Saan nanggagaling ang kuryente? Paano lumalabas ang kasalukuyang sa aming mga socket? Bakit gumagawa ng alternating current ang mga alternator ng kotse? Paano nabuo ang electric current

Sampung beses sa isang araw, binubuksan at pinapatay ang ilaw at gumagamit ng mga gamit sa bahay, hindi man lang natin iniisip kung saan nanggagaling ang kuryente at kung ano ang kalikasan nito. Ito ay malinaw, siyempre, na ayon sa mga linya ng kuryente ( linya ng kuryente) ito ay nagmula sa pinakamalapit na planta ng kuryente, ngunit ito ay isang napakalimitadong ideya ng mundo sa paligid natin. Ngunit kung ang pagbuo ng kuryente sa buong mundo ay huminto nang hindi bababa sa ilang araw, ang bilang ng mga nasawi ay susukatin sa daan-daang milyon.

Paano nabuo ang kasalukuyang?

Mula sa kursong pisika alam natin na:

• Ang lahat ng bagay ay binubuo ng mga atomo, ang pinakamaliit na particle.
• Ang mga electron ay umiikot sa isang orbit sa paligid ng nucleus ng isang atom, mayroon silang negatibong singil.
• Ang nucleus ay naglalaman ng positibong sisingilin na mga proton.
• Karaniwan, ang sistemang ito ay nasa isang estado ng ekwilibriyo.

Ngunit kung ang hindi bababa sa isang atom ay nawalan lamang ng isang elektron:

1. Nagiging positibo ang singil nito.
2. Ang isang positibong sisingilin na atom ay magsisimulang makaakit ng isang elektron patungo sa sarili nito, dahil sa pagkakaiba sa mga singil.
3. Upang makuha ang nawawalang elektron para sa iyong sarili, ito ay kailangang "bunutan" mula sa orbit ng isang tao.
4. Bilang resulta, isa pang atom ang magiging positibong sisingilin at ang lahat ay mauulit, simula sa unang punto.
5. Ang ganitong cyclicity ay hahantong sa pagbuo ng isang electrical circuit at ang linear distribution ng kasalukuyang.

Kaya't mula sa punto ng view ng nuclear physics, ang lahat ay napakasimple, sinusubukan ng atom na makuha kung ano ang kulang nito, at sa gayon nagsisimula ang reaksyon .

Ang "gintong panahon" ng kuryente

Iniangkop ng tao ang mga batas ng uniberso sa kanyang mga pangangailangan kamakailan. At nangyari ito mga dalawang siglo na ang nakalilipas, nang pinangalanan ng isang imbentor Volt binuo ang unang baterya na may kakayahang mapanatili ang singil ng sapat na kapangyarihan sa loob ng mahabang panahon.

Ang mga pagtatangkang gamitin ang agos para sa kanilang sariling kapakinabangan ay may sinaunang kasaysayan. Ipinakita ng mga arkeolohiko na paghuhukay na kahit na sa mga santuwaryo ng Roma, at pagkatapos ay sa mga unang simbahang Kristiyano, mayroong mga "baterya" ng handicraft na gawa sa tanso, na nagbigay ng kaunting boltahe. Ang ganitong sistema ay konektado sa altar o sa kulungan nito, at sa sandaling hinawakan ng mananampalataya ang istraktura, agad niyang natanggap " banal na kislap". Sa halip, ito ay ang pag-imbento ng isang craftsman kaysa sa malawakang kasanayan, ngunit ang katotohanan ay kakaiba, sa anumang kaso.

Ang ikadalawampu siglo ay naging lakas boom:

1. Hindi lamang lumitaw ang mga bagong uri ng mga generator at baterya, kundi pati na rin ang mga natatanging konsepto para sa paggawa ng mismong enerhiya na ito ay binuo.
2. Sa loob ng ilang dekada, ang mga electrical appliances ay mahigpit na pumasok sa buhay ng bawat tao sa planeta.
3. Walang natitirang mga bansa, maliban sa mga hindi gaanong maunlad, kung saan mga planta ng kuryente at hinawakan linya ng kuryente.
4. Ang lahat ng karagdagang pag-unlad ay batay sa mga posibilidad ng kuryente at ang mga aparatong gumagana mula rito.
5. Ang panahon ng computerization ay gumawa ng isang tao na gumon sa kasalukuyan, sa totoong kahulugan ng salita.

Paano makakuha ng kuryente?

Ang isipin ang isang tao bilang isang adik sa droga na regular na nangangailangan ng "nakapagbibigay-buhay na dosis ng kuryente" ay medyo walang muwang, ngunit subukang ganap na mawalan ng lakas ang iyong tahanan at mamuhay nang tahimik nang hindi bababa sa isang araw. Maaaring maalala ka ng kawalan ng pag-asa ang mga orihinal na paraan ng pagkuha ng kasalukuyang. Sa pagsasagawa, ito ay hindi gaanong kapaki-pakinabang sa sinuman, ngunit marahil ang isang pares ng Volts ay magliligtas ng isang buhay o makakatulong na mapabilib ang isang bata:

• Patay na baterya ang telepono ay maaaring ipahid sa mga damit, maong o isang woolen sweater. Ang static na kuryente ay hindi magtatagal, ngunit ito ay hindi bababa sa isang bagay.
• Kung may malapit tubig dagat, maaari mong ibuhos ito sa dalawang garapon o baso, ikonekta ang mga ito sa isang tansong kawad, pagkatapos balutin ang magkabilang dulo nito ng foil. Siyempre, para sa lahat ng ito, bilang karagdagan sa tubig na asin, kakailanganin mo rin ang mga lalagyan, tanso at palara. Hindi ang pinakamahusay na opsyon para sa matinding sitwasyon.
• Mas makatotohanan bakal na kuko at isang maliit na instrumentong tanso. Dalawang piraso ng metal ang dapat gamitin bilang anode at katod - isang pako sa pinakamalapit na puno, tanso sa lupa. Hilahin ang anumang thread sa pagitan ng mga ito, ang isang simpleng disenyo ay magbibigay ng tungkol sa isang Volt.
• Kung gagamitin mahahalagang metal- ginto at pilak, posible na makamit ang higit na pag-igting.

Paano makatipid ng kuryente?

Maaaring may iba't ibang dahilan para makatipid ng kuryente - isang pagnanais na iligtas ang kapaligiran, isang pagtatangka na bawasan ang buwanang singil, o iba pa. Ngunit ang mga pamamaraan ay palaging halos pareho:

Hindi palaging kinakailangan na mahigpit na limitahan ang iyong sarili sa isang bagay upang mabawasan ang mga gastos. May isa pang magandang tip - tanggalin sa saksakan ang lahat ng appliances habang hindi mo ginagamit ang mga ito.

Ang refrigerator, siyempre, ay hindi binibilang. Kahit na nasa "standby" mode, ang kagamitan ay kumonsumo ng isang tiyak na halaga ng kuryente. Ngunit kung sa tingin mo kahit sa isang segundo, maaari kang makarating sa konklusyon na hindi mo kailangan ang halos lahat ng mga device sa halos buong araw. At sa lahat ng oras na ito sila patuloy mong sunugin ang iyong kuryente .

Ang mga makabagong teknolohiya ay naglalayon din na bawasan ang kabuuang antas ng pagkonsumo ng kuryente. Ano ang hindi bababa sa halaga mga bombilya na nakakatipid sa enerhiya, na maaaring mabawasan ang halaga ng pag-iilaw sa isang silid, limang beses na mas malaki. Ang payo na mamuhay ayon sa "sundial" ay maaaring mukhang ligaw at walang katotohanan, ngunit matagal nang napatunayan na ang artipisyal na pag-iilaw ay nagdaragdag ng panganib ng depresyon.

Paano nabuo ang kuryente?

Pagpunta sa mga pang-agham na detalye:

1. Lumilitaw ang kasalukuyang dahil sa pagkawala ng isang elektron ng isang atom.
2. Ang isang positibong sisingilin na atom ay umaakit ng mga negatibong sisingilin na mga particle sa sarili nito.
3. Ang isa pang atom ay nawawala ang mga electron nito mula sa orbit at ang kasaysayan ay umuulit sa sarili nito.
4. Ipinapaliwanag nito ang direktang paggalaw ng kasalukuyang at ang pagkakaroon ng isang vector ng pagpapalaganap.

Ngunit sa pangkalahatan ang kuryente ay nalilikha ng mga power plant. Maaari silang magsunog ng gasolina, o gumamit ng enerhiya ng paghahati ng mga atomo, o marahil ay gumamit pa ng mga natural na elemento. Pinag-uusapan natin ang tungkol sa mga solar panel, windmill at power plant.

Ang nagresultang mekanikal o thermal na enerhiya, dahil sa generator, ay na-convert sa isang kasalukuyang. Naiipon ito sa mga baterya at pumapasok sa bawat bahay sa pamamagitan ng mga linya ng kuryente.

Sa ngayon, hindi na kailangang malaman kung saan nagmumula ang kuryente para tamasahin ang lahat ng benepisyong ibinibigay nito. Ang mga tao ay matagal nang lumayo sa orihinal na kakanyahan ng mga bagay at dahan-dahang nagsisimulang kalimutan ang tungkol dito.

Video: saan nanggagaling ang kuryente?

Malinaw na ipapakita ng video na ito ang daanan ng kuryente mula sa planta ng kuryente patungo sa atin, kung saan ito nanggaling at kung paano ito pumapasok sa ating bahay:

Ang mga generator ay mga aparato na nagko-convert ng mekanikal na enerhiya sa elektrikal na enerhiya. Bilang isang patakaran, gumagawa sila ng dalawang uri ng electric current - direkta at alternating.

Mga generator ng DC at AC

Kung ating isasaalang-alang DC generator, kung gayon ang istraktura nito ay kinabibilangan ng isang nakapirming stator na may umiikot na rotor at isang karagdagang paikot-ikot. Dahil sa paggalaw ng rotor, nabuo ang isang electric current. Ang mga generator ng DC ay pangunahing ginagamit sa industriya ng bakal, mga sasakyang pandagat at pampublikong transportasyon.

Mga alternator makabuo ng enerhiya sa pamamagitan ng pag-ikot ng rotor sa isang magnetic field. Sa pamamagitan ng pag-ikot ng isang hugis-parihaba na circuit sa paligid ng isang nakapirming magnetic field, ang mekanikal na enerhiya ay na-convert sa electrical current. Ang ganitong uri ng generator ay may kalamangan na ang rotor (ang pangunahing elemento ng pagmamaneho) ay umiikot nang mas mabilis kaysa sa mga alternator.

Kasabay at asynchronous na mga generator

Ang mga alternating kasalukuyang generator ay magkasabay At asynchronous. Magkaiba sila sa bawat isa sa kanilang mga kakayahan. Hindi namin isasaalang-alang nang detalyado ang kanilang prinsipyo ng pagpapatakbo, ngunit mananatili lamang sa ilang mga tampok.

Kasabay na generator structurally mas kumplikado kaysa sa asynchronous, ito ay gumagawa ng isang mas malinis na kasalukuyang at sa parehong oras madaling tolerates simula overloads. Ang mga synchronous unit ay mahusay para sa pagkonekta ng mga kagamitan na sensitibo sa pagbagsak ng boltahe (mga computer, TV at iba't ibang mga elektronikong device). Gayundin, mahusay silang gumagana sa supply ng kuryente ng mga de-koryenteng motor at mga tool ng kuryente.

Mga asynchronous na generator, dahil sa pagiging simple ng disenyo, ito ay sapat na lumalaban sa mga maikling circuit. Para sa kadahilanang ito, ginagamit ang mga ito sa kapangyarihan ng mga kagamitan sa hinang at mga tool sa kapangyarihan. Sa anumang kaso ay maaaring ikonekta ang mataas na katumpakan na kagamitan sa mga yunit na ito.

Single-phase at three-phase generators

Kinakailangang isaalang-alang ang katangian na nauugnay sa uri ng kasalukuyang nabuo. iisang yugto ang mga modelo ay nagbibigay ng 220 V, tatlong yugto- 380 V. Ito ay napakahalagang mga teknikal na parameter na kailangang malaman ng bawat mamimili.

Ang mga single-phase na modelo ay itinuturing na pinakakaraniwan, dahil madalas itong ginagamit para sa mga domestic na pangangailangan. Ang three-phase ay nagbibigay-daan sa iyo na direktang mag-supply ng kuryente sa malalaking pasilidad ng industriya, mga gusali at buong nayon.

Bago bumili ng generator, kailangan mong magkaroon ng ilang teknikal na impormasyon, maunawaan kung paano sila naiiba, dahil makakatulong ito sa iyong pumili ng isang disenteng modelo, partikular para sa iyong mga pangangailangan, pati na rin mapupuksa ang hindi kinakailangang problema at makatipid ng pera.

LLC "Kronvus-South" nagbebenta at gumagawa , at kung saan maaari mong gawin bumili sa murang halaga.

Ang isang de-koryenteng generator ay isang makina o instalasyon na idinisenyo upang gawing elektrikal na enerhiya ang hindi elektrikal na enerhiya: mekanikal na enerhiya sa elektrikal na enerhiya, kemikal na enerhiya sa elektrikal na enerhiya, thermal energy sa elektrikal na enerhiya, atbp. na enerhiya sa kuryente.

Maaari itong maging diesel o gasoline portable generator, nuclear power plant generator, car generator, homemade generator mula sa asynchronous electric motor, o low-speed generator para sa low-power na windmill. Sa dulo ng artikulo, titingnan natin ang dalawa sa mga pinakakaraniwang generator bilang isang halimbawa, ngunit pag-uusapan muna natin kung paano gumagana ang mga ito.

Sa isang paraan o iba pa, mula sa isang pisikal na pananaw, ang prinsipyo ng pagpapatakbo ng bawat isa sa mga mekanikal na generator ay pareho: kapag, kapag ang mga linya ng magnetic field ay tumatawid sa konduktor, ang isang EMF ng induction ay lumitaw sa konduktor na ito. Ang mga pinagmumulan ng puwersa na humahantong sa magkaparehong paggalaw ng konduktor at ang magnetic field ay maaaring iba't ibang mga proseso, gayunpaman, bilang isang resulta, ang generator ay palaging kailangang makatanggap ng EMF at kasalukuyang upang mapalakas ang pagkarga.

Ang prinsipyo ng pagpapatakbo ng isang electric generator - Batas ni Faraday

Ang prinsipyo ng pagpapatakbo ng isang electric generator ay natuklasan noong 1831 ng English physicist na si Michael Faraday. Ang prinsipyong ito ay tinawag na batas ni Faraday. Ito ay nakasalalay sa katotohanan na kapag ang isang konduktor ay tumatawid sa isang magnetic field nang patayo, isang potensyal na pagkakaiba ang lumitaw sa mga dulo ng konduktor na ito.

Ang unang generator ay ginawa mismo ni Faraday ayon sa prinsipyong natuklasan niya, ito ay ang "Faraday disk" - isang unipolar generator kung saan ang isang tansong disk ay umiikot sa pagitan ng mga pole ng isang horseshoe magnet. Ang aparato ay nagbigay ng isang makabuluhang kasalukuyang sa mababang boltahe.

Nang maglaon ay natagpuan na ang mga indibidwal na insulated conductor sa mga generator ay mas epektibo mula sa isang praktikal na punto ng view kaysa sa isang solid conductive disk. At sa mga modernong generator, ito ay ang wire windings ng stator na ginagamit na ngayon (sa pinakasimpleng kaso ng pagpapakita, isang coil ng wire).

Alternator

Ang karamihan sa mga modernong generator ay mga kasabay na alternator. Mayroon silang armature winding sa stator, kung saan inililihis ang nabuong elektrikal na enerhiya. Ang isang paikot-ikot na patlang ay matatagpuan sa rotor, kung saan ang isang direktang kasalukuyang ay inilapat sa pamamagitan ng isang pares ng mga singsing na slip upang makakuha ng umiikot na magnetic field mula sa isang umiikot na rotor.

Dahil sa hindi pangkaraniwang bagay ng electromagnetic induction, kapag ang rotor ay umiikot mula sa isang panlabas na drive (halimbawa, mula sa isang panloob na combustion engine), ang magnetic flux nito ay intersects sa bawat isa sa mga phase ng stator winding, at sa gayon ay nag-uudyok ng isang EMF sa kanila.

Kadalasan, mayroong tatlong mga yugto, ang mga ito ay pisikal na inilipat sa anchor na may kaugnayan sa bawat isa sa pamamagitan ng 120 degrees, kaya ang isang three-phase sinusoidal current ay nakuha. Ang mga phase ay maaaring ikonekta ayon sa "star" o "triangle" scheme upang makuha.

Ang dalas ng sinusoidal EMF f ay proporsyonal sa bilis ng rotor: f = np/60, kung saan - p ay ang bilang ng mga pares ng magnetic plus ng rotor, n ay ang bilang ng mga rotor revolutions kada minuto. Karaniwan, ang maximum na bilis ng rotor ay 3000 rpm. Kung ikinonekta mo ang isang three-phase rectifier sa mga windings ng stator ng tulad ng isang kasabay na generator, makakakuha ka ng isang generator ng DC (ganito, sa pamamagitan ng paraan, gumagana ang lahat ng mga generator ng kotse).

Tatlong Machine Synchronous Generator

Siyempre, ang klasikong kasabay na generator ay may isang seryosong disbentaha - ang mga slip ring at brush na katabi ng mga ito ay matatagpuan sa rotor. Ang mga brush ay kumikinang at nasusuot dahil sa friction at electrical erosion. Hindi ito pinapayagan sa isang paputok na kapaligiran. Samakatuwid, ang mga non-contact na kasabay na generator, lalo na, ang mga three-machine, ay mas karaniwan sa aviation at sa mga generator ng diesel.

Para sa mga aparatong may tatlong makina, tatlong makina ang naka-install sa isang pabahay: pre-exciter, exciter at generator - sa isang karaniwang baras. Ang preexciter ay isang kasabay na generator, ito ay nasasabik ng mga permanenteng magnet sa baras, ang boltahe na nabuo nito ay inilalapat sa exciter stator winding.

Ang exciter stator ay kumikilos sa paikot-ikot sa rotor, na konektado sa isang three-phase rectifier na naayos dito, kung saan pinapagana ang pangunahing pag-ikot ng paggulo ng generator. Ang generator ay bumubuo ng kasalukuyang sa stator nito.

Gas, diesel at petrol portable generators

Sa ngayon, napakakaraniwan na sa mga sambahayan na gumagamit ng mga internal combustion engine bilang mga drive engine - isang panloob na combustion engine na nagpapadala ng mekanikal na pag-ikot sa generator rotor.

Ang mga generator ng likidong gasolina ay may mga tangke ng gasolina, ang mga generator ng gas ay kailangang magbigay ng gasolina sa pamamagitan ng isang pipeline upang ang gas ay pagkatapos ay ipasok sa karburetor, kung saan ito ay nagiging isang mahalagang bahagi ng pinaghalong gasolina.

Sa lahat ng kaso, ang pinaghalong gasolina ay sinusunog sa sistema ng piston, na nagiging sanhi ng pag-ikot ng crankshaft. Ito ay katulad ng kung paano gumagana ang makina ng kotse. Ang crankshaft ay umiikot sa rotor ng isang contactless synchronous generator (alternator).

Andrey Povny

Ito ang nakaayos na paggalaw ng ilang mga sisingilin na particle. Upang mahusay na magamit ang buong potensyal ng kuryente, kinakailangan na malinaw na maunawaan ang lahat ng mga prinsipyo ng aparato at ang pagpapatakbo ng electric current. Kaya, alamin natin kung ano ang trabaho at kasalukuyang kapangyarihan.

Saan nanggagaling ang kuryente?

Sa kabila ng maliwanag na pagiging simple ng tanong, kakaunti ang nakakapagbigay ng isang maliwanag na sagot dito. Siyempre, sa panahong ito, kapag ang teknolohiya ay umuunlad sa isang hindi kapani-paniwalang bilis, ang isang tao ay hindi partikular na nag-iisip tungkol sa mga bagay na elementarya bilang prinsipyo ng pagpapatakbo ng isang electric current. Saan nanggagaling ang kuryente? Tiyak na marami ang sasagot ng "Well, from the socket, of course" o magkibit balikat na lang. Samantala, napakahalagang maunawaan kung paano gumagana ang kasalukuyang. Dapat itong malaman hindi lamang sa mga siyentipiko, kundi pati na rin sa mga taong hindi konektado sa mundo ng mga agham, para sa kanilang pangkalahatang maraming nalalaman na pag-unlad. Ngunit upang magamit nang tama ang prinsipyo ng kasalukuyang operasyon ay hindi para sa lahat.

Kaya, para sa mga nagsisimula, dapat mong maunawaan na ang koryente ay hindi lumabas mula saanman: ito ay ginawa ng mga espesyal na generator na matatagpuan sa iba't ibang mga power plant. Salamat sa gawain ng pag-ikot ng mga blades ng mga turbine, ang singaw na nakuha bilang resulta ng pag-init ng tubig na may mga uling o langis ay bumubuo ng enerhiya, na pagkatapos ay na-convert sa kuryente sa tulong ng isang generator. Ang generator ay napaka-simple: sa gitna ng aparato ay isang malaki at napakalakas na magnet, na nagiging sanhi ng mga singil sa kuryente na gumagalaw sa mga wire na tanso.

Paano nakakarating ang kuryente sa ating mga tahanan?

Matapos ang isang tiyak na halaga ng electric current ay nakuha sa tulong ng enerhiya (thermal o nuclear), maaari itong ibigay sa mga tao. Ang ganitong supply ng kuryente ay gumagana tulad ng sumusunod: upang matagumpay na maabot ng kuryente ang lahat ng mga apartment at negosyo, dapat itong "itulak". At para dito kailangan mong dagdagan ang puwersa na gagawa nito. Ito ay tinatawag na boltahe ng electric current. Ang prinsipyo ng operasyon ay ang mga sumusunod: ang kasalukuyang dumadaan sa transpormer, na nagpapataas ng boltahe nito. Dagdag pa, ang daloy ng kuryente ay dumadaloy sa mga cable na naka-install sa malalim na ilalim ng lupa o sa isang taas (dahil ang boltahe kung minsan ay umabot sa 10,000 volts, na nakamamatay para sa mga tao). Kapag ang kasalukuyang umabot sa patutunguhan nito, dapat itong muling dumaan sa transpormer, na ngayon ay magbabawas ng boltahe nito. Pagkatapos ay dumadaan ito sa mga wire patungo sa mga naka-install na kalasag sa mga gusali ng apartment o iba pang mga gusali.

Ang koryente na dinala sa pamamagitan ng mga wire ay maaaring gamitin salamat sa sistema ng mga socket, na kumukonekta sa mga gamit sa bahay sa kanila. Ang mga karagdagang wire ay dinadala sa mga dingding, kung saan dumadaloy ang kuryente, at salamat dito, gumagana ang pag-iilaw at lahat ng mga kasangkapan sa bahay.

Ano ang kasalukuyang gawain?

Ang enerhiya na dinadala ng isang electric current sa sarili nito ay na-convert sa paglipas ng panahon sa liwanag o init. Halimbawa, kapag binuksan natin ang isang lampara, ang elektrikal na anyo ng enerhiya ay na-convert sa liwanag.

Sa pagsasalita sa isang naa-access na wika, ang gawain ng agos ay ang aksyon na ginawa mismo ng kuryente. Bukod dito, napakadaling kalkulahin ng formula. Batay sa batas ng konserbasyon ng enerhiya, maaari nating tapusin na ang elektrikal na enerhiya ay hindi nawala, ito ay ganap o bahagyang nagbago sa ibang anyo, habang nagbibigay ng isang tiyak na halaga ng init. Ang init na ito ay ang gawain ng kasalukuyang kapag ito ay dumaan sa konduktor at pinainit ito (nagaganap ang pagpapalitan ng init). Ganito ang hitsura ng formula ng Joule-Lenz: A \u003d Q \u003d U * I * t (ang trabaho ay katumbas ng dami ng init o produkto ng kasalukuyang kapangyarihan at ang oras kung kailan ito dumaloy sa conductor).

Ano ang ibig sabihin ng direktang kasalukuyang?

Ang electric current ay may dalawang uri: alternating at direct. Sila ay naiiba sa na ang huli ay hindi nagbabago ng direksyon nito, mayroon itong dalawang clamp (positibong "+" at negatibong "-") at palaging nagsisimula sa paggalaw nito mula sa "+". At ang alternating current ay may dalawang terminal - phase at zero. Ito ay dahil sa pagkakaroon ng isang bahagi sa dulo ng konduktor na tinatawag din itong single-phase.

Ang mga prinsipyo ng aparato ng single-phase alternating at direct electric current ay ganap na naiiba: hindi tulad ng direkta, ang alternating current ay nagbabago sa parehong direksyon nito (na bumubuo ng isang daloy mula sa phase patungo sa zero, at mula sa zero patungo sa phase), at ang magnitude nito. . Kaya, halimbawa, ang alternating current ay pana-panahong nagbabago sa halaga ng singil nito. Lumalabas na sa dalas ng 50 Hz (50 oscillations bawat segundo), ang mga electron ay nagbabago ng direksyon ng kanilang paggalaw nang eksaktong 100 beses.

Saan ginagamit ang direktang kasalukuyang?

Ang direktang electric current ay may ilang mga tampok. Dahil sa ang katunayan na ito ay dumadaloy nang mahigpit sa isang direksyon, ito ay mas mahirap na baguhin ito. Ang mga sumusunod na elemento ay maaaring ituring bilang mga mapagkukunan ng direktang kasalukuyang:

• mga baterya (parehong alkalina at acid);
• maginoo na mga baterya na ginagamit sa maliliit na appliances;
• pati na rin ang iba't ibang device tulad ng mga converter.

Pagpapatakbo ng DC

Ano ang mga pangunahing katangian nito? Ang mga ito ay trabaho at kasalukuyang kapangyarihan, at ang parehong mga konseptong ito ay napakalapit na nauugnay sa isa't isa. Ang ibig sabihin ng kapangyarihan ay ang bilis ng trabaho kada yunit ng oras (bawat 1 s). Ayon sa batas ng Joule-Lenz, nakuha namin na ang gawain ng isang direktang electric current ay katumbas ng produkto ng lakas ng kasalukuyang mismo, ang boltahe at ang oras kung kailan natapos ang gawain ng electric field upang ilipat ang mga singil kasama ang konduktor.

Ganito ang pormula para sa paghahanap ng gawain ng kasalukuyang, na isinasaalang-alang ang batas ng paglaban ng Ohm sa mga konduktor, mukhang: A \u003d I 2 * R * t (ang trabaho ay katumbas ng parisukat ng kasalukuyang lakas na pinarami ng halaga ng paglaban ng konduktor at muling pinarami ng halaga ng oras kung saan ginawa ang gawain).

Ang electric current ay ang pangunahing uri ng enerhiya na nagsasagawa ng kapaki-pakinabang na gawain sa lahat ng larangan ng buhay ng tao. Gumagalaw ito ng iba't ibang mekanismo, nagbibigay ng liwanag, nagpapainit ng mga bahay at nagbibigay-buhay sa isang buong host ng mga device na nagsisiguro sa ating komportableng pag-iral sa planeta. Tunay na ang ganitong uri ng enerhiya ay unibersal. Anumang bagay ay maaaring makuha mula dito, at maging ang malaking pagkawasak kung ginamit nang hindi wasto.

Ngunit mayroong isang oras na ang mga epekto ng kuryente ay naroroon pa rin sa kalikasan, ngunit hindi nakatulong sa tao sa anumang paraan. Ano ang nagbago mula noon? Ang mga tao ay nagsimulang mag-aral ng mga pisikal na phenomena at nakabuo ng mga kagiliw-giliw na makina - mga converter, na, sa pangkalahatan, ay gumawa ng isang rebolusyonaryong paglukso sa ating sibilisasyon, na nagpapahintulot sa isang tao na makatanggap ng isang enerhiya mula sa isa pa.

Kaya't natutunan ng mga tao na makabuo ng kuryente mula sa ordinaryong metal, magnet at mekanikal na paggalaw - iyon lang. Ang mga generator ay binuo na may kakayahang gumawa ng malalaking daloy ng kuryente ng enerhiya, na kinakalkula sa megawatts. Ngunit ito ay kagiliw-giliw na ang prinsipyo ng pagpapatakbo ng mga makinang ito ay hindi masyadong kumplikado at maaaring maging malinaw kahit na sa isang tinedyer. Ano ang Subukan nating unawain ang isyung ito.

Epekto ng electromagnetic induction

Ang batayan para sa hitsura ng isang electric current sa isang conductor ay ang electromotive force - EMF. Nagagawa nitong ilipat ang mga sisingilin na particle, na marami sa anumang metal. Lumilitaw lamang ang puwersang ito kung ang konduktor ay nakakaranas ng pagbabago sa intensity ng magnetic field. Ang epekto mismo ay tinatawag na electromagnetic induction. Mas malaki ang EMF, mas malaki ang rate ng pagbabago sa flux ng magnetic waves. Iyon ay, posible na ilipat ang isang konduktor malapit sa isang permanenteng magnet, o maimpluwensyahan ang isang nakapirming kawad sa pamamagitan ng larangan ng isang electromagnet, binabago ang lakas nito, ang epekto ay magiging pareho - isang electric current ay lilitaw sa konduktor.

Ang mga siyentipiko na sina Oersted at Faraday ay nagtrabaho sa isyung ito sa unang kalahati ng ika-19 na siglo. Natuklasan din nila ang pisikal na pangyayaring ito. Kasunod nito, ang mga kasalukuyang generator at electric motor ay nilikha batay sa electromagnetic induction. Kapansin-pansin, ang mga makinang ito ay madaling ma-convert sa isa't isa.

Paano gumagana ang mga generator ng DC at AC

Malinaw na ang electric current generator ay isang electromechanical machine na bumubuo ng kasalukuyang. Ngunit sa katunayan, ito ay isang converter ng enerhiya: hangin, tubig, init, anumang bagay sa EMF, na nagiging sanhi ng isang kasalukuyang sa konduktor. Ang aparato ng anumang generator ay sa panimula ay hindi naiiba mula sa isang closed conducting circuit na umiikot sa pagitan ng mga pole ng isang magnet, tulad ng sa mga unang eksperimento ng mga siyentipiko. Ang magnitude lamang ng magnetic flux na nilikha ng malakas na permanente o mas madalas na mga electric magnet ay mas malaki. Ang isang closed circuit ay may anyo ng isang multi-turn winding, na sa isang modernong generator ay hindi isa, ngunit hindi bababa sa tatlo. Ginagawa ang lahat ng ito upang makakuha ng mas maraming EMF hangga't maaari.

Ang karaniwang AC (o DC) electric generator ay binubuo ng:

• Corps. Nagsasagawa ng function ng isang frame, sa loob kung saan naka-mount ang isang stator na may mga electromagnet pole. Naglalaman ito ng mga rolling bearings ng rotor shaft. Ito ay gawa sa metal, pinoprotektahan din nito ang buong panloob na pagpuno ng makina.
• Stator na may magnetic pole. Ang isang magnetic flux excitation winding ay naayos dito. Ito ay gawa sa ferromagnetic steel.
• Rotor o anchor. Ito ang gumagalaw na bahagi ng generator, ang baras nito ay hinihimok ng isang extraneous na puwersa. Ang isang self-excitation winding ay inilalagay sa armature core, kung saan ang isang electric current ay nabuo.
• Lumipat ng node. Ang structural element na ito ay nagsisilbing ilihis ang kuryente mula sa movable shaft ng rotor. Kabilang dito ang mga conductive ring na inilipat na konektado sa mga graphite slip contact.

Paglikha ng direktang kasalukuyang

Sa isang generator na gumagawa ng direktang kasalukuyang, ang conducting circuit ay umiikot sa espasyo ng magnetic saturation. Bukod dito, para sa isang tiyak na sandali ng pag-ikot, ang bawat kalahati ng circuit ay malapit sa isa o ibang poste. Ang singil sa konduktor ay gumagalaw sa isang direksyon sa kalahating pagliko na ito.

Upang makuha ang pag-alis ng mga particle, isang mekanismo ng pag-alis ng enerhiya ang ginawa. Ang kakaiba nito ay ang bawat kalahati ng winding (frame) ay konektado sa isang conductive half ring. Ang mga semiring ay hindi sarado sa isa't isa, ngunit naayos sa isang dielectric na materyal. Sa panahon na ang isang bahagi ng paikot-ikot ay nagsisimulang dumaan sa isang tiyak na poste, ang kalahating singsing ay sarado sa electrical circuit ng mga grupo ng contact ng brush. Lumalabas na isang uri lamang ng potensyal ang dumarating sa bawat terminal.

Mas tama na tawagan ang enerhiya na hindi pare-pareho, ngunit pulsating, na may hindi nagbabago na polarity. Ang ripple ay sanhi ng katotohanan na ang magnetic flux sa konduktor sa panahon ng pag-ikot ay may parehong maximum at isang minimum na epekto. Upang mapantayan ang ripple na ito, maraming windings sa rotor at malalakas na capacitor ang ginagamit sa input ng circuit. Upang mabawasan ang pagkawala ng magnetic flux, ang agwat sa pagitan ng armature at ng stator ay ginawang minimal.

Alternator circuit

Kapag ang gumagalaw na bahagi ng kasalukuyang-generating na aparato ay umiikot, ang isang EMF ay na-induce din sa mga loop conductor, tulad ng sa isang DC generator. Ngunit isang maliit na tampok - ang alternator collector node device ay may iba pa. Sa loob nito, ang bawat terminal ay konektado sa sarili nitong conductive ring.

Ang prinsipyo ng pagpapatakbo ng isang alternator ay ang mga sumusunod: kapag ang kalahati ng paikot-ikot ay pumasa malapit sa isang poste (ang isa pa, ayon sa pagkakabanggit, malapit sa kabaligtaran na poste), ang kasalukuyang sa circuit ay gumagalaw sa isang direksyon mula sa pinakamababa hanggang sa pinakamataas na halaga nito at muli sa zero. Sa sandaling baguhin ng mga windings ang kanilang posisyon na nauugnay sa mga pole, ang kasalukuyang ay nagsisimulang lumipat sa kabaligtaran na direksyon na may parehong pattern.

Kasabay nito, sa input ng circuit, ang isang form ng signal ay nakuha sa anyo ng isang sinusoid na may kalahating wave frequency na naaayon sa panahon ng pag-ikot ng rotor shaft. Upang makakuha ng isang matatag na signal sa output, kung saan ang dalas ng alternator ay pare-pareho, ang panahon ng pag-ikot ng mekanikal na bahagi ay dapat na pare-pareho.

uri ng gas

Ang mga disenyo ng kasalukuyang mga generator, kung saan ang conductive plasma, likido o gas ay ginagamit bilang isang charge carrier sa halip na isang metal frame, ay tinatawag na MHD generators. Ang mga sangkap sa ilalim ng presyon ay hinihimok sa isang magnetic field. Sa ilalim ng impluwensya ng parehong EMF ng induction, ang mga sisingilin na particle ay nakakakuha ng direktang paggalaw, na lumilikha ng isang electric current. Ang magnitude ng kasalukuyang ay direktang proporsyonal sa bilis ng pagpasa sa pamamagitan ng magnetic flux, pati na rin ang kapangyarihan nito.

Ang mga generator ng MHD ay may mas simpleng solusyon sa disenyo - wala silang mekanismo ng pag-ikot ng rotor. Ang ganitong mga power supply ay may kakayahang maghatid ng malaking halaga ng enerhiya sa maikling panahon. Ginagamit ang mga ito bilang mga backup na device at sa mga emergency na sitwasyon. Ang koepisyent na tumutukoy sa kapaki-pakinabang na pagkilos (COP) ng mga makinang ito ay mas mataas kaysa sa isang electric alternator.

Kasabay na alternator

Mayroong mga ganitong uri ng mga alternator:

• Ang mga makina ay kasabay.
• Asynchronous ang mga makina.

Ang synchronous alternator ay may mahigpit na pisikal na relasyon sa pagitan ng rotational motion ng rotor at kuryente. Sa ganitong mga sistema, ang rotor ay isang electromagnet na binuo mula sa mga core, pole at kapana-panabik na windings. Ang huli ay pinapagana mula sa isang DC source sa pamamagitan ng mga brush at ring contact. Ang stator ay isang coil ng wire na magkakaugnay ayon sa prinsipyo ng isang bituin na may isang karaniwang punto - zero. Ang EMF ay naiimpluwensyahan na sa kanila at ang kasalukuyang ay nabuo.

Ang rotor shaft ay hinihimok ng isang panlabas na puwersa, kadalasang mga turbine, na ang bilis ay naka-synchronize at pare-pareho. Ang de-koryenteng circuit na konektado sa naturang generator ay isang three-phase circuit, ang dalas ng kasalukuyang sa isang linya na kung saan ay inilipat ng isang yugto ng 120 degrees na may kaugnayan sa iba pang mga linya. Upang makuha ang tamang sinusoid, ang direksyon ng magnetic flux sa puwang sa pagitan ng mga bahagi ng stator at rotor ay kinokontrol ng disenyo ng huli.

Ang paggulo ng alternator ay ipinatupad ng dalawang pamamaraan:

1. Makipag-ugnayan.
2. Walang contact.

Sa contact excitation circuit, ang electric power ay ibinibigay sa electromagnet windings sa pamamagitan ng isang pares ng brush mula sa isa pang generator. Ang generator na ito ay maaaring isama sa pangunahing baras. Ito ay karaniwang may mas kaunting kapangyarihan, ngunit sapat na upang lumikha ng isang malakas na magnetic field.

Ang non-contact na prinsipyo ay nagbibigay na ang synchronous alternator ay may karagdagang tatlong-phase windings sa baras, kung saan ang EMF ay na-induce sa panahon ng pag-ikot at ang kuryente ay nabuo. Ito ay pinapakain sa pamamagitan ng rectifying circuit sa mga excitation coils ng rotor. Sa istruktura, walang mga gumagalaw na contact sa naturang sistema, na nagpapasimple sa system, na ginagawa itong mas maaasahan.

Asynchronous generator

Mayroong isang asynchronous alternator. Iba ang device nito sa kasabay. Wala itong eksaktong pag-asa ng EMF sa dalas kung saan umiikot ang rotor shaft. Mayroong isang bagay tulad ng "slip S", na nagpapakilala sa pagkakaibang ito sa impluwensya. Ang halaga ng slip ay natutukoy sa pamamagitan ng pagkalkula, kaya mali na isipin na walang regularidad sa proseso ng electromechanical sa isang induction motor.

Kung ang idling generator ay na-load, kung gayon ang kasalukuyang dumadaloy sa mga windings ay lilikha ng magnetic flux na pumipigil sa rotor mula sa pag-ikot sa isang ibinigay na dalas. Ito ay kung paano nabuo ang slip, na natural na nakakaapekto sa produksyon ng EMF.

Ang isang modernong asynchronous alternator ay may isang gumagalaw na bahagi na aparato sa tatlong magkakaibang bersyon:

1. guwang na rotor.
2. rotor ng squirrel-cage.
3. Phase rotor.

Ang ganitong mga makina ay maaaring magkaroon ng sarili at independiyenteng paggulo. Ang unang scheme ay ipinatupad sa pamamagitan ng pagsasama ng mga capacitor at semiconductor converter sa winding. Ang isang independiyenteng uri ng paggulo ay nilikha ng isang karagdagang mapagkukunan ng AC.

Generator switching circuits

Ang lahat ng high-power transmission line power source ay gumagawa ng three-phase electric current. Naglalaman ang mga ito ng tatlong windings kung saan ang mga alternating current ay nabuo na may isang phase na inilipat mula sa isa't isa ng 1/3 ng panahon. Kung isasaalang-alang natin ang bawat indibidwal na paikot-ikot ng naturang pinagmumulan ng kuryente, makakakuha tayo ng isang single-phase na alternating current na papasok sa linya. Ang isang boltahe ng sampu-sampung libong volts ay maaaring mabuo ng isang generator. natatanggap ng mamimili mula sa transformer ng pamamahagi.

Ang anumang alternator ay may karaniwang winding device, ngunit mayroong dalawang uri ng koneksyon sa load:

• bituin;
• tatsulok.

Ang prinsipyo ng pagpapatakbo ng isang alternator na naka-on ng isang bituin ay nagsasangkot ng kumbinasyon ng lahat ng mga wire (zero) sa isa, na pumunta mula sa load pabalik sa generator. Ito ay dahil sa ang katunayan na ang signal (electrical current) ay ipinadala higit sa lahat sa pamamagitan ng papalabas na wire ng winding (linear), na tinatawag na phase. Sa pagsasagawa, ito ay napaka-maginhawa, dahil hindi mo kailangang hilahin ang tatlong karagdagang mga wire upang ikonekta ang mamimili. Magiiba ang boltahe sa pagitan ng mga wire ng linya at ng linya at neutral na kawad.

Sa pamamagitan ng pagkonekta sa generator windings na may isang tatsulok, sila ay sarado sa bawat isa sa serye sa isang circuit. Mula sa mga punto ng kanilang koneksyon, ang mga linya ay humantong sa mamimili. Kung gayon ang isang neutral na kawad ay hindi kinakailangan, at ang boltahe sa bawat linya ay magiging pareho anuman ang pag-load.

Ang bentahe ng isang three-phase current sa isang single-phase one ay ang mas mababang ripple nito kapag naituwid. Ito ay may positibong epekto sa mga pinapatakbong device, lalo na sa mga DC motor. Gayundin, ang isang three-phase current ay lumilikha ng umiikot na pagkilos ng bagay ng isang magnetic field, na may kakayahang magmaneho ng makapangyarihang mga asynchronous na motor.

Kung saan naaangkop ang mga generator ng DC at AC

Ang mga generator ng DC ay mas maliit sa laki at timbang kaysa sa mga makinang AC. Ang pagkakaroon ng isang mas kumplikadong disenyo kaysa sa huli, natagpuan pa rin nila ang aplikasyon sa maraming mga industriya.

Pangunahing ginagamit ang mga ito bilang mga high-speed drive sa mga makina kung saan kinakailangan ang kontrol ng bilis, halimbawa, sa mga mekanismo ng metalworking, mine hoists, rolling mill. Sa transportasyon, ang mga naturang generator ay naka-install sa mga diesel lokomotibo at iba't ibang mga barko. Maraming mga modelo ng mga wind turbine ang binuo batay sa mga mapagkukunan ng boltahe ng DC.

Ang mga generator ng DC para sa mga espesyal na layunin ay ginagamit sa hinang, upang pukawin ang mga paikot-ikot ng mga kasabay na generator, bilang mga amplifier ng DC, upang mapalakas ang mga instalasyon ng galvanic at electrolysis.

Ang layunin ng isang alternator ay upang makabuo ng kuryente sa isang pang-industriya na sukat. Ang ganitong uri ng enerhiya ay ibinigay sa sangkatauhan ni Nikola Tesla. Bakit ito na ang polarity-pagbabago ng kasalukuyang, at hindi ang pare-pareho, ay natagpuan malawak na application? Ito ay dahil sa ang katunayan na sa panahon ng paghahatid ng direktang boltahe mayroong malalaking pagkalugi sa mga wire. At kung mas mahaba ang wire, mas mataas ang pagkalugi. Ang boltahe ng AC ay maaaring dalhin sa malalayong distansya sa mas mababang halaga. Bukod dito, madaling i-convert ang alternating boltahe (pagbaba at pagtaas nito), na nabuo ng 220 V generator.

Konklusyon

Hindi pa lubos na nalalaman ng tao kung alin ang tumatagos sa lahat ng bagay sa paligid. At ang elektrikal na enerhiya ay isang maliit na bahagi lamang ng mga bukas na lihim ng uniberso. Ang mga makina na tinatawag nating mga power generator ay napakasimple sa esensya, ngunit ang maibibigay nila sa atin ay kamangha-mangha. Gayunpaman, ang tunay na himala dito ay wala sa teknolohiya, kundi sa pag-iisip ng tao, na nagawang tumagos sa hindi mauubos na imbakan ng mga ideyang itinapon sa kalawakan!