جریان الکتریکی چگونه تولید می شود؟ برق چیست و کار جاری به چه معناست؟ ما به زبان قابل دسترس توضیح می دهیم! کار فعلی چیست

ژنراتورها وسایلی هستند که انرژی مکانیکی را به انرژی الکتریکی تبدیل می کنند. به عنوان یک قاعده، آنها دو نوع جریان الکتریکی تولید می کنند - مستقیم و متناوب.

ژنراتورهای DC و AC

اگر در نظر بگیریم ژنراتور جریان مستقیم ، سپس طراحی آن شامل یک استاتور ثابت با یک روتور چرخان و یک سیم پیچ اضافی است. در اثر حرکت روتور جریان الکتریکی ایجاد می شود. ژنراتورهای DC عمدتاً در صنایع متالورژی، کشتی های دریایی و حمل و نقل عمومی استفاده می شوند.

آلترناتورهابا چرخاندن روتور در میدان مغناطیسی انرژی تولید می کند. با چرخاندن یک حلقه مستطیلی به دور یک میدان مغناطیسی ثابت، انرژی مکانیکی به جریان الکتریکی تبدیل می‌شود. این نوعژنراتور این مزیت را دارد که روتور (عنصر محرک اصلی) سریعتر از ژنراتورهای جریان متناوب می چرخد.

ژنراتورهای سنکرون و ناهمزمان

ژنراتورهایی که جریان متناوب تولید می کنند همزمانو نامتقارن. آنها در توانایی های خود با یکدیگر تفاوت دارند. ما اصل عملکرد آنها را با جزئیات در نظر نخواهیم گرفت، بلکه فقط بر روی برخی از ویژگی های آنها تمرکز خواهیم کرد.

ژنراتور سنکروناز نظر ساختاری پیچیده تر از ناهمزمان است، جریان پاک تری تولید می کند و در عین حال به راحتی بارهای اضافه شروع را تحمل می کند. واحدهای سنکرون برای اتصال تجهیزات حساس به تغییرات ولتاژ (کامپیوتر، تلویزیون و انواع مختلف) عالی هستند. لوازم برقی). آنها همچنین کار بسیار خوبی در تامین انرژی موتورهای الکتریکی و ابزارهای برقی انجام می دهند.

ژنراتورهای ناهمزمان، به دلیل سادگی طراحی در برابر اتصال کوتاه کاملاً مقاوم است. به همین دلیل برای برق رسانی به تجهیزات جوشکاری و ابزار برقی استفاده می شود. تحت هیچ شرایطی نباید تجهیزات با دقت بالا به این واحدها متصل شوند.

ژنراتورهای تک فاز و سه فاز

ویژگی مرتبط با نوع جریان تولید شده باید در نظر گرفته شود. تک فازمدل ها 220 ولت دارند، سه فاز- 380 V. اینها پارامترهای فنی بسیار مهمی هستند که هر خریدار باید بداند.

مدل های تک فاز رایج ترین در نظر گرفته می شوند، زیرا اغلب برای نیازهای داخلی استفاده می شوند. سه فازها امکان تامین مستقیم تاسیسات صنعتی بزرگ، ساختمان ها و کل روستاها را فراهم می کند.

قبل از خرید ژنراتور، باید یک ژنراتور خاص داشته باشید اطلاعات فنی، تفاوت آنها را درک کنید، زیرا این به شما کمک می کند مدل مناسبی را به طور خاص برای نیازهای خود انتخاب کنید و همچنین از شر دردسرهای غیر ضروری خلاص شوید و در هزینه خود صرفه جویی کنید.

شرکت "LLC "Kronvus-Yug""می فروشد و تولید می کند و شما می توانید با قیمت مناسب خرید کنید.

این حرکت منظم ذرات باردار خاص است. برای استفاده شایسته از پتانسیل کامل برق، لازم است که تمام اصول ساختار و عملکرد جریان الکتریکی را به وضوح درک کنید. بنابراین، بیایید بفهمیم که کار و قدرت فعلی چیست.

جریان الکتریکی اصلا از کجا می آید؟

علیرغم سادگی ظاهری سوال، تعداد کمی قادر به دادن پاسخ قابل فهم به آن هستند. البته، این روزها که فناوری با سرعتی باورنکردنی در حال توسعه است، مردم زیاد به چیزهای اساسی مانند اصل عملکرد جریان الکتریکی فکر نمی کنند. برق از کجا می آید؟ مطمئناً بسیاری پاسخ خواهند داد: "خب، البته، از سوکت خارج شده" یا به سادگی شانه های خود را بالا می اندازند. در همین حال، درک نحوه عملکرد جریان بسیار مهم است. این باید نه تنها برای دانشمندان، بلکه برای افرادی که به هیچ وجه با دنیای علم در ارتباط نیستند، به دلیل توسعه کلی متنوع آنها شناخته شود. اما همه نمی توانند به درستی از اصل عملکرد جریان استفاده کنند.

بنابراین، ابتدا باید درک کنید که برق از ناکجاآباد ظاهر نمی شود: آن توسط ژنراتورهای ویژه ای که در نیروگاه های مختلف قرار دارند تولید می شود. به لطف چرخش پره های توربین، بخار تولید شده از گرم کردن آب با زغال سنگ یا نفت انرژی تولید می کند که متعاقباً با کمک یک ژنراتور به برق تبدیل می شود. طراحی ژنراتور بسیار ساده است: در مرکز دستگاه یک آهنربای بزرگ و بسیار قوی وجود دارد که بارهای الکتریکی را مجبور به حرکت در امتداد سیم های مسی می کند.

جریان الکتریکی چگونه به خانه های ما می رسد؟

پس از اینکه مقدار مشخصی جریان الکتریکی با استفاده از انرژی (حرارتی یا هسته ای) تولید شد، می توان آن را در اختیار مردم قرار داد. این منبع برق به شرح زیر عمل می کند: برای اینکه برق با موفقیت به تمام آپارتمان ها و مشاغل برسد، باید "فشار" شود. و برای این کار باید نیرویی را که این کار را انجام می دهد افزایش دهید. به آن ولتاژ جریان الکتریکی می گویند. اصل کار به شرح زیر است: جریان از یک ترانسفورماتور عبور می کند که ولتاژ آن را افزایش می دهد. در مرحله بعد، جریان الکتریکی از طریق کابل هایی که در اعماق زمین یا در ارتفاع نصب شده اند عبور می کند (زیرا ولتاژ گاهی اوقات به 10000 ولت می رسد که برای انسان کشنده است). هنگامی که جریان به مقصد می رسد، باید دوباره از ترانسفورماتور عبور کند که اکنون ولتاژ آن را کاهش می دهد. سپس در امتداد سیم ها به سمت تابلوهای برق نصب شده در ساختمان های آپارتمانی یا ساختمان های دیگر حرکت می کند.

برق منتقل شده از طریق سیم ها را می توان به لطف سیستم پریزهایی استفاده کرد که لوازم خانگی را به آنها متصل می کند. سیم های اضافی در دیوارها وجود دارد که جریان الکتریکی از طریق آنها جریان می یابد و به همین دلیل است که روشنایی و تمام تجهیزات خانه کار می کنند.

کار فعلی چیست؟

انرژی حمل شده توسط جریان الکتریکی در طول زمان به نور یا گرما تبدیل می شود. به عنوان مثال، هنگامی که ما یک لامپ را روشن می کنیم، شکل الکتریکی انرژی به نور تبدیل می شود.

به زبان ساده، کار جریان، عملی است که خود الکتریسیته تولید می کند. علاوه بر این، می توان آن را به راحتی با استفاده از فرمول محاسبه کرد. بر اساس قانون پایستگی انرژی، می‌توان نتیجه گرفت که انرژی الکتریکی از بین نرفته است، بلکه به طور کامل یا جزئی به شکل دیگری منتقل شده است و مقدار معینی گرما می‌دهد. این گرما کاری است که جریان هنگام عبور از هادی و گرم کردن آن انجام می شود (تبادل حرارتی رخ می دهد). فرمول ژول-لنز به این صورت است: A = Q = U*I*t (کار برابر با مقدار گرما یا حاصل ضرب توان جریان و زمانی است که در طی آن از هادی عبور می کند).

جریان مستقیم به چه معناست؟

جریان الکتریکی دو نوع است: متناوب و مستقیم. تفاوت آنها در این است که دومی جهت خود را تغییر نمی دهد، دارای دو گیره (مثبت "+" و منفی "-") است و همیشه حرکت خود را از "+" آغاز می کند. و جریان متناوب دارای دو پایانه - فاز و صفر است. دقیقاً به دلیل وجود یک فاز در انتهای هادی است که به آن تک فاز نیز می گویند.

اصول طراحی جریان الکتریکی متناوب و مستقیم تک فاز کاملاً متفاوت است: بر خلاف ثابت، جریان متناوب هم جهت خود را تغییر می دهد (تشکیل جریان هم از فاز به سمت صفر و هم از صفر به فاز) و هم اندازه آن. به عنوان مثال، جریان متناوب به صورت دوره ای مقدار شارژ آن را تغییر می دهد. به نظر می رسد که در فرکانس 50 هرتز (50 ارتعاش در ثانیه)، الکترون ها دقیقاً 100 بار جهت حرکت خود را تغییر می دهند.

DC کجا استفاده می شود؟

جریان الکتریکی مستقیم دارای ویژگی هایی است. با توجه به این واقعیت که به شدت در یک جهت جریان دارد، تغییر آن دشوارتر است. عناصر زیر را می توان منابع DC در نظر گرفت:

• باتری (هر دو قلیایی و اسیدی)؛
• باتری های معمولی مورد استفاده در دستگاه های کوچک؛
• و دستگاه های مختلفنوع مبدل ها

عملیات DC

ویژگی های اصلی آن چیست؟ این کار و قدرت فعلی است و هر دوی این مفاهیم ارتباط بسیار نزدیکی با یکدیگر دارند. توان به سرعت کار در واحد زمان (در هر 1 ثانیه) اشاره دارد. طبق قانون ژول-لنز، متوجه می شویم که کار انجام شده توسط یک جریان الکتریکی مستقیم برابر است با حاصل ضرب قدرت خود جریان، ولتاژ و زمانی که در طی آن کار میدان الکتریکی برای انتقال بار انجام شده است. در امتداد هادی

این فرمول برای یافتن کار جریان با در نظر گرفتن قانون اهم در مورد مقاومت در هادی ها است: A = I 2 *R*t (کار برابر است با مجذور جریان ضرب در مقدار مقاومت هادی و دوباره ضرب در زمانی که در طی آن کار انجام شد).

یک ژنراتور با چرخاندن سیم پیچ سیم در میدان مغناطیسی، انرژی مکانیکی را به انرژی الکتریکی تبدیل می کند. همچنین هنگامی که خطوط میدان یک آهنربای متحرک، پیچ های سیم پیچ را قطع می کنند، جریان الکتریکی ایجاد می شود (تصویر سمت راست). الکترون ها (توپ های آبی) به سمت قطب مثبت آهنربا حرکت می کنند و جریان الکتریکی از قطب مثبت به قطب منفی می رود. تا زمانی که خطوط میدان مغناطیسی از سیم پیچ (رسانا) عبور می کنند، جریان الکتریکی در هادی القا می شود.

یک اصل مشابه هنگام حرکت یک قاب سیم نسبت به آهنربا (شکل دور در سمت راست)، یعنی زمانی که قاب خطوط میدان مغناطیسی را قطع می کند، کار می کند. جریان الکتریکی القایی به گونه‌ای جریان می‌یابد که وقتی قاب به آن نزدیک می‌شود، میدان آن آهنربا را دفع می‌کند و زمانی که قاب دور می‌شود، آن را جذب می‌کند. هر بار که قاب نسبت به قطب های آهنربا جهت خود را تغییر می دهد، جریان الکتریکی نیز جهت خود را به سمت مخالف تغییر می دهد. تا زمانی که منبع انرژی مکانیکی هادی (یا میدان مغناطیسی) را بچرخاند، ژنراتور جریان الکتریکی متناوب تولید می کند.

اصل عملکرد یک دینام

ساده ترین مولد جریان متناوب شامل یک قاب سیمی است که بین قطب های یک آهنربای ثابت می چرخد. هر انتهای قاب به حلقه لغزنده خود متصل است که در امتداد یک برس کربن رسانای الکتریکی می لغزد (تصویر بالای متن). جریان الکتریکی القایی به حلقه لغزش داخلی زمانی که نیمه قاب متصل به آن از قطب شمال آهنربا می گذرد و برعکس زمانی که نیمه دیگر قاب از قطب شمال می گذرد به حلقه لغزش خارجی می رود.

دینام سه فاز

یکی از مقرون‌به‌صرفه‌ترین راه‌ها برای تولید جریان متناوب بالا، استفاده از یک آهنربا است که در چند سیم‌پیچ می‌چرخد. در یک ژنراتور سه فاز معمولی، سه سیم پیچ در فاصله مساوی از محور آهنربا قرار دارند. هر سیم پیچ با عبور یک قطب آهنربا از کنار آن جریان متناوب تولید می کند (تصویر سمت راست).

تغییر جهت جریان الکتریکی

هنگامی که آهنربا به یک سیم پیچ فشار داده می شود، جریان الکتریکی را در آن القا می کند. این جریان باعث می شود که سوزن گالوانومتر از موقعیت صفر منحرف شود. هنگامی که آهنربا از سیم پیچ برداشته می شود، جریان الکتریکی جهت خود را برعکس می کند و سوزن گالوانومتر از موقعیت صفر دور می شود.

جریان متناوب

آهنربا تا زمانی که خطوط نیروی آن از حلقه سیم عبور نکنند، جریان الکتریکی را القا نمی کند. هنگامی که یک قطب آهنربا به یک حلقه سیم فشار داده می شود، جریان الکتریکی در آن القا می شود. اگر آهنربا حرکت را متوقف کند، جریان الکتریکی (فلش های آبی) نیز متوقف می شود (نمودار میانی). هنگامی که یک آهنربا از یک حلقه سیم خارج می شود، جریان الکتریکی در آن القا می شود که در جهت مخالف جریان دارد.

آیا تا به حال به این فکر کرده اید که چه چیزی به همه چیز کمک می کند؟ ? چه چیزی باعث روشن شدن موتور، روشن شدن چراغ های روی داشبورد، حرکت فلش ها و کارکرد کامپیوترهای روی برد می شود؟ برق داخل هواپیما از کجا می آید؟ البته، آنها توسط یک ژنراتور تولید می شوند و توسط یک دستگاه ذخیره انرژی شیمیایی قابل استفاده مجدد - یک باتری الکتریکی انباشته می شوند. این را همه می دانند. به احتمال زیاد، شما نیز از آن آگاه هستید باتری باتریجریان مستقیم تولید می کند که در هر خودرویی برای تغذیه دستگاه ها استفاده می شود. با این حال، در تمام این تئوری هماهنگ، که توسط عمل آزمایش شده است، یک پیوند عجیب وجود دارد که نمی‌خواهد تسلیم منطق شود - ژنراتور جریان متناوب تولید می‌کند، در حالی که تمام مکانیسم‌های روی ماشین جریان مستقیم مصرف می‌کنند. این به نظر شما عجیب نیست؟ چرا این اتفاق می افتد؟

این در واقع یک سوال جالب است زیرا این داستان در نگاه اول هیچ معنایی ندارد. اگر تمام برق ماشین شما با 12 ولت DC کار می کند، چرا خودروسازان دیگر از دینام هایی که برق DC تولید می کنند استفاده نمی کنند؟ بالاخره این همان کاری است که قبلا انجام می دادند. چرا ابتدا باید جریان متناوب تولید کرد و سپس آن را به برق مستقیم تبدیل کرد؟

پس از پرسیدن این نوع سوالات، شروع به رسیدن به ته حقیقت کردیم. پس از همه، یک دلیل پنهانی برای این وجود دارد. و این چیزی است که ما متوجه شدیم.

ابتدا بیایید منظورمان از AC و DC را روشن کنیم. ماشین ها استفاده می کنند دی سی، یا جریان مستقیم که به آن نیز گفته می شود. ماهیت پدیده در نام پنهان است. این نوعی برق است که توسط باتری ها تولید می شود و در یک جهت ثابت جریان دارد. همین نوع الکتریسیته توسط ژنراتورهایی که خودروهای اولیه را از اوایل دهه 1900 تا 1960 تغذیه می کردند، تولید می شد. این ژنراتورهای DC بود که روی زنان مسن و GAZ-69 نصب شده بود.

نوع دیگری از برق - جریان متناوب- به این دلیل نامگذاری شده است که به طور دوره ای جریان را در جهت معکوس می کند و همچنین مقدار آن را تغییر می دهد و جهت آن را در مدار الکتریکی بدون تغییر نگه می دارد. این نوع برق را می توان از هر پریز در یک آپارتمان معمولی در سراسر جهان در دسترس قرار داد. ما از آن برای برق رسانی به وسایل برقی در خانه‌های شخصی، ساختمان‌ها استفاده می‌کنیم، چراغ‌های شهری نیز به لطف جریان متناوب، نور را تامین می‌کنند، زیرا انتقال آن در فواصل طولانی آسان‌تر است.

اکثر وسایل الکترونیکی، از جمله تقریباً همه چیز در ماشین شما، از جریان مستقیم استفاده می کنند و جریان متناوب را به جریان مستقیم تبدیل می کنند تا کار مفیدی انجام دهند. لوازم خانگی به اصطلاح مجهز به منبع تغذیه هستند که در آن یک نوع انرژی به دیگری تبدیل می شود. محصول جانبی کار تبدیل مقداری حرارت خروجی است. هرچه ظروف خانگی پیچیده‌تر باشند، برای مثال رایانه یا تلویزیون هوشمند، زنجیره تحولات پیچیده‌تر است. در برخی موارد، جریان متناوب تا حدی تغییر نمی کند، بلکه فقط فرکانس آن تنظیم می شود. بنابراین، هنگام تعویض منبع تغذیه خراب، تعویض آن با یک منبع تغذیه اصلی از نوع مورد نیاز بسیار مهم است. در غیر این صورت، تکنولوژی خیلی سریع به پایان خواهد رسید.

اما به نوعی از موضوعات اصلی در دستور کار امروز فاصله گرفته ایم.

پس چرا خودروها نوع "اشتباه" برق تولید می کنند؟

به طور کلی، پاسخ بسیار ساده است: این اصل عملکرد یک دینام است. بیشترین راندمان هنگام تبدیل انرژی مکانیکی چرخش موتور به انرژی الکتریکی دقیقاً بر اساس این اصل اتفاق می افتد. اما تفاوت های ظریف وجود دارد.

به طور خلاصه، اصل عملکرد یک ژنراتور خودرو به شرح زیر است:

هنگامی که احتراق روشن می شود، ولتاژ به میدان سیم پیچی از طریق بلوک برس و حلقه های لغزنده اعمال می شود.

ظهور میدان مغناطیسی آغاز می شود.

میدان مغناطیسی روی سیم‌پیچ‌های استاتور اثر می‌گذارد که منجر به ظهور جریان متناوب الکتریکی می‌شود.

مرحله نهایی "تهیه" جریان صحیح تنظیم کننده ولتاژ است.

پس از کل فرآیند، بخشی از برق مصرف‌کننده‌های برق را تامین می‌کند، بخشی برای شارژ مجدد باتری و مقداری دیگر به برس‌های دینام (که زمانی دینام نامیده می‌شد) برمی‌گردد تا ژنراتور را خود تحریک کند.

اصل کار یک دینام مدرن در بالا توضیح داده شد، اما همیشه اینطور نبود. خودروهای اولیه با موتورهای احتراق داخلی از یک مغناطیس استفاده می کردند، یک وسیله ساده برای تبدیل انرژی مکانیکی به انرژی الکتریکی (جریان متناوب). از نظر بیرونی و داخلی، این ماشین‌ها حتی شبیه به ژنراتورهای بعدی بودند، اما در خودروهای بسیار ساده مورد استفاده قرار گرفتند. سیستم های الکتریکیبدون باتری همه چیز ساده و بدون دردسر بود. بی جهت نیست که برخی از اتومبیل های 90 ساله که تا به امروز باقی مانده اند، هنوز هم امروز شروع به کار می کنند.

سلف ها (نام دوم مگنتو) برای اولین بار توسط مردی با نامی تکرار نشدنی - Hippolyte Pixie ساخته شد.

بر این لحظهما متوجه شدیم که نوع جریان تولید شده توسط ژنراتورها به بهره وری تبدیل انرژی مکانیکی به انرژی الکتریکی بستگی دارد، اما نقش مهمی در کل این داستان کاهش وزن و ابعاد دستگاه نسبت به دستگاه های تولید DC با قدرت مشابه. اختلاف وزن و ابعاد تقریبا سه برابر بود! اما راز دیگری وجود دارد که چرا ژنراتورهای خودرو امروزه جریان متناوب تولید می کنند. به طور خلاصه، این یک مسیر تکاملی پیشرفته تر برای توسعه ژنراتورهای جریان مستقیم است که صادقانه بگویم، در واقع به شکل خالص خود وجود نداشتند.

مرجع تاریخی:

علاوه بر این، ژنراتورهای DC در واقع هنگامی که آرمیچر (قسمت متحرک) در داخل استاتور می چرخد ​​(پوشش بیرونی که دارای میدان مغناطیسی ثابت است) جریان متناوب تولید می کنند. با این تفاوت که فرکانس جریان متفاوت بود و با استفاده از یک کموتاتور می‌توان آن را راحت‌تر به جریان مستقیم «صاف» کرد.

سپس یک کموتاتور یک وسیله مکانیکی با یک استوانه چرخان که با برس ها به بخش هایی تقسیم می شود تا تماس الکتریکی ایجاد کند نامیده می شد.

سیستم کار کرد، اما ناقص بود. دارای قطعات مکانیکی زیادی بود، برس های تماسی به سرعت فرسوده شدند و قابلیت اطمینان کلی سیستم بسیار بالا بود. با این وجود بود بهترین راهجریان ثابت مورد نیاز برای شارژ باتری و سیستم استارت خودرو را دریافت کنید.

این مورد تا اواخر دهه 1950 باقی ماند، زمانی که الکترونیک حالت جامد به عنوان راه حلی برای مشکل تبدیل جریان متناوب به جریان مستقیم با استفاده از یکسو کننده های دیود سیلیکونی ظاهر شد.

این یکسو کننده ها (که گاهی اوقات دیودهای پل نامیده می شوند) به عنوان مبدل های AC/DC بسیار بهتر عمل می کنند که به نوبه خود امکان استفاده از دینام های ساده تر و در نتیجه قابل اعتمادتر را در خودروها فراهم می کند.

اولین خودروساز خارجی که این ایده را توسعه داد و آن را وارد بازار خودروهای سواری کرد، کرایسلر بود که تجربه کار با یکسو کننده ها و رکتیفایرها را داشت. تنظیم کننده های الکترونیکیتنش به لطف کار تحقیقاتیتوسط وزارت دفاع ایالات متحده حمایت می شود. ویکی پدیا اشاره می کند که توسعه آمریکا "...تکرار توسعه نویسندگان از اتحاد جماهیر شوروی"، اولین طرح دینام شش سال قبل در اتحاد جماهیر شوروی معرفی شده بود. تنها پیشرفت مهم آمریکایی ها استفاده از دیودهای یکسو کننده سیلیکونی به جای دیودهای سلنیومی بود.

ژنراتور وسیله ای است که محصولی تولید می کند، الکتریسیته تولید می کند یا ارتعاشات و تکانه های الکترومغناطیسی، الکتریکی، صوتی، نوری ایجاد می کند. بسته به عملکرد آنها می توان آنها را به انواعی تقسیم کرد که در ادامه به بررسی آنها می پردازیم.

ژنراتور DC

برای درک اصل عملکرد یک ژنراتور جریان مستقیم، باید ویژگی های اصلی آن، یعنی وابستگی های مقادیر اصلی را که عملکرد دستگاه را در مدار تحریک اعمال شده تعیین می کند، دریابید.

مقدار اصلی ولتاژ است که تحت تأثیر سرعت چرخش ژنراتور، تحریک جریان و بار است.

اصل اساسی عملکرد یک ژنراتور جریان مستقیم به تأثیر تقسیم انرژی بر روی شار مغناطیسی قطب اصلی و بر این اساس به ولتاژ دریافتی از کلکتور بستگی دارد در حالی که موقعیت برس ها روی آن بدون تغییر باقی می ماند. برای دستگاه های مجهز به قطب های اضافی، عناصر به گونه ای چیده شده اند که جداسازی جریان کاملاً با خنثی هندسی منطبق باشد. به همین دلیل، در امتداد خط چرخش آرمیچر به موقعیت کموتاسیون بهینه تغییر می کند و به دنبال آن نگهدارنده های برس در این موقعیت ثابت می شود.

آلترناتور

اصل کار یک مولد جریان متناوب مبتنی بر تبدیل انرژی مکانیکی به الکتریسیته ناشی از چرخش سیم پیچ سیم در یک میدان مغناطیسی ایجاد شده است. این دستگاه از یک آهنربای ثابت و یک قاب سیمی تشکیل شده است. هر یک از انتهای آن با استفاده از یک حلقه لغزنده که روی یک برس کربن رسانای الکتریکی می لغزد به یکدیگر متصل می شود. با توجه به این طرح، جریان القایی الکتریکی در لحظه ای که نیمی از قاب متصل به آن از قطب شمال آهنربا می گذرد، شروع به حرکت به سمت حلقه لغزش داخلی می کند و برعکس، در لحظه ای که قسمت دیگر از کنار قطب شمال می گذرد.

اقتصادی ترین روشی که اصل عملکرد یک دینام بر آن استوار است، تولید قوی است. این پدیده با استفاده از یک آهنربا به دست می آید که نسبت به چندین سیم پیچ می چرخد. اگر آن را در یک سیم پیچ قرار دهید، شروع به القای جریان الکتریکی می کند و در نتیجه باعث می شود که سوزن گالوانومتر از موقعیت "0" منحرف شود. پس از جدا شدن آهنربا از حلقه، جریان جهت خود را تغییر می دهد و فلش دستگاه شروع به انحراف در جهت دیگر می کند.

ژنراتور خودرو

بیشتر اوقات می توان آن را در جلوی موتور یافت ، قسمت اصلی کار چرخاندن میل لنگ است. خودروهای جدید دارای نوع هیبریدی هستند که به عنوان استارت نیز عمل می کند.

اصل کار یک ژنراتور خودرو روشن کردن احتراق است که در طی آن جریان از طریق حلقه های لغزنده حرکت می کند و به واحد قلیایی هدایت می شود و سپس به سمت عقب می رود. در نتیجه این عمل میدان مغناطیسی تشکیل خواهد شد.

همراه با میل لنگ، روتور کار خود را آغاز می کند، که امواجی را ایجاد می کند که به سیم پیچ استاتور نفوذ می کند. جریان متناوب در خروجی عقب ظاهر می شود. هنگامی که ژنراتور در حالت خود تحریکی کار می کند، سرعت چرخش به مقدار مشخصی افزایش می یابد، سپس ولتاژ متناوب در واحد یکسو کننده شروع به تغییر به ثابت می کند. در نهایت، دستگاه برق لازم را در اختیار مصرف کنندگان قرار می دهد و باتری نیز جریان را تامین می کند.

اصل کار یک ژنراتور خودرو تغییر سرعت میل لنگ یا تغییر بار است که در آن تنظیم کننده ولتاژ روشن می شود؛ زمان روشن شدن عقب تحریک را کنترل می کند. هنگامی که بارهای خارجی کاهش می یابد یا چرخش روتور افزایش می یابد، دوره تعویض سیم پیچ میدان به میزان قابل توجهی کاهش می یابد. در لحظه ای که جریان به قدری افزایش می یابد که ژنراتور کار را متوقف می کند، باتری شروع به کار می کند.

اتومبیل های مدرن دارای یک چراغ هشدار بر روی صفحه ابزار هستند که راننده را از انحرافات احتمالی در ژنراتور مطلع می کند.

ژنراتور الکتریکی

اصل کار یک ژنراتور الکتریکی تبدیل انرژی مکانیکی به میدان الکتریکی است. منابع اصلی چنین نیرویی می تواند آب، بخار، باد و موتور احتراق داخلی باشد. اصل کار ژنراتور مبتنی بر تعامل مشترک میدان مغناطیسی و هادی است، یعنی در لحظه چرخش قاب، خطوط القایی مغناطیسی شروع به قطع کردن آن می کنند و در این زمان یک نیروی الکتروموتور ظاهر می شود. باعث می شود جریان با استفاده از حلقه های لغزنده از فریم عبور کند و به مدار خارجی جریان یابد.

مولدهای موجودی

امروزه یک ژنراتور اینورتر بسیار محبوب شده است که اصل آن ایجاد یک منبع برق مستقل است که برق با کیفیت بالا تولید می کند. چنین دستگاه هایی به عنوان منبع تغذیه موقت و همچنین دائمی استفاده می شوند. اغلب آنها در بیمارستان ها، مدارس و سایر موسسات استفاده می شوند که حتی کوچکترین افزایش ولتاژ نباید وجود داشته باشد. همه اینها را می توان با استفاده از یک ژنراتور اینورتر به دست آورد، که اصل عملکرد آن مبتنی بر ثبات است و از طرح زیر پیروی می کند:

1. تولید جریان متناوب فرکانس بالا.
2. به لطف یکسو کننده، جریان حاصل به جریان مستقیم تبدیل می شود.
3. سپس انباشتگی جریان در باتری ها ایجاد می شود و نوسانات امواج الکتریکی تثبیت می شود.
4. با استفاده از یک اینورتر، انرژی مستقیم به جریان متناوب تبدیل می شود ولتاژ مورد نیازو فرکانس، و سپس به کاربر می رود.

ژنراتور دیزلی

اصل کار یک دیزل ژنراتور تبدیل انرژی سوخت به الکتریسیته است که اقدامات اصلی آن به شرح زیر است:

• هنگامی که سوخت وارد موتور دیزل می شود، شروع به سوختن می کند و پس از آن از انرژی شیمیایی به انرژی حرارتی تبدیل می شود.
• به لطف وجود مکانیزم میل لنگ، نیروی حرارتی به نیروی مکانیکی تبدیل می شود، این همه در میل لنگ اتفاق می افتد.
• انرژی حاصل با کمک روتور به انرژی الکتریکی تبدیل می شود که در خروجی مورد نیاز است.

ژنراتور سنکرون

اصل کار یک ژنراتور سنکرون بر اساس همان خلوص چرخش میدان مغناطیسی استاتور و روتور است که یک میدان مغناطیسی به همراه قطب ها ایجاد می کند و از سیم پیچ استاتور عبور می کند. در این واحد روتور یک آهنربای الکتریکی دائمی است که تعداد قطب های آن می تواند از 2 به بالا شروع شود اما باید مضربی از 2 باشند.

هنگامی که ژنراتور شروع به کار می کند، روتور میدان ضعیفی ایجاد می کند، اما پس از افزایش سرعت، نیروی بیشتری در سیم پیچ میدان ظاهر می شود. ولتاژ حاصل از طریق یک واحد کنترل اتوماتیک به دستگاه می رسد و ولتاژ خروجی را به دلیل تغییرات میدان مغناطیسی کنترل می کند. اصل اصلی عملکرد ژنراتور، پایداری بالای ولتاژ خروجی است، اما نقطه ضعف آن احتمال زیاد اضافه بار جریان است. برای افزودن به ویژگی های منفی، می توانید وجود یک مونتاژ برس را اضافه کنید که باز هم باید در زمان مشخصی سرویس شود و البته این مستلزم هزینه های مالی اضافی است.

ژنراتور ناهمزمان

اصل کار ژنراتور این است که دائماً در حالت ترمز با روتوری باشد که جلوتر می چرخد، اما همچنان در همان جهتی است که میدان مغناطیسی در استاتور است.

بسته به نوع سیم پیچ مورد استفاده، روتور می تواند فاز یا اتصال کوتاه باشد. میدان مغناطیسی دوار ایجاد شده با کمک سیم پیچ کمکی شروع به القای آن روی روتور می کند که با آن می چرخد. فرکانس و ولتاژ در خروجی مستقیماً به تعداد دورها بستگی دارد، زیرا میدان مغناطیسی تنظیم نمی شود و بدون تغییر باقی می ماند.

ژنراتور الکتروشیمیایی

یک ژنراتور الکتروشیمیایی نیز وجود دارد که دستگاه و اصل عملکرد آن تولید انرژی الکتریکی از هیدروژن در خودرو برای حرکت آن و تامین انرژی تمام وسایل برقی است. این دستگاه شیمیایی است زیرا از طریق واکنش اکسیژن و هیدروژن انرژی تولید می کند که در حالت گازی برای تولید سوخت استفاده می شود.

مولد نویز آکوستیک

اصل عملکرد مولد تداخل صوتی محافظت از سازمان ها و افراد در برابر استراق سمع مکالمات و انواع رویدادها است. آنها را می توان از طریق شیشه پنجره، دیوارها، سیستم های تهویه، لوله های گرمایش، میکروفون های رادیویی، میکروفون های سیمی و دستگاه های لیزری برای گرفتن اطلاعات صوتی دریافتی از پنجره ها نظارت کرد.

بنابراین، شرکت ها اغلب از یک ژنراتور برای محافظت از اطلاعات محرمانه خود استفاده می کنند که اصل دستگاه و عملکرد آن تنظیم دستگاه بر روی یک فرکانس مشخص، در صورت مشخص بودن، یا در محدوده خاصی است. سپس یک تداخل جهانی در قالب یک سیگنال نویز ایجاد می شود. برای این منظور، خود دستگاه حاوی یک مولد نویز با توان مورد نیاز است.

ژنراتورهایی نیز وجود دارند که در محدوده نویز قرار دارند که به لطف آنها می توانید موارد مفید را پنهان کنید سیگنال صوتی. این کیت شامل بلوکی است که نویز تولید می کند و همچنین تقویت کننده و ساطع کننده های صوتی آن. عیب اصلی استفاده از چنین وسایلی تداخلی است که در هنگام مذاکره ظاهر می شود. برای اینکه دستگاه به طور کامل با کار خود کنار بیاید، باید فقط 15 دقیقه مذاکره انجام شود.

تنظیم کننده ولتاژ

اصل اساسی عملکرد رگولاتور ولتاژ مبتنی بر حفظ انرژی شبکه روی برد در تمام حالت های عملیاتی با تغییرات مختلف در فرکانس چرخش روتور ژنراتور، دمای محیط و بار الکتریکی است. این دستگاه همچنین می تواند عملکردهای ثانویه را انجام دهد، یعنی محافظت از قطعات مجموعه ژنراتور در برابر عملیات اضطراری احتمالی نصب و اضافه بار، اتصال خودکار مدار سیم پیچ تحریک به سیستم روی برد یا هشدار عملکرد اضطراری دستگاه.

همه این دستگاه ها بر اساس یک اصل کار می کنند. ولتاژ در ژنراتور توسط چندین عامل تعیین می شود - قدرت جریان، سرعت روتور و شار مغناطیسی. هرچه بار ژنراتور کمتر باشد و سرعت چرخش بیشتر باشد، ولتاژ دستگاه بیشتر می شود. به دلیل جریان بیشتر در سیم پیچ تحریک، شار مغناطیسی شروع به افزایش می کند و همراه با آن ولتاژ در ژنراتور افزایش می یابد و پس از کاهش جریان، ولتاژ نیز کاهش می یابد.

صرف نظر از سازنده چنین ژنراتورهایی، همه آنها با تغییر جریان تحریک به همان روش، ولتاژ را عادی می کنند. با افزایش یا کاهش ولتاژ، جریان تحریک شروع به افزایش یا کاهش می کند و ولتاژ را در محدوده مورد نیاز هدایت می کند.

که در زندگی روزمرهاستفاده از ژنراتورها به فرد در حل بسیاری از مسائل نوظهور کمک زیادی می کند.