darblapas

DC ģeneratora teorija

Perpetual Motion - Bhaskara's Wheel - Free Energy (Decembris 2018).

Anonim

DC ģeneratora teorija

DC elektriskās shēmas


jautājums 1

Akumulatora uzlādes sistēmās izmantojamie ģeneratori ir jāregulē tā, lai nepārslogotu akumulatorus, no kuriem tie ir pievienoti. Šeit ir neapstrādāts, releja bāzes sprieguma regulators DC ģeneratoram:

Vienkāršas elektromehāniskās releja ķēdes, piemēram, šī, 1950., 1960. un 1970. gados bija ļoti izplatītas automobiļu elektriskajās sistēmās. Pamatprincips, uz kura balstās to darbība, tiek saukts par negatīvu atgriezenisko saiti : ja sistēma veic pasākumus, lai iebilstu pret jebkādām izmaiņām noteiktā mainīgā. Šajā gadījumā mainīgais ir ģeneratora izejas spriegums. Paskaidrojiet, kā relejs darbojas, lai novērstu ģeneratora pārmērīgu sprieguma pārmērīgu piepildīšanu.

Atklāt atbildi Slēpt atbildi

Ja akumulatora spriegums kļūst pārmērīgs, relejs atver un izslēdz strāvas aptinumu. Kad spriegums sags atpakaļ uz pieņemamu līmeni, relejs atkārtoti aizver un atkārtoti aktivizē lauka apvidu, lai ģenerators varētu sākt ģenerēt spriegumu vēlreiz.

Izaicinājuma jautājums: ko mums šajā shēmā vajadzētu mainīt, lai mainītu ģeneratora sprieguma regulēšanas iestatījumu ("mērķa" spriegumu, pie kura ģeneratora izejas ir paredzēts regulēt) "piezīmes paslēptas"> Piezīmes:

Šeit apzīmētā ķēde ir ļoti līdzīga reālām ģeneratora regulatoru ķēdēm, ko izmanto amerikāņu automašīnās pirms lētu, uzticamu pusvadītāju ķēdes parādīšanās. Es to parādu šeit ne tikai vēsturiskā kontekstā, bet arī, lai parādītu, cik relatīvi neapstrādātie ķēdi joprojām var pietiekami labi izpildīt noteiktus uzdevumus.

"Negatīvas atsauksmes" ir viens no elektronikas un elektrotehnikas pamatprincipiem. Vienkārša sistēma, piemēram, tas ir labs veids, kā viegli iemācīt studentiem šo svarīgo jēdzienu.

2. jautājums

Mehānemam ir ideja uzlabot elektrisko sistēmu automašīnā, kas sākotnēji bija paredzēts 6 voltu darbībai. Viņš vēlas uzlabot 6 voltu lukturus, startera motoru, akumulatoru utt. Līdz 12 voltiem, bet vēlas saglabāt sākotnējo 6 voltu ģeneratoru un regulatoru. Šeit ir redzama oriģinālā 6-voltu elektriskā sistēma:

Mehānisma plāns ir aizstāt visus 6 voltu slodzes ar 12 voltu slodzi un izmantot divus 6 voltu akumulatorus, kas pievienoti sērijveidā, ar oriģinālu (6 voltu) regulatora sensora spriegumu pāri vienai no šīm baterijām:

Paskaidrojiet, kā šī sistēma ir domāta. Vai jūs domājat, ka mehāniķa plāns ir praktisks, vai ir kādas problēmas ar to? "# 2"> Atklāj atbildi Slēpt atbildi

Kamēr ģenerators spēj izvadīt 12 voltus, šī sistēma darbosies!

Izaicinājuma jautājums: identificēt faktorus, kas var traucēt ģeneratoram iegūt pietiekami daudz sprieguma ar pievienoto regulatoru, kā parādīts pēdējā diagrammā.

Piezīmes:

Šajā jautājumā ir redzams op-amp teorijas priekštecis, regulatora negatīvā atgriezeniskā saite attiecas uz to, kas būtībā ir sprieguma dalītājs (divi vienāda sprieguma baterijas tiek uzlādētas ar ģeneratoru). Regulatora ķēde uztver tikai 6 voltus, bet ģenerators izslēdz 12 voltus.

Pamatā šī jautājuma uzmanības centrā ir negatīvas atsauksmes un viens no daudzajiem praktiskajiem pielietojumiem elektrotehnikā. Dziļums, uz kuru jūs runājat par šo koncepciju, būs atkarīgs no studentu gatavības, bet tas ir kaut kas, kas jums vajadzētu vismaz pieminēt diskusijas laikā par šo jautājumu.

Šī ideja patiesībā nāca no viena no manu mācību grāmatu sērijas lasītājiem

. Viņš mēģināja uzlabot transportlīdzekli no 12 voltiem līdz 24 volti, taču princips ir vienāds. Svarīga atšķirība viņa plānā bija tas, ka viņš joprojām plāno, ka transportlīdzeklim ir 12 voltu slodzes (instrumentu panelis, startera solenoīds utt.) Ar pilnu 24 voltu spriegumu, kas piegādā tikai lieljaudas slodzes (piemēram, starteri pats motors):

Kā izaicinājums saviem studentiem, jautājiet viņiem, cik labi viņi domā, ka šī sistēma darbosies. Tas ir nedaudz sarežģītāks par jautājumu, kas parādīts šajā jautājumā, pateicoties divām dažādām slodžu bankām.

3. jautājums

Ja caur šo vadu tiek izvadīta elektriskā strāva, kādā virzienā stiept to (ar magnētisko lauku mijiedarbību) "// www.beautycrew.com.au//sub.allaboutcircuits.com/images/quiz/00382x01. png ">

Vai tas ir elektromotora vai elektriskā ģeneratora piemērs?

Atklāt atbildi Slēpt atbildi

Šis vads tiks piespiests šajā motora piemērā.

Piezīmes:

Vizuālais palīglīdzeklis divu magnētisko lauku mijiedarbības izpratnei ir diagramma, kas parāda plūsmas līnijas, kas rodas no pastāvīgajiem magnētiem, pret apļveida plūsmas līnijām ap stiepli. Jautājiet, ka studenti, kuri nāca ar līdzīgām ilustrācijām savos pētījumos, lai uzzīmētu šo priekšstatu par klāju pie klāja, tiem, kas to nav redzējuši.

4. jautājums

Ja šī stieple (starp magnētiskajiem statņiem) tiek pārvietota uz augšu, kāda būs polaritāte par sprieguma rādītāju?

Aprakstiet faktorus, kas ietekmē kustības radītā sprieguma lielumu, un noskaidrojiet, vai tas ir elektromotora vai elektriskā ģeneratora piemērs.

Atklāt atbildi Slēpt atbildi

Voltmetrs šajā ģeneratora piemērā norāda negatīvo spriegumu.

Piezīmes:

Vaicājiet saviem skolēniem izskaidrot atbildes par faktoriem, kas ietekmē sprieguma apjomu. Kur viņi iegādājās savu informāciju "darbvirsmas panelis paneļa paneļa noklusējuma" objektu skapis?

5. jautājums

Ja šī stieple (starp magnētiskajiem statņiem) tiek pārvietota augšup virzienā, un stiepļu gali ir savienoti ar pretestības slodzi, kādā veidā pašreizējais būs cauri vadam?

Mēs zinām, ka strāva, kas pārvietojas pa stiepli, radīs magnētisko lauku un ka šis magnētiskais lauks radīs reakcijas spēku pret statiskajiem magnētiskajiem laukiem, kas nāk no diviem pastāvīgajiem magnētiem. Kādā virzienā šis reakcijas spēks spiedīs strāvas pārvades vadu "# 5"> Atklāsiet atbildi Paslēpt atbildi

Reakcijas spēks būs tieši pretējs kustības virzienam, kā aprakstīts Lenca likumā.

Pārbaudes jautājums: ko šī parādība mums parāda, cik viegli ir pārvietot ģeneratora mehānismu zem slodzes, salīdzinot ar izkraušanu? Kāda ietekme ir elektriskās slodzes novietošana ģeneratora izejas spailēm uz mehānisko piepūli, kas nepieciešama ģeneratora ieslēgšanai?

Piezīmes:

Ja jums rodas liels pastāvīgā magnēta DC motors, kas pieejams jūsu klasē, jūs varat viegli pierādīt šo principu saviem skolēniem. Vienkārši viņiem jāgriež motora vārpsta (ģenerators) ar rokām, ja strāvas spailes ir atvērtas pretēji saīsinātajam. Jūsu skolēni pamanīs milzīgu atšķirību starp šo divu valstu pagriezieniem.

Pēc tam, kad jūsu studentiem ir bijusi iespēja diskutēt par šo fenomenu un / vai pieredzi pati, vaicājiet viņiem, kāpēc elektromehāniskie skaitītāju kustības ražotāji parasti piegādā metrus ar īsu vadu, kas savieno divu metru spailes kopā. Kādā veidā PMMC metru kustība ir līdzīga elektriskā ģeneratoram? Kā savienojumu terminālu savienošana kopā palīdz aizsargāt pret fiziskās vibrācijas bojājumiem kuģošanas laikā?

Vaicājiet saviem skolēniem aprakstīt, kādi faktori ietekmē šīs reakcijas spēka lielumu.

6. jautājums

Nosakiet induktīvā sprieguma polaritāti starp šīs stieples cilpas galiem, jo ​​tas ir pagriezts starp diviem magnētiem:

Atklāt atbildi Slēpt atbildi

Izaicinājuma jautājums: ja pretestība ir savienota starp šīs stieples cilpas galiem, tas būtu tiešā strāva (DC) vai maiņstrāva (AC) "piezīmes paslēptas"> Piezīmes:

Ievērojiet, ka divi vadu galiņi pārslēdz polaritāti, kad cilpa pagriežas. Vaicājiet saviem skolēniem izskaidrot, kāpēc polaritātes ir tādas, kādas tās ir.

7. jautājums

Ja stiepļu cilpas gali ir piestiprināti pie divām pusapmetveida metāla sloksnēm, kas ir sakārtotas tā, lai abas sloksnes gandrīz veido pilnīgu apli, un šīs sloksnes sazinās ar divām "sukām", kuras savieno ar pretējā akumulatora statņiem, kāda polaritāte no sprieguma tiks mērīts, jo cilpa tiek pagriezta pretēji pulksteņa rādītāja virzienam?

Atklāt atbildi Slēpt atbildi

Sekojošais jautājums: vai polaritāte, kas mērīta divu oglekļa otu laikā, jebkad mainījusies "atzīmē slēptās"> Piezīmes:

Jautājiet saviem skolēniem, kā sauc par divām pusloka metāla sloksnēm, elektromotora / ģeneratora terminoloģijā.

8. jautājums

Kā Faraday likums par elektromagnētisko indukciju attiecas uz sprieguma izejas DC ģenerators? Saskaņā ar Faraday likumu, kādus faktorus mēs varam mainīt, lai palielinātu sprieguma izlaidi ar DC ģeneratoru?

Atklāt atbildi Slēpt atbildi

Palieliniet ((dφ) / dt) izmaiņu ātrumu vai palieliniet apgriezienu skaitu armatūras tinumā.

Piezīmes:

Jautājiet saviem skolēniem uz faksa aparāta uzrakstīt Faraday likuma vienādojumu un pēc tam analizēt to kvalitatīvā nozīmē (ar mainīgajiem lielumiem, kas palielina vai samazinās vērtība), lai apstiprinātu atbildes.

Pirmā atbilde uz šo jautājumu (pieaugums ((dφ) / dt)) ir palicis mērķtiecīgi neskaidrs, lai studenti varētu domāt. Kas, konkrēti, ir jāmaina, lai laika gaitā palielinātu šo maiņas kursu? Kādi reālā laika mainīgie mainās pēc ģeneratora izgatavošanas un kas nav?

9. jautājums

DC ģeneratori darbosies kā līdzstrāvas motori, ja tie ir savienoti ar līdzstrāvas barošanas avotu un nav sagriezīti pietiekamā ātrumā. Tā ir DC sprieguma sistēmu problēma, jo ģenerators darbosies kā slodze, no akumulatora iegūstot enerģiju, kad dzinējs vai cita "galvenā virzītāja" ierīce pārtrauc kustību. Piemēram, šī vienkāršā ģeneratora / akumulatora ķēde nebūtu praktiska šāda iemesla dēļ:

Atpakaļ dienās, kad automobiļi izmantoja DC ģeneratorus, lai uzlādētu akumulatorus, bija nepieciešams īpašs relejs, ko sauc par reverso strāvas atslēgšanas releju, lai novērstu akumulatora izlādi caur ģeneratoru ikreiz, kad motors tika izslēgts:

Kad ģenerators tiek pārvērsts pietiekami ātri, tas ģenerē pietiekami daudz sprieguma, lai aktivizētu šunta spoli ar pietiekamu strāvu, lai aizvērtu releja kontaktu. Tas savieno ģeneratoru ar akumulatoru, un lādēšanas strāva plūst caur sērijas spoli, radot vēl lielāku magnētisko piesaisti, lai noturētu releja kontaktu aizvērtu. Ja akumulators sasniedz pilnīgu uzlādi un no ģeneratora neuzvelk no lādēšanas strāvas, relejs joprojām paliek aizvērts, jo šunta spole joprojām ir aktivizēta.

Tomēr releja kontakts tiks atvērts, ja ģenerators jebkad sāk darboties kā akumulatora slodze, no tā pavērsot jebkuru strāvu. Paskaidrojiet, kāpēc tas notiek.

Atklāt atbildi Slēpt atbildi

Ja apgrieztā strāva iet caur sērijas spoli, izveidotais magnētiskais lauks "spiedīs" magnētisko lauku, ko rada šunta spole, tādējādi vājinot kopējo magnētiskā lauka spēku, kas stiepjas pie releja armatūras.

Piezīmes:

"Reversa strāvas izgriezuma" relejs izsmalcināti izmanto atgriezenisku magnētisko polaritāti, lai noslēgtu vai atvērtu kontaktu pie atbilstošiem apstākļiem. Kaut arī DC ģeneratori vairs netiek izmantoti lielākajā daļā automobiļu elektrisko sistēmu (tā vietā tiek izmantoti maiņstrāvas ģeneratori, kas izmanto tilta taisngriežus, lai pārveidotu maiņstrāvu līdz DC, ar taisngriežu ķēdi, kas dabiski novērš mainīgo strāvu), šī lietojumprogramma nodrošina lielisku iespēju izpētīt releju tehnoloģija ģeneratora kontroles kontekstā.

10. jautājums

Šunta ģeneratoram ir elektromagnēts "lauka" tinums, kas nodrošina stacionāro magnētisko lauku, kurā rotē armatūru:

Tāpat kā visi elektromagnēti, iegūtais magnētiskā lauka stiprums ir tieši proporcionāls strāvas daudzumam caur stiepļcauruli. Bet, kad ģenerators sēž vēl, tā izejas spriegums ir nulle, un tādēļ caur lauku apvidu nebūs strāvas, lai aktivizētu to un radītu magnētisko lauku, lai armatūra varētu rotēt cauri. Tas izraisa problēmu, jo armatūrai nav nekāda sprieguma, kas rodas tinumā, kamēr tā nav rotējoša, un tam ir stacionārs magnētiskais laukums no lauka apvāra, lai rotētu cauri.

Šķiet, ka šajā gadījumā šeit ir situācija catch-22: ģenerators nevar izslēgt spriegumu, līdz tā lauka apvade tiek aktivizēta, bet tās lauka apvade netiks aktivizēta, līdz ģenerators (armatūra) izgaismos kādu spriegumu. Kā šis ģenerators jebkad sāk izvadīt spriegumu, ņemot vērā šo problēmu "# 10"> Atklāt atbildi Slēpt atbildi

Parasti lauka polos ir palicis pietiekami daudz atlikušā magnētisma, lai ieslēgtu kādu ģeneratora darbību.

Izaicinājuma jautājums: ko mēs varētu darīt, ja ģeneratora lauka stabi kādreiz pilnībā zaudēja savu atlikušo magnetismu? Kā ģenerators varētu tikt palaists?

Piezīmes:

Atpakaļ dienās, kad ģeneratori bija izplatīti automobiļu elektriskajās sistēmās, tā parasti bija samērā bieži sastopama problēma. Tomēr ģeneratori var tikt "pārslēgti", lai vēlreiz atjaunotu šo atlikušo magnētisko lauku.

11. jautājums

Šunta ģeneratora ģeneratorā izejas spriegumu nosaka armatūras rotācijas ātrums un stacionāro magnētiskā lauka plūsmas blīvums. Par noteiktu armatūras ātrumu, kas novērš izejas spriegumu no "bēgšanas" līdz bezgalīgiem līmeņiem, jo ​​izejas spriegums aktivizē lauka apvidu, kas noved pie lielāka lauka plūsmas, kas noved pie lielāka izejas sprieguma, kas noved pie lielāka lauka plūsmas, kas noved pie. . . ?

Acīmredzot šim citam apburtajam ciklam ir jābūt zināmam ierobežojumam. Pretējā gadījumā izolācijas spriegums šunta ģeneratora DC ģeneratoram būtu pilnīgi nestabils.

Atklāt atbildi Slēpt atbildi

Ar noteiktu lauka tinuma strāvas daudzumu ģeneratora lauka stabi piesātinās, novēršot turpmāku magnētiskās plūsmas palielināšanos.

Piezīmes:

Šis jautājums sniedz lielisku iespēju pārskatīt magnētiskās "piesātinājuma" koncepciju, kā arī ieviest pozitīvu atgriezenisko saiti inženierijas koncepcijā.

12. jautājums

Kas attiecas uz DC elektrisko ģeneratoru, kāda ir neitrālā plakne "# 12"> Atklāj atbildi Paslēpt atbildi

"Neitrālā plakne" ir rotācijas punkts, kurā rotējošam armatūras tinumam nav radīts spriegums, jo ((dφ) / dt) ir vienāds ar nulli. Vienkāršā, divu polu mašīnā neitrālā plakne ir perpendikulāra lauka stabu viduslīnijai:

Piezīmes:

Vaicājiet saviem skolēniem, kāpēc "neitrāla plakne" ir svarīgs DC ģeneratora vai motora ģeometrijas aspekts. Kāda ir neitrālās plaknes attiecība pret suku pozicionēšanu "darbvirsmas panelis paneļa paneļa noklusējuma" priekšmetu skapī>

13. jautājums

Pieņemsim, ka ģenerators tiek mehāniski savienots ar iekšdedzes motoru automašīnā, lai uzlādētu sākto akumulatoru. Lai akumulators ģeneratoram nebūtu pārāk uzlādēts, ir jābūt kādam veidam, kā kontrolēt ģeneratora izejas spriegumu plašā motora apgriezienu skaita diapazonā.

Kā parasti tiek panākts ģeneratora izejas sprieguma regulējums ? Kādu mainīgo lielumu ģeneratorā var vieglāk pielāgot, lai saglabātu gandrīz nemainīgu izejas spriegumu? Izteikt savu atbildi saistībā ar Faraday Elektromagnētiskās indukcijas likumu.

Atklāt atbildi Slēpt atbildi

Visbiežākā ģeneratora sprieguma kontroles metode ir lauka apvidu ierosmes regulēšana.

Piezīmes:

Lai gan regulējams lauka vīšanas ierosinājums ir vispopulārākais ģeneratora izejas sprieguma vadības veids, tas nav vienīgais līdzeklis. Izaiciniet savus skolēnus, izgudrojot citus akumulatora uzlādes kontroles līdzekļus šajā automašīnu elektriskajā sistēmā, papildus lauka apvada ierosmes vadībai. Ko vēl mēs varam darīt ģeneratoram vai tā ķēdei, lai panāktu akumulatora uzlādes kontroli?

14. jautājums

Vairumā lieljaudas DC ģeneratoru un motora dizainu stieples, ko izmanto, lai izveidotu lauka tinumu, ir daudz plānāks mērierīci nekā vads, ko izmanto, lai izveidotu armatūras tinumu. Tas norāda uz relatīvo magnitīvu strāvu caur šiem attiecīgajiem tinumiem, ar armatūras spoles, kas vada daudz vairāk strāvas nekā lauka spoles.

Tas, ka armatūra vada strāvu, kas nav lauka, nav mazsvarīgs, jo visas caur armoru esošās strāvas jāpārvieto ar suku un komutatoru stieņiem. Jo vairāk šo komponentu ir jāpārnēsā, jo īsāks ir to dzīves līmenis, un visi pārējie faktori ir vienādi.

Vai ģenerators nevarēja pārveidot tā, lai lauks veiktu lielāko daļu strāvas, ja armatūra veic tikai nelielu daudzumu? Tādā veidā slotiņām un komutatora stieņiem vajadzētu būt tikai daļai to parastās strāvas, padarot tās lētākas un ilgstošākas. Paskaidrojiet, kā tas nav iespējams.

Padoms: ņemiet vērā pastāvīgā magnēta ģeneratora konstrukciju.

Atklāt atbildi Slēpt atbildi

Lauka likvidācijai nav iespējams veikt strāvu, kas pārsniedz armatūru funkcionējošā DC ģeneratorā, jo armatūrai jābūt elektroenerģijas avotam, bet laukam ir tikai slodze .

Piezīmes:

Tā kā birste un komutatoru nodilums ir galvenais iemesls, kāpēc maiņstrāvas motori un ģeneratori ir labvēlīgi salīdzinājumā ar DC, ir vērts apsvērt jebkuru ideju, kas potenciāli var samazināt "nolietojumu" uz DC motora vai ģeneratora sukām. Tomēr ierosinātā ideja šajā jautājumā nekad nedarbosies. Tas nav obligāti viegli atbildēt, jo tas pārbauda studentu izpratni par ģeneratoru teoriju. Uzdevumā sniegtais ieteikums ("apsvērt pastāvīgo magnētu ģeneratoru") ir paredzēts, lai piespiestu skolēnus problēmu vienkāršot, apsverot darba ģeneratora konstrukciju, kurai ir tikai viens tinums (armatūra). Šādā veidā vienkāršojot problēmu, studentiem vajadzētu redzēt, ka armatūras tinumiem ir jāpārnes lielākā daļa strāvas līdzstrāvas ģeneratorā.

  • ← Iepriekšējā darba lapa

  • Darba lapa indekss

  • Nākamā darblapa →