитном поле. Итак, правило правой руки Флеминга определяет направление тока.
В заявлении говорится, что когда мы растягиваем указательный, средний и большой пальцы так, чтобы они лежали перпендикулярно друг другу, тогда указательный палец представляет направление магнитного поля, а большой палец указывает направление движения проводник, а средний палец отражает направление индуцированного тока.
(изображение будет загружено в ближайшее время)
В повседневной жизни мы можем наблюдать работу электродвигателя и электрогенератора, а затем различать электродвигатель и генератор. Итак, давайте рассмотрим по одному примеру для каждого, чтобы понять это различие.
Разница между электродвигателем и электрогенератором
Мы находим электродвигатели в электрических вентиляторах, поэтому, когда мы включаем кнопку, дальняя часть начинает двигаться. Энергия, с которой он совершает вращательное движение, — это кинетическая энергия, а кинетическая энергия — это не что иное, как механическая энергия.Итак, электродвигатели преобразуют электрическую энергию в механическую.
Когда мы вращаем руку генератора, электричество подается в дом. Итак, мы подаем механическую энергию на генератор, и эта энергия преобразуется в электрическую, которую мы используем для включения вентилятора и других электроприборов во время отключения электричества в доме.
10 Различия между двигателем и генератором
Жизнь была бы совсем другой без электродвигателей и электрических генераторов.Без этих машин у нас не было бы вентиляторов, автомобилей, мотоциклов, резервных источников питания и т. Д. Принципы работы двигателя и генератора различаются, как и их применение. Двигатели используют электричество для генерации механической силы, в то время как генератор использует механическую силу для выработки электричества. В этой статье мы рассмотрим разницу в работе, применении, правилах и компонентах между двигателем и генератором.
Схема, показывающая разницу между двигателем и генератором Различия между двигателем и генератором| Основа дифференциации | ДВИГАТЕЛЬ | ГЕНЕРАТОР |
| Определение | Двигатель — это электрическая машина, преобразующая электрическую энергию в механическую. | Генератор — это электрическая машина, преобразующая механическую энергию в электрическую. |
| Источник питания | Они могут питаться постоянным током от батарей или выпрямителей и переменным током от инверторов или генераторов. | Источники энергии включают газовые турбины, энергию сгорания, ручные рукоятки. |
| Изобретение | Первый электродвигатель был простым электростатическим устройством, созданным внуком шотландского монаха Эндрю и Бенджамином Франклином в 1740-х годах. | Первый генератор был изобретен Майклом Фарадеем в 1831 году. |
| Типы | Двигатель постоянного и переменного тока. Электродвигатель переменного тока делится на 2 типа — синхронный электродвигатель и асинхронный электродвигатель. | Портативный, инверторный и резервный |
| Принцип работы | Он основан на проводнике с током, который испытывает силу, когда он находится в магнитном поле. | В его основе лежит принцип электромагнитной индукции. |
| Следование правилу | Оно следует правилу левой руки Флеминга. | Следует правилу правой руки Флемингса. |
| Ток подается через обмотку якоря. | В обмотке якоря возникает ток. | |
| Электричество | Используется электричество. | Вырабатывает электричество. |
| ЭДС | Выдает в цепь ЭДС глубинки. | Выдает ЭДС на подключенную нагрузку. |
| Компоненты | Состоит из : Статор (ток затем проходит между полюсами постоянного магнита) Ротор (когда он вращается, вал также вращается и, следовательно, генерируется энергия) Коммутатор вала (прикреплен к вращающиеся катушки) Щетки (подает ток на коммутатор) | Состоит из: Статор Ротор (движение ротора генерирует электричество, которое собирается щетками) Вал (когда энергия подается на вал, ротор вращается) Турбина Водяной поток Калитка Лезвия. |
| Использует | Автомобили, потолочные вентиляторы, леваторы, велосипеды и т. Д. | На электростанциях для выработки электроэнергии. |
| Изображение |
Электродвигатели в основном используются для выработки механической мощности, например, нагнетателей, вентиляторов, мельниц, катков, кораблей и т. Д.Входом в электродвигатель является источник электропитания, который преобразуется в механический выход, как в электромобилях. С другой стороны, электрические генераторы используются для выработки электрической мощности с использованием механического ввода. Обычно это полезно в случае перебоев в подаче электроэнергии, в местах, где электроснабжение невозможно, например, в шахтах, удаленных местах и т. Д.
См. ТакжеПрименение резисторов
Предыдущая статьяТест Бенедикта — принцип, процедура и применениеСледующая статья20 типов аккумуляторовРазличия между двигателями и генераторами
Двигатели и генераторы являются электромагнитными устройствами.У них есть токоведущие петли, которые вращаются в магнитных полях. Это быстро меняющееся магнитное поле создает электродвижущие силы, называемые ЭДС или напряжениями. Электродвигатели и генераторы противоположны друг другу. Электродвигатели преобразуют электрическую энергию в механическую, а электрические генераторы преобразуют механическую энергию в электрическую.
Конструкция
Электродвигатели и генераторы имеют токоведущие петли, которые непрерывно вращаются в магнитном поле.Петли намотаны на железный сердечник, называемый якорем, который усиливает магнитное поле внутри них. Ток в петлях меняет направление, заставляя якорь и, следовательно, петли постоянно вращаться. Изменение направления петель вызывает возникновение наведенной ЭДС.
ЭДС — сокращение от электродвижущей силы. Это не сила, а разность потенциалов между выводами устройства, которое преобразует одну форму энергии в электрическую. Например, батарея преобразует химическую энергию в электрическую и является источником ЭДС.Разность потенциалов — это напряжение.
Индуцированная ЭДС, создаваемая движением петель, становится больше, чем быстрее изменяется магнитное поле. Это закон индукции Фарадея, названный в честь его первооткрывателя, известного физика Майкла Фарадея.
Генераторы переменного тока
Генераторы переменного тока противоположны двигателям, поскольку они преобразуют механическую энергию в электрическую. Механическая энергия используется для вращения контуров в магнитном поле, а генерируемая ЭДС представляет собой синусоидальную волну, изменяющуюся во времени.Пар, полученный при сжигании ископаемого топлива, такого как уголь, нефть и природный газ, является обычным источником в таких странах, как Соединенные Штаты. В Европе ядерное деление используется для создания пара. На некоторых гидроэлектростанциях, например на Ниагарском водопаде, для вращения турбин используется давление воды. Турбины — это роторы с лопатками или лопатками. Ветер и вода обычно не используются в качестве ископаемого топлива для механических источников энергии, поскольку они не так эффективны и более дороги.
Двигатели переменного тока
Двигатели переменного тока преобразуют электрическую энергию в механическую.Переменный ток используется для вращения петель в магнитном поле. Большинство двигателей переменного тока вырабатывают ток за счет индукции. Электромагнит вызывает магнитное поле и использует то же напряжение, что и катушки.
Двигатели и генераторы постоянного тока
Двигатели и генераторы постоянного тока аналогичны своим аналогам переменного тока, за исключением того, что они имеют разрезное кольцо, называемое коммутатором. Коммутатор прикреплен к электрическим контактам, называемым щетками. Изменение направления тока через коммутатор вызывает вращение якоря и, следовательно, контуров.Магнитное поле, в котором вращается якорь, может быть постоянным магнитом или электромагнитом. Генераторы постоянного тока имеют генерируемую ЭДС постоянного тока.
Двигатели в сравнении с генераторами
Все двигатели являются генераторами. ЭДС в генераторе увеличивает его эффективность, но ЭДС в двигателе способствует потере энергии и неэффективности его работы. Обратная ЭДС — это сопротивление изменению магнитного поля. Обратная ЭДС появляется в моторе после его включения, но не сразу.Это уменьшает ток в контуре и становится больше по мере увеличения скорости двигателя, что приводит к увеличению требований к мощности двигателя, особенно при очень больших нагрузках.
Генератор и электродвигатель — различия и сходства
Электродвигатель и генератор используются для преобразования одной формы энергии в другую. Электродвигатель преобразует электрическую энергию в механическую, а комплект DG преобразует механическую энергию в электрическую.Также можно сказать, что оба устройства практически одинаковы по конструкции, а также по типу компонентов. Оба компонента работают по принципу электромагнитной теоремы. Но помимо этого, есть несколько основных различий и сходств между генератором и электродвигателем.
Они оба следуют правилу Флеминга во время операции. И генератор, и электродвигатель различаются по различным факторам, таким как основной принцип работы двигателя и генераторной установки.
Электродвигатель — это электрическое устройство, работающее по закону электричества и магнетизма. Электродвигатель в основном состоит из таких объектов, как статор, ротор, вал, коммутатор и щетки. Кроме того, генератор используется для производства электричества и преобразования механической энергии в электрическую. В основном все необходимое оборудование одинаково, но принцип работы совершенно другой.
Принцип работы генератора и электродвигателя
Электродвигатель работает при включенном питании, и щетки подают ток на коммутатор.Когда ток проходит через коммутатор от катушки, помещенной между магнитами. На полюсах статора присутствует магнитное поле. Когда ток движется по катушке, процесс начнется. Из-за характеристик магнита полюса удаляются друг от друга, и наоборот, полюса притягиваются. Когда ротор вращается, соответствующий вал вращается и преобразует электрическую энергию в механическую.
Кроме того.Электрический генератор — это устройство, которое используется для преобразования механической энергии в электрическую. Но самое главное, что нам нужно знать, дизельный генератор не вырабатывает энергию мгновенно. Он использует механическую энергию и преобразует ее в механическую энергию. Кроме того, DG Set работает по принципу электромагнитной теоремы. Можно сказать, вращение электрического проводника отвечает за электрический заряд.
Преимущества электродвигателей
Электродвигатель, дающий ряд преимуществ во время работы.Некоторые из лучших преимуществ этого устройства,
Длительный срок службы
Электродвигатели содержат мало движущихся частей и имеют хороший срок службы. Например, правильно обслуживаемый электродвигатель может обеспечить до 35 000 часов работы без перебоев.
Низкая начальная стоимость
Начальная стоимость электродвигателя очень низкая, его также легко купить. Кроме того, низкая стоимость эксплуатации электродвигателей делает их более популярными для повседневного использования.
Чистая и надежная энергия
Чистая энергия — лучшая особенность электродвигателя, которая делает его более надежным и экологически чистым продуктом.Это устройство не выделяет вредных газов, вредных для здоровья человека.
Высокая эффективность
Электродвигатели обладают высокой эффективностью и эффективностью с номинальными характеристиками. А это зависит от габаритов и условий эксплуатации мотора. Электродвигатели обладают широким и длительным сроком службы. Требует минимальных требований к обслуживанию.
Преимущества электрогенераторов
Генератор обеспечивает постоянную первичную мощность в секторе, где вы можете столкнуться с частыми отключениями электроэнергии.Кроме того, различные варианты резервного питания полезны для резервного питания дома и в промышленности. Другие преимущества электрогенератора,
Минимальный убыток
Непрерывная основная мощность выгодна для непрерывного ведения вашего бизнеса. Это может привести к значительным потерям для бизнеса. Электрогенераторы работают как альтернативный источник энергии и защищают товары во время отключения электроэнергии.
Надежно и надежно
Во многих ситуациях электричество действительно важно как для удобства, так и для безопасности.Оставьте место для хорошего освещения во время перебоев в подаче электроэнергии. это предотвратит травмы людей в темноте.
Эффективный
Эффективная энергия портативного генератора, обеспечивающая длительное обслуживание по очень низкой цене. Кроме того, низкий расход топлива электрогенератора помогает сэкономить больше денег во время эксплуатации.
Сходства и различия между электродвигателями и генераторами
Помимо компонентов и конструкции оборудования, существует ряд сходств и различий между электродвигателем и портативными генераторами.Здесь вы можете проверить различия и сходства между генератором и электродвигателем.
Отличия двигателя от электрогенератора
- Двигатель преобразует электрическую энергию в механическую, а генератор — наоборот.
- Для двигателя требуется электричество, но генератор вырабатывает электричество.
- Вал двигателя приводится в движение магнитной силой, развиваемой между якорем и обмоткой возбуждения, в то время как в случае генератора вал соединен с ротором и приводится в движение механической силой.
- Ток должен подводиться к обмотке якоря. В случае генератора ток создается в обмотке якоря.
- Двигатели подчиняются правилу левой руки Флеминга, а генератор подчиняется правилу правой руки Флеминга.
Правило, которое следует в электрическом двигателе или генераторе
Основные сходства между двигателем и генератором
- Оба используют магнитное поле в качестве соединительной среды для преобразования из
- Moter преобразует Электрический → Механический →
- Генератор преобразует Механический → Электрический
- Оба могут иметь обмотку якоря, обмотку возбуждения, сердечник… и т. Д.Но рабочая концепция обоих не похожа.
Сводка
В этом блоге мы делимся полной информацией об электродвигателе и генераторе. Кроме того, мы делимся знаниями об особенностях и преимуществах, включая основные различия и сходства между генератором и электродвигателем. Помимо этого, вы также получите подробную информацию о принципе работы и информацию о том, как они работают.
12 Различия между двигателем и генератором в табличной форме
В области электротехники приоритетной темой является Электрическая машина. Электрические машины состоят из двух основных частей: электродвигателя и генератора. Оба являются электромагнитными устройствами.
Двигатель и генератор — это одно и то же?
Нет. Двигатель и генератор имеют основные различия, такие как принцип работы, представление, блок-схема, применимые правила для электрических машин, типы, использование, примеры и многое другое.
Опишем в чем основное различие между двигателем и генератором в табличной форме.
Электродвигатель против генератора
| Стар. | Содержание | Электродвигатель | Электрогенератор |
| 01 | [Определение] Что такое двигатель и генератор? | Устройство, преобразующее электрическую энергию в механическую, называется «электродвигателем». | Устройство, которое преобразует механическую энергию в электрическую, называется «Генератором». |
| 02 | Представительство | Обозначается буквами «EM» или «M». | Обозначается буквой «G». |
| 03 | Электроэнергия | Электроэнергия или электрическая энергия используется в электродвигателе. | Электроэнергия или электрическая энергия вырабатывается электрогенератором. |
| 04 | Правило левой и правой руки Флеминга для двигателя и генератора | Оно работает на основе правила левой руки Флеминга. | Он работает на основе правила правой руки Флеминга. |
| 05 | Принцип работы двигателя и генератора | Принцип работы двигателя постоянного тока — Когда токопроводящий проводник помещается в магнит, он испытывает механическую силу. | Принимая во внимание, что принцип работы генератора основан на электромагнитной индукции. |
| 06 | Что такое вводы двигателя и генератора? | Электродвигатель принимает входную мощность в виде источника электроэнергии (например, электросети). | Генератор принимает вход в виде механического источника (например, паровых турбин). |
| 07 | Что такое мощность двигателя и генератора? | Вырабатывает механическую энергию. | Он вырабатывает электроэнергию в виде переменного или постоянного тока. |
| 08 | Рабочая роль Электрический ток | В двигателе ток подводится к обмоткам якоря. | В генераторе ток создается в обмотках якоря. |
| 09 | Типы двигателей и генераторов (двигатели переменного и постоянного тока и генераторы переменного и постоянного тока) | В зависимости от источников, электродвигатели подразделяются на два разных типа. — Двигатель переменного тока (синхронные и асинхронные двигатели ) — Двигатель постоянного тока (последовательные, параллельные и составные двигатели) | В зависимости от источников, электрические генераторы подразделяются на два разных типа. — Генератор переменного тока (Генератор переменного тока) — Генератор постоянного тока (Динамо) И другие типы генераторов бывают переносными, резервными и инверторными. |
| 10 | Каковы примеры двигателя и генератора? | Вентилятор, нагнетатель, насос, станки, автомобиль, лифт и т. Д. Являются примером электродвигателя. | Генератор в основном используется на электростанции для выработки электроэнергии. Дорожное транспортное средство, электрический велосипед, парусная лодка и т. Д. Являются примером генератора. |
11. Блок-схема мотор-генераторной установки
Вы можете легко понять работу электродвигателя и генератора с помощью следующей блок-схемы.
12. Правила Флеминга для двигателей и генераторов:
- Какое правило используется в двигателе?
В электродвигателе сила, магнитное поле и ток действуют согласно правилу левой руки Флеминга.
Следуя рисунку, вы легко поймете, что такое правило левой руки Флеминга.
Вы можете вспомнить правило левой руки Флеминга, используя короткий трюк ( отец-мать-дети, ).
- Какое правило используется в генераторе?
Генератор работает по правилу правой руки Флеминга.
Я упомянул взаимосвязь между током, силой или движением и магнитным полем, которая помогает понять, что является правилом правой руки Флеминга.
Вы можете запомнить правило правой руки Флеминга, используя небольшой трюк ( Моя мама милашка ).
Таким образом, эта диаграмма помогает понять, в чем разница между правилом левой руки Флеминга и правилом правой руки.
Все основные12 пунктов покрыли разницу между электродвигателем и генератором.
Многие студенты путаются между этими двумя электрическими устройствами. Я изо всех сил старался сделать это простым.
Если у вас есть какие-либо вопросы или упоминания о двигателях и генераторах, прокомментируйте их ниже.
Другая связанная разница:
Спасибо за чтение!
Если вы цените то, что я делаю здесь, в DipsLab, вам следует принять во внимание:
DipsLab — это самый быстрорастущий и пользующийся наибольшим доверием сайт сообщества инженеров по электротехнике и электронике.Все опубликованные статьи доступны БЕСПЛАТНО всем.
Если вам нравится то, что вы читаете, пожалуйста, купите мне кофе (или 2) в знак признательности.
Это поможет мне продолжать оказывать услуги и оплачивать счета.
Я благодарен за вашу бесконечную поддержку.
Я получил степень магистра в области электроэнергетики. Я работаю и пишу технические руководства по ПЛК, программированию MATLAB и электричеству на DipsLab.com портал.
Я счастлив, поделившись своими знаниями в этом блоге. А иногда вникаю в программирование на Python.
В чем сходство и различие между двигателем и генератором?
Электрический двигатель преобразует электрическую энергию в механическую, тогда как электрический генератор преобразует механическую энергию в электрическую. Конструкция двух почти одинакова, но их отличает принцип работы.
Нажмите, чтобы увидеть полный ответ
Соответственно, в чем сходство между двигателем и генератором?
Двигатель и генератор почти аналогичны с точки зрения конструкции, поскольку оба имеют статор и ротор. Основное различие между двумя заключается в том, что Motor представляет собой электрическое устройство, которое преобразует электрическую энергию в механическую. Генератор является противоположностью этого двигателя .
Кроме того, в чем разница между генератором и двигателем? Двигатели вырабатывают механическую энергию, а генераторы превращают механическую энергию в электрическую. (Термин «механизм » может также использоваться в более общем смысле для обозначения «что-то, что делает что-то», например, разностная машина или поисковая машина .) Генератор — это машина, которая преобразует механическую энергию в электрическую.
Люди также спрашивают, в чем основные различия и сходства между генератором и электродвигателем?
Хотя вы могли бы назвать их одним и тем же устройством, генератор и электродвигатель на самом деле больше похожи на две стороны одной монеты .Генератор преобразует механическую энергию в электрическую энергию , а двигатель делает наоборот — он преобразует электрическую энергию в механическую энергию.
В чем разница между двигателем постоянного тока и генератором?
Двигатель постоянного тока преобразует электрическую энергию в прямую выходную мощность, а генератор постоянного тока преобразует механическую энергию в прямую электрическую энергию. Двигатель постоянного тока использует правило левой руки Флеминга, а генератор постоянного тока использует правило правой руки Флеминга.
11.2 Электрические машины — генераторы и двигатели | Электродинамика
11.2 Электрические машины — генераторы и двигатели (ESCQ4)
Мы видели, что когда проводник перемещается в магнитном поле или когда перемещается магнит около проводника в проводнике течет ток. Величина тока зависит от:
- скорость, с которой проводник испытывает изменяющееся магнитное поле,
- количество витков, составляющих проводник, и
- положение плоскости проводника относительно магнитного поле.
Рисунок 11.1: Серия рисунков, показывающих, что магнитный поток через проводник зависимый от угла, который плоскость проводника составляет с магнитным полем. В величайший поток проходит через проводник, когда плоскость проводника перпендикулярно к силовые линии магнитного поля, как на рисунке 11.1 (а). Номер силовых линий, проходящих через проводник, уменьшается по мере вращения проводника до он параллелен магнитному полю Рис. 11.1 (c).
Если наведенная ЭДС и ток в проводнике были представлены как функция угла между плоскостью проводника и магнитным полем для проводника, имеющего постоянной скорости вращения, то наведенные ЭДС и ток будут варьируются, как показано на рисунке 11.2. Текущие чередуются около нуля и известен как переменный ток (сокращенно AC).
Рисунок 11.2: Изменение наведенной ЭДС и тока как угол между плоскостью дирижер и магнитное поле меняется.
Угол изменяется как функция времени, поэтому приведенные выше графики можно отобразить на оси времени. также.
Вспомните закон Фарадея, о котором вы узнали в 11 классе:
- Закон Фарадея
ЭДС, \ (\ mathcal {E} \), индуцированная вокруг одиночной петли проводника, пропорциональна скорость изменения магнитного потока φ через площадь, \ (A \) петли.Математически это можно выразить как:
\ [\ mathcal {E} = -N \ frac {\ Delta \ phi} {\ Delta t} \]где \ (\ phi = B · A \ cos \ theta \) и \ (B \) — напряженность магнитного поля.
Закон Фарадея связывает наведенную ЭДС со скоростью изменения магнитного потока, который является произведением напряженности магнитного поля и поперечного сечения область, через которую проходят силовые линии.Площадь поперечного сечения изменяется по мере того, как петля проводника вращается что дает фактор \ (\ cos \ theta \). \ (\ theta \) — угол между нормаль к поверхности витка проводника и магнитному полю. Поскольку проводник замкнутого контура меняет ориентацию по отношению к магнитному полю, величина магнитного потока через область петли изменяется, и в проводящей петля.
временный текстЭлектрогенераторы (ESCQ5)
Генератор переменного тока (ESCQ6)
Используется принцип вращения проводника в магнитном поле для генерации тока. в электрических генераторах. Генератор преобразует механическую энергию (движение) в электроэнергия.
- Генератор
Генератор — это устройство, преобразующее механическую энергию в электрическую. энергия.
Схема простого генератора переменного тока показана на рисунке 11.3. Проводник представляет собой катушку с проволокой, помещенную в магнитное поле. В проводник вручную вращается в магнитном поле. Это порождает чередование ЭДС. Переменный ток нужно передать от проводника к нагрузке, это система, для функционирования которой требуется электрическая энергия.
Нагрузка и проводник соединены контактным кольцом. Скользящее кольцо это соединитель, который может передавать электричество между вращающимися частями машины. Он состоит из кольца и щеток, одна из которых неподвижна. по отношению к другому. Здесь кольцо прикрепляется к проводнику и щеткам. прикреплены к нагрузке.Ток генерируется во вращающемся проводнике, проходит в контактные кольца, которые вращаются против щеток. Ток передается через щетки в нагрузку, и, таким образом, система получает питание.
Рисунок 11.3: Схема генератора переменного тока.
Направление тока меняется с каждой половиной оборота катушки.Когда одна сторона петли переходит в другую полюс магнитного поля, ток в контуре меняет направление. Этот тип тока, который меняет направление, известен как переменный. current, а на рис. 11.4 показано, как это происходит как проводник вращается.
Рисунок 11.4: Красные (сплошные) точки обозначают ток, исходящий со страницы, а крестики показать текущий переходя на страницу.Генераторы переменного тока также известны как генераторы переменного тока. Их можно найти в легковых автомобилях для зарядки. автомобильный аккумулятор.
временный текстГенератор постоянного тока (ESCQ7)
Простой генератор постоянного тока устроен так же, как генератор переменного тока, за исключением того, что представляет собой одно контактное кольцо, которое разделено на две части, называемые коммутатором, поэтому ток в в внешняя цепь не меняет направление.Схема генератора постоянного тока показана на Рисунок 11.5. Коммутатор с разъемным кольцом приспосабливается к изменению направление тока в контуре, таким образом создавая постоянный ток (DC), ток идущий через щетки и в цепь. Ток в контуре имеет обратное направление, но если вы посмотрите внимательно изучив 2D-изображение, вы увидите, что секция коммутатора с разъемным кольцом также меняет какой стороны цепи он касается.Если ток меняет направление одновременно время что коммутатор меняет местами стороны внешней цепи всегда будет иметь ток, идущий в в то же направление.
Рисунок 11.5: Схема генератора постоянного тока.
Форма ЭДС от генератора постоянного тока показана на рисунке 11.6. ЭДС не стабильна, но является абсолютной. значение синусоидальной / косинусоидальной волны.
Рисунок 11.6: Изменение ЭДС в генераторе постоянного тока.
Генераторы переменного и постоянного тока (ESCQ8)
Проблемы, связанные с установлением и разрывом электрического контакта с движущейся катушкой: искрение и нагрев, особенно если генератор вращается с большой скоростью.Если атмосфера, окружающая машину, содержит легковоспламеняющиеся или взрывоопасные пары, практические проблемы искрообразования щеточных контактов еще больше.
Если вращается магнитное поле, а не катушка / проводник, то щетки не нужны в генераторе переменного тока (генераторе переменного тока), поэтому генератор переменного тока не будет иметь тех же проблем, что и генератор постоянного тока генераторы.Те же преимущества переменного по сравнению с постоянным током для конструкции генератора применимы и к электродвигателям. В то время как электродвигатели постоянного тока нуждаются в щетках для электрического контакта с движущимися катушками провода, переменного тока моторы нет. Фактически, конструкции двигателей переменного и постоянного тока очень похожи на их генераторы. аналоги. Двигатель переменного тока зависит от реверсивного магнитного поля, создаваемого переменным током. через неподвижные катушки с проволокой, чтобы магнит вращался.Двигатель постоянного тока зависит от замыкание и размыкание щеточных контактов соединения для обратного тока через вращающуюся катушку каждые 1/2 оборота (180 градусов).
temp textЭлектродвигатели (ESCQ9)
Основные принципы работы электродвигателя такие же, как и у генератора, за исключением того, что двигатель преобразует электрическую энергию в механическую энергию (движение).
- Электродвигатель
Электродвигатель — это устройство, преобразующее электрическую энергию в механическую. энергия.
Если поместить движущуюся заряженную частицу в магнитное поле, она испытал бы силу, называемую силой Лоренца .
- Сила Лоренца
Сила Лоренца — это сила, испытываемая движущейся заряженной частицей в электрический и магнитное поле. Магнитная составляющая:
\ [F = qvB \]где \ (F \) — сила (в ньютонах, Н), \ (q \) — электрический заряд (в кулонов, С), \ (v \) — скорость заряженной частицы (в \ (\ text {m · s $ ^ {- 1} $} \)), а \ (B \) — напряженность магнитного поля (в теслас, Т).
На этой диаграмме показан положительный заряд, движущийся между двумя противоположными полюсами магниты. В направление движения заряда указано оранжевой стрелкой. Так и будет испытать Сила Лоренца, которая будет направлена зеленой стрелкой.
Токоведущий провод, в котором ток идет в направлении оранжевого стрелка, также будет испытывать магнитную силу, зеленая стрелка, из-за Лоренц сила на движущиеся отдельные заряды в текущем потоке.
Если направление тока меняется на противоположное, для того же направления магнитного поля, тогда направление магнитной силы также будет обратным, как указано в этом диаграмма.
Мы можем, если есть два параллельных проводника с током в противоположных направлениях, они будут испытывать магнитные силы в противоположных направлениях.
Электродвигатель работает за счет использования источника ЭДС, заставляя ток течь по петле проводник такой, что сила Лоренца на противоположных сторонах петли равна противоположный направления, которые могут вызвать вращение петли вокруг центральной оси.
Сила, действующая на проводник с током, создаваемая магнитным полем, называется силой Ампера. закон.
Направление магнитной силы перпендикулярно обоим направлениям потока. тока и направления магнитного поля и можно найти используя Правило для правой руки , как показано на рисунке ниже. Используйте ваш правая ; ваш первый палец указывает в сторону ток, второй палец по направлению магнитного поля и большой палец будет указывать в направлении силы.
И двигатели, и генераторы можно объяснить с помощью катушки, вращающейся в магнитном поле. поле. В генераторе катушка присоединена к внешней цепи, которая включается, что приводит к изменению потока, вызывающему ЭДС. В двигателе токоведущая катушка в магнитное поле испытывает силу с обеих сторон катушки, создавая скручивание сила (называемая крутящим моментом , произносится как «разговор»), которая заставляет его вращаться.
Если используется переменный ток, для создания двигателя переменного тока требуются два контактных кольца. Двигатель переменного тока показано на рисунке 11.7
Рисунок 11.7: Схема двигателя переменного тока.
Если используется постоянный ток, для создания двигателя постоянного тока требуются коммутаторы с разъемным кольцом. Это показано на рисунке 11.8.
Рисунок 11.8: Схема двигателя постоянного тока.
временный текстРеальные приложения (ESCQB)
Легковые автомобили
В автомобиле есть генератор. Когда двигатель автомобиля работает, Генератор заряжает аккумулятор и питает электрическую систему автомобиля.
Генераторы
Попытайтесь выяснить различные значения тока, производимые генераторами для разные типы машин.Сравните их, чтобы понять, какие числа имеют смысл в реальном мире. Вы найдете разные значения для автомобилей, грузовики, автобусы, лодки и т. д. Попытайтесь узнать, что может быть у других машин генераторы.
Автомобиль также содержит электродвигатель постоянного тока, стартер, для вращения двигателя. чтобы запустить это.Стартер состоит из очень мощного электродвигателя постоянного тока и стартера. соленоид, прикрепленный к двигателю. Стартерному двигателю требуется очень большой ток для запуска двигателя, и он подключен к батарее с помощью больших кабелей для передачи большого тока.
Производство электроэнергии
Для производства электроэнергии для массового распределения (в дома, офисы, фабрики и т. д.) обычно используются генераторы переменного тока.Электроэнергия, производимая массивный Электростанции обычно имеют низкое напряжение, которое преобразуется в высокое напряжение. это эффективнее распределять электроэнергию на большие расстояния в виде высоких напряжение в линиях электропередач.
Затем высокое напряжение снижается до 240 В для потребления в домах и офисах.Этот обычно делается в пределах нескольких километров от того места, где он будет использоваться.
Рисунок 11.9: Генераторы переменного тока используются на электростанциях (всех типов, гидро- и угольные станции швон) для выработки электроэнергии.
Генераторы и двигатели
Учебное упражнение 11.1Укажите разницу между генератором и двигателем.
Электрический генератор — это механическое устройство для преобразовывать энергию источника в электрическую энергия.
Электродвигатель — это механическое устройство для преобразования электрическая энергия из одного источника в другой формируют энергию.
Используйте закон Фарадея, чтобы объяснить, почему возникает ток в катушке, вращающейся в магнитном поле.
Закон Фарадея гласит, что изменение магнитного потока может индуцируют ЭДС, когда катушка вращается в магнитный поле можно изменить вращение поток, тем самым вызывая ЭДС.
Если вращение катушки такое, что поток не меняется, т.е. поверхность катушки останки параллельно магнитному полю, тогда будет не должно быть наведенной ЭДС.
Объясните основной принцип работы генератора переменного тока в катушка механически вращается в магнитное поле.Нарисуйте диаграмму для поддержки вашего отвечать.
Решение пока недоступно
Объясните, как работает генератор постоянного тока.Нарисуйте диаграмму, чтобы поддержите свой ответ. Также опишите, как DC Генератор отличается от генератора переменного тока.
Решение пока недоступно
Объясните, почему катушка с током помещена в магнитное поле (но не параллельно полю) получится.Обратитесь к силе, прилагаемой к перемещению заряжается магнитным полем и крутящим моментом на катушка.
Катушка с током в магнитном поле испытывает силу с обеих сторон катушки это не параллельно магнитному полю, создавая скручивающая сила (называемая крутящим моментом), которая заставляет его перемена.Любая катушка, по которой течет ток, может ощущать силу в магнитное поле. Сила обусловлена магнитная составляющая силы Лоренца на движущиеся заряды в проводнике, называемые Ампера Закон.Сила на противоположных сторонах катушки будет в противоположных направлениях, потому что заряды движется в противоположных направлениях.
Объясните основной принцип работы электродвигателя.Нарисуйте диаграмму, подтверждающую ваш ответ.
Решение пока недоступно
Приведите примеры использования генераторов переменного и постоянного тока.
Автомобили (как переменного, так и постоянного тока), производство электроэнергии (переменного тока). только) в любом месте, где требуется источник питания.
Приведите примеры использования двигателей.
Насосы, вентиляторы, приборы, электроинструменты бытовые техника, оргтехника.