DC Generator: Arbeitsprinzip & Diagramme

Bevor wir das erklären können Arbeitsprinzip eines Gleichstromgeneratorsmüssen wir die Grundlagen von Generatoren behandeln.

Es gibt zwei Arten von Generatoren: Gleichstromgeneratoren und Wechselstromgeneratoren. Sowohl Gleichstrom- als auch Wechselstromgeneratoren wandeln mechanische Leistung in elektrische Leistung um. EIN Gleichstromgenerator erzeugt Direktstrom, während ein Wechselstromgenerator Wechselstrom erzeugt.

Beide Generatoren erzeugen elektrische Energiebasierend auf dem Prinzip des Faradayschen Gesetzes der elektromagnetischen Induktion. Dieses Gesetz besagt, dass ein Leiter, der sich in einem Magnetfeld bewegt, magnetische Kraftlinien durchschneidet, die eine elektromagnetische Kraft (EMF) im Leiter induzieren. Die Größe dieser induzierten EMF hängt von der Änderungsrate der Fluss- (Magnetleitungskraft) Verbindung mit dem Leiter ab. Diese EMF bewirkt, dass ein Strom fließt, wenn der Leiterkreis geschlossen ist.

Die grundlegendsten zwei wesentlichen Teile eines Generators sind daher:

  1. Das magnetische Feld
  2. Leiter, die sich in diesem Magnetfeld bewegen.

Nun, da wir die Grundlagen verstehen, können wir das besprechen Arbeitsprinzip eines Gleichstromgenerators. Es kann auch nützlich sein, die Typen von Gleichstromgeneratoren kennenzulernen.

Single Loop DC Generator

In der Abbildung oben ist eine einzelne Leiterbahn mit rechteckiger Form zwischen zwei gegenüberliegenden Magnetpolen angeordnet.

Betrachten wir die rechteckige Schleife derLeiter ist ABCD, der sich innerhalb des Magnetfeldes um seine Achse ab dreht. Wenn sich die Schleife von ihrer vertikalen Position in ihre horizontale Position dreht, schneidet sie die Flusslinien des Feldes. Da während dieser Bewegung zwei Seiten, d. H. AB und CD der Schleife die Flusslinien schneiden, wird in diesen beiden Seiten (AB und BC) der Schleife eine EMF induziert.

Wenn die Schleife geschlossen wird, fließt ein Strom durch die Schleife. Die Richtung des Stroms kann durch Flemmings bestimmt werden rechte Hand Regel. Diese Regel besagt, dass, wenn Sie Daumen, Zeigefinger und Mittelfinger der rechten Hand senkrecht zueinander strecken, Daumen die Bewegungsrichtung des Leiters angibt, der Zeigefinger die Richtung magnetisch d.h. N-Pol zu S-Pol, und ein Mittelfinger zeigt die Richtung des Stromflusses durch den Leiter an.

Wenn wir nun diese Rechtshandregel anwenden, sehen wir an dieser horizontalen Position der Schleife, der Strom fließt von Punkt A nach B und auf der anderen Seite der Schleife fließt Strom von Punkt C nach D.

Wenn wir jetzt zulassen, dass sich die Schleife weiterbewegt, wird dies geschehenKommen Sie wieder in die vertikale Position, aber jetzt ist die obere Seite der Schleife CD, und die untere Seite ist AB (genau gegenüber der vorherigen vertikalen Position). In dieser Position verläuft die tangentiale Bewegung der Schenkelseiten parallel zu den Flusslinien des Feldes. Daher ist kein Flussschneiden in Frage, und folglich gibt es keinen Strom in der Schleife.

Wenn sich die Schleife weiter dreht, kommt sie wieder reineine horizontale Position. Nun kommt die AB-Seite der Schleife vor dem N-Pol und CD vor dem S-Pol, d.

Hier ist die tangentiale Bewegung der Seite der Schleife senkrecht zu den Flusslinien; daher Bewertung Hier ist der Fluss des Flussmittels maximal und gemäß Flemmings Rechtsregel fließt an dieser Position Strom von B nach A und auf einer anderen Seite von D nach C.

Wenn sich die Schleife nun weiter um sie drehtAchse. Jedes Mal, wenn die Seite AB vor dem S-Pol kommt, fließt der Strom von A nach B. Wieder fließt der Strom von B nach A, wenn er vor den N-Pol kommt S-Pol Der Strom fließt von C nach D. Wenn die Seite CD vor dem N-Pol liegt, fließt der Strom von D nach C.

Wenn wir dieses Phänomen anders beobachten, können wir dasDaraus schließen, dass jede Seite der Schleife vor dem N-Pol liegt, fließt der Strom durch diese Seite in dieselbe Richtung, d. In ähnlicher Weise kommt jede Seite der Schleife vor dem S-Pol, der Strom durch sie fließt in dieselbe Richtung, d.h. Daraus kommen wir zum Thema Prinzip des Gleichstromgenerators.

Nun wird die Schleife geöffnet und mit einem verbundenSplit-Ring wie in der folgenden Abbildung gezeigt. Spaltringe aus einem leitfähigen Zylinder werden in zwei voneinander isolierte Hälften oder Segmente geschnitten. Wir verbinden die externen Lastanschlüsse mit zwei Kohlebürsten, die auf diesen geteilten Schleifringsegmenten aufliegen.

Arbeitsprinzip des DC-Generators


Wir können das in der ersten Hälfte des sehender Umdrehungsstrom fließt immer entlang der ABLMCD, d. h. der Pinsel Nr. 1 in Kontakt mit dem Segment a. Bei der nächsten halben Umdrehung in der Figur ist die Richtung des induzierten Stroms in der Spule umgekehrt. Gleichzeitig ist jedoch auch die Position der Segmente a und b umgekehrt, was dazu führt, dass die Bürste Nr. 1 mit dem Segment b in Kontakt kommt. Daher fließt der Strom im Lastwiderstand wieder von L nach M. Die Wellenform des Stroms durch die Lastschaltung ist wie in der Figur gezeigt. Dieser Strom ist unidirektional.

Der obige Inhalt ist die Basis Arbeitsprinzip des Gleichstromgenerators, erklärt durch ein Einzelschleifengeneratormodell. Die Positionen der Bürsten des Gleichstromgenerators sind so, dass das Umschalten der Segmente a und b von einer Bürste zur anderen stattfindet, wenn die Ebene der Drehspule im rechten Winkel zur Ebene der Kraftlinien liegt. In dieser Position soll der induzierte EMF in der Spule Null werden.

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