ทฤษฎีเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสตรง (DC Generator Theory)

มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรง วิทยาศาสตร์ ม.4-6 (ฟิสิกส์) (กุมภาพันธ์ 2019).

Anonim

ทฤษฎีเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสตรง (DC Generator Theory)

วงจรไฟฟ้ากระแสตรง


คำถามที่ 1

เครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่ใช้ในระบบชาร์จแบตเตอรีต้องได้รับ การควบคุม เพื่อไม่ให้แบตเตอรี่เกินจำนวนที่เชื่อมต่ออยู่ นี่คือดิบ, รีเลย์ควบคุมแรงดันไฟฟ้าที่ใช้สำหรับเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสตรง:

วงจรรีเลย์ไฟฟ้าแบบง่ายเช่นชุดนี้มีลักษณะคล้ายกันมากในระบบไฟฟ้ารถยนต์ในช่วงทศวรรษที่ 1950, 1960 และ 1970 หลักการพื้นฐานที่การดำเนินงานของพวกเขาตั้งอยู่เรียกว่า ข้อเสนอแนะเชิงลบ : เมื่อระบบดำเนินการเพื่อ ต่อต้าน การเปลี่ยนแปลงใด ๆ ในตัวแปรบางอย่าง ในกรณีนี้ตัวแปรคือแรงดันไฟฟ้าเอาต์พุตของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า อธิบายว่ารีเลย์ทำงานเพื่อป้องกันเครื่องกำเนิดไฟฟ้าจากการชาร์จไฟแบตเตอรี่เกินพิกัดมากเกินไป

เปิดเผยคำตอบซ่อนคำตอบ

ถ้าแรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่มีมากเกินไปรีเลย์จะเปิดและยกเลิกการขัวฟิลด์ที่ขดลวด เมื่อแรงดันไฟฟ้าลดลงไปถึงระดับที่ยอมรับได้รีเลย์จะปิดและเปิดสนามอีกครั้งเพื่อให้เครื่องกำเนิดไฟฟ้าสามารถเริ่มต้นสร้างแรงดันไฟฟ้าได้อีกครั้ง

คำถามท้าทาย: สิ่งที่เราจะต้องเปลี่ยนในวงจรนี้เพื่อปรับเปลี่ยนชุดควบคุมแรงดันไฟฟ้าของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า (แรงดันไฟฟ้า "target" ที่เอาต์พุตของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าควรจะถูกควบคุม) "บันทึกซ่อนไว้" หมายเหตุ:

วงจรที่วาดไว้ที่นี่มีความคล้ายคลึงกับวงจรควบคุมของวงจรกำเนิดไฟฟ้าจริงที่ใช้ในรถยนต์ของอเมริกาก่อนการกำเนิดของวงจรเซมิคอนดักเตอร์ที่มีราคาไม่แพง ฉันแสดงมันที่นี่ไม่เพียง แต่สำหรับพื้นหลังทางประวัติศาสตร์ แต่ยังแสดงให้เห็นว่าวงจรหยาบค่อนข้างจะยังคงสามารถดำเนินการบางอย่างได้ดีพอสมควร

"ข้อเสนอแนะเชิงลบ" เป็นหนึ่งในหลักการพื้นฐานของอิเล็กทรอนิกส์และวิศวกรรมไฟฟ้า ระบบง่ายๆเช่นนี้เป็นวิธีที่ดีในการแนะนำนักเรียนอย่างอ่อนโยนต่อแนวคิดที่สำคัญนี้

คำถามที่ 2

ช่างเครื่องมีความคิดในการอัพเกรดระบบไฟฟ้าในรถยนต์ที่ออกแบบมาสำหรับการทำงานของโวลต์ 6 โวลต์ เขาต้องการอัพเกรดไฟกระพริบ 6 โวลต์มอเตอร์สตาร์ทแบตเตอรี่ ฯลฯ เป็น 12 โวลต์ แต่ต้องการเก็บเครื่องกำเนิดไฟฟ้าและเครื่องควบคุมแรงดันไฟฟ้า 6 โวลต์เดิม แสดงให้เห็นที่นี่เป็นระบบไฟฟ้า 6 โวลต์เดิม:

แผนของช่างเครื่องคือการแทนที่โหลด 6 โวลต์ทั้งหมดที่มีโหลด 12 โวลต์และใช้แบตเตอรี่ 6 โวลต์ขนาด 6 โวลต์ที่เชื่อมต่อกันเป็นชุดโดยมีแรงดันไฟฟ้า (6 โวลต์) ที่ตรวจพบโดยใช้แบตเตอรี่เพียงชุดเดียว:

อธิบายว่าระบบนี้ควรจะทำงานอย่างไร คุณคิดว่าแผนช่างเครื่องเป็นแบบปฏิบัติหรือมีปัญหากับ "# 2"> คำตอบเปิดเผยคำตอบซ่อนคำตอบ

ตราบเท่าที่เครื่องกำเนิดไฟฟ้ามีความสามารถในการส่งออก 12 โวลต์ระบบนี้จะทำงาน!

คำถามที่ท้าทาย: ระบุปัจจัยที่อาจทำให้เครื่องกำเนิดไฟฟ้าไม่สามารถส่งแรงดันไฟฟ้าได้มากพอกับตัวควบคุมที่เชื่อมต่อตามที่แสดงในแผนภาพสุดท้าย

หมายเหตุ:

ในคำถามนี้เราจะเห็นสัญญลักษณ์ของทฤษฎี op-amp ด้วยข้อเสนอแนะเชิงลบของ regulator ใช้กับสิ่งที่เป็นตัวหารแรงดันไฟฟ้า (แบตเตอรี่แรงดันไฟฟ้าสองเท่าที่ถูกชาร์จจากเครื่องกำเนิดไฟฟ้า) วงจรควบคุมมีความรู้สึกเพียง 6 โวลต์ แต่เครื่องกำเนิดไฟฟ้าจะส่งออก 12 โวลต์

พื้นฐานความสนใจของคำถามนี้เป็น ข้อเสนอแนะเชิงลบ และเป็นหนึ่งในการประยุกต์ใช้งานทางด้านวิศวกรรมไฟฟ้าจำนวนมาก ความลึกที่คุณพูดถึงแนวคิดนี้จะแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับความพร้อมของนักเรียน แต่ก็เป็นสิ่งที่คุณควรพูดถึงอย่างน้อยในระหว่างการอภิปรายเกี่ยวกับคำถามนี้

แนวคิดนี้เกิดจากผู้อ่านชุดหนังสือของฉันคนนึง

. เขากำลังพยายามอัพเกรดรถจาก 12 โวลต์เป็น 24 โวลต์ แต่หลักการก็เหมือนกัน ความแตกต่างที่สำคัญในแผนของเขาก็คือเขายังคงวางแผนที่จะมีโหลด 12 โวลต์ในรถยนต์ (เครื่องวัดแดชบอร์ด solenoid สตาร์ทและอื่น ๆ ) พร้อมด้วยแหล่งจ่ายไฟ 24 โวลต์เต็มรูปแบบเพียงอย่างเดียวเท่านั้น มอเตอร์เอง):

เป็นสิ่งท้าทายสำหรับนักเรียนของคุณถามพวกเขาว่าพวกเขาคิดว่าระบบ นี้ จะทำงานได้ดีเพียงใด เป็นบิตซับซ้อนกว่าระบบที่แสดงในคำถามเนื่องจากสองธนาคารโหลดแตกต่างกัน

คำถามที่ 3

ถ้ามีกระแสไฟฟ้าไหลผ่านสายนี้ทิศทางใดที่จะผลักดันลวด (โดยการปฏิสัมพันธ์ของสนามแม่เหล็ก) "// www.beautycrew.com.au//sub.allaboutcircuits.com/images/quiz/00382x01 PNG ">

นี่คือตัวอย่างของ มอเตอร์ ไฟฟ้าหรือ เครื่องกำเนิดไฟฟ้า หรือไม่?

เปิดเผยคำตอบซ่อนคำตอบ

ลวดจะถูกผลักดัน ขึ้น ในตัวอย่าง มอเตอร์ นี้

หมายเหตุ:

ภาพช่วยในการทำความเข้าใจการทำงานร่วมกันของสนามแม่เหล็กทั้งสองเป็นแผนภาพแสดงเส้นของฟลักซ์ที่เล็ดลอดออกมาจากแม่เหล็กถาวรกับเส้นลวดที่ไหลเวียนรอบเส้นลวด ขอให้นักเรียนที่ได้เห็นภาพประกอบที่คล้ายคลึงกันในการวิจัยของพวกเขาเพื่อวาดภาพนี้ลงบนกระดานในชั้นเรียนสำหรับผู้ที่ยังไม่เคยเห็น

คำถามที่ 4

ถ้าสายนี้ (ระหว่างขั้วแม่เหล็ก) ถูกย้ายไปในทิศทางที่สูงขึ้นขั้วของแรงดันไฟฟ้าที่มิเตอร์จะบ่งบอกถึงอะไร?

อธิบายถึงปัจจัยที่มีอิทธิพลต่อแรงดันไฟฟ้าที่เกิดจากการเคลื่อนไหวและพิจารณาว่านี่เป็นตัวอย่างของ มอเตอร์ ไฟฟ้าหรือ เครื่องกำเนิดไฟฟ้า หรือไม่

เปิดเผยคำตอบซ่อนคำตอบ

โวลต์มิเตอร์จะแสดงแรงดันไฟฟ้าเชิงลบในตัวอย่าง เครื่องกำเนิดไฟฟ้า นี้

หมายเหตุ:

ขอให้นักเรียนอธิบายคำตอบเกี่ยวกับปัจจัยที่มีอิทธิพลต่อแรงดันไฟฟ้า พวกเขาได้รับข้อมูลจากที่ไหน "panel deskheet แผงงานเริ่มต้น" itemscope>

คำถามที่ 5

ถ้าสายนี้ (ระหว่างขั้วแม่เหล็ก) ถูกย้ายไปในทิศทางที่สูงขึ้นและปลายสายเชื่อมต่อกับโหลดตัวต้านทานซึ่งจะไหลผ่านสายได้หรือไม่?

เรารู้ว่ากระแสไฟฟ้าเคลื่อนที่ผ่านสายไฟจะสร้างสนามแม่เหล็กและสนามแม่เหล็กนี้จะสร้างแรงปฏิกิริยากับสนามแม่เหล็กสถิตที่มาจากสองแม่เหล็กถาวร ทิศทางนี้แรงปฏิกิริยานี้จะผลักดันให้สายการแบกกระแส "# 5"> เปิดเผยคำตอบซ่อนคำตอบ

แรงปฏิกิริยาจะตรงข้ามกับทิศทางของการเคลื่อนไหวตามที่อธิบายไว้ในกฎหมายของ Lenz

คำถามต่อเนื่อง: อะไรคือปรากฏการณ์นี้บ่งชี้ว่าเรามีความสะดวกในการเคลื่อนย้ายกลไกของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าภายใต้โหลดเทียบกับโหลดหรือไม่? ผลกระทบอะไรที่ทำให้ภาระไฟฟ้าบนขั้วเอาท์พุทของเครื่องกำเนิดไฟฟ้ามีความพยายามทางกลที่จำเป็นในการเปิดเครื่องกำเนิดไฟฟ้า?

หมายเหตุ:

ถ้าคุณมีมอเตอร์ DC แม่เหล็กถาวรที่มีอยู่ในห้องเรียนคุณสามารถสาธิตหลักการนี้ได้อย่างง่ายดายสำหรับนักเรียนของคุณ เพียงให้พวกเขาหมุนเพลาของมอเตอร์ (เครื่องกำเนิดไฟฟ้า) ด้วยมือของพวกเขาด้วยขั้วไฟฟ้าเปิดเทียบกับลัดวงจรกัน นักเรียนของคุณจะเห็นความแตกต่างอย่างมากในความสะดวกในการเปลี่ยนระหว่างสองรัฐนี้

หลังจากที่นักเรียนของคุณได้มีโอกาสพูดคุยเกี่ยวกับปรากฏการณ์นี้และ / หรือพบเห็นตัวเองถามว่าเหตุใดผู้ผลิตเครื่องวัดกลไกไฟฟ้ามักจัดส่งเมตรด้วยสายลัดที่เชื่อมต่อขั้วต่อสองเมตรเข้าด้วยกัน การเคลื่อนที่มิเตอร์ของ PMMC มีลักษณะคล้ายกับเครื่องกำเนิดไฟฟ้าในลักษณะใด? การลัดวงจรของเทอร์มินัลร่วมกันช่วยป้องกันความเสียหายจากการสั่นสะเทือนทางกายภาพในระหว่างการขนส่งได้อย่างไร?

ขอให้นักเรียนอธิบายถึงปัจจัยที่มีอิทธิพลต่อขนาดของแรงปฏิกิริยานี้

คำถามที่ 6

ตรวจสอบขั้วของแรงดันไฟฟ้าเหนี่ยวนำระหว่างปลายของห่วงลวดนี้เนื่องจากมีการหมุนระหว่างสองแม่เหล็ก:

เปิดเผยคำตอบซ่อนคำตอบ

คำถามที่ท้าทาย: ถ้าตัวต้านทานถูกเชื่อมต่อระหว่างปลายสายนี้จะเป็นกระแสตรง (DC) หรือกระแสสลับ (AC) "หมายเหตุซ่อน" หมายเหตุ:

โปรดทราบว่าสายไฟสองเส้นสิ้นสุดการเปลี่ยนขั้วเมื่อห่วงหมุน ขอให้นักเรียนอธิบายว่าทำไมโพลาไรเซอร์ถึงมีอยู่จริง

คำถามที่ 7

ถ้าปลายของห่วงลวดติดอยู่กับแถบโลหะครึ่งวงกลมสองเส้นจัดให้ทั้งสองแถบเกือบจะสร้างวงกลมสมบูรณ์และแถบเหล่านั้นจะถูกติดต่อโดย "แปรง" สองชั้นซึ่งเชื่อมต่อกับขั้วแม่เหล็กของแบตเตอรี่ขั้วใด ของแรงดันไฟฟ้าจะถูกวัดเป็นวงจะหมุนทวนเข็มนาฬิกา?

เปิดเผยคำตอบซ่อนคำตอบ

คำถามที่ติดตาม: ไม่ขั้ววัดที่สองแปรงคาร์บอนเคยย้อนกลับ "บันทึกย่อที่ซ่อนอยู่" หมายเหตุ:

ถามนักเรียนว่าวงแหวนโลหะครึ่งวงกลมสองวงถูกเรียกว่าเป็นคำศัพท์เกี่ยวกับมอเตอร์ไฟฟ้า / เครื่องกำเนิดไฟฟ้า

คำถามที่ 8

กฎของการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้าของ Faraday เกี่ยวข้องกับแรงดันไฟฟ้าขาออกของเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสตรงอย่างไร? ตามกฎหมายฟาราเดย์สิ่งที่ปัจจัยที่เราสามารถปรับเปลี่ยนเพื่อเพิ่มแรงดันไฟฟ้าเอาต์พุตโดยเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสตรง?

เปิดเผยคำตอบซ่อนคำตอบ

เพิ่มอัตราการเปลี่ยนแปลง ((dφ) / dt) หรือเพิ่มจำนวนรอบของขดลวดส่วนโค้ง

หมายเหตุ:

ให้นักเรียนเขียนสูตรสำหรับกฎของฟาราเดย์บนไวท์บอร์ดจากนั้นวิเคราะห์ความรู้สึกในเชิงคุณภาพ (ด้วยตัวแปรที่เพิ่มขึ้นหรือลดลง) เพื่อยืนยันคำตอบ

คำตอบแรกสำหรับคำถามนี้ (เพิ่มขึ้น ((dφ) / dt)) ถูกทิ้งไว้โดยชัดแจ้งเพื่อทำให้นักเรียนคิด สิ่งใดที่เฉพาะเจาะจงต้องมีการเปลี่ยนแปลงเพื่อเพิ่มอัตราการเปลี่ยนแปลงในช่วงเวลานี้? ตัวแปรโลกแห่งความจริงใดที่สามารถเปลี่ยนแปลงได้หลังจากเครื่องกำเนิดไฟฟ้าได้รับการผลิตแล้วและยังไม่เป็นเช่นนั้น

คำถามที่ 9

เครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสตรงจะทำหน้าที่เป็นมอเตอร์กระแสตรงถ้าเชื่อมต่อกับแหล่งจ่ายไฟ DC และไม่หมุนด้วยความเร็วเพียงพอ นี่เป็นปัญหาในระบบไฟฟ้ากระแสตรงเนื่องจากเครื่องกำเนิดไฟฟ้าจะทำหน้าที่เป็นโหลดดึงพลังงานจากแบตเตอรี่เมื่อเครื่องยนต์หรืออุปกรณ์ที่ใช้ในการขับเคลื่อนที่สำคัญอื่น ๆ หยุดเคลื่อนไหว วงจรกำเนิด / แบตเตอรี่ง่ายๆนี้จะไม่เป็นประโยชน์สำหรับเหตุผลนี้

ย้อนกลับไปในวันที่รถยนต์ใช้เครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสตรงเพื่อชาร์จแบตเตอรีรีเลย์พิเศษที่เรียกว่ารีเลย์ ตัดกระแสย้อนกลับ เป็นสิ่งที่จำเป็นเพื่อป้องกันการจ่ายแบตเตอรี่ผ่านเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเมื่อใดก็ตามที่เครื่องยนต์ดับเครื่อง:

เมื่อเครื่องกำเนิดไฟฟ้าหมุนเร็วพอจะสร้างแรงดันไฟฟ้ามากพอที่จะทำให้ขดลวดขดลวดมีกระแสไฟฟ้าเพียงพอที่จะปิดสวิทช์รีเลย์ นี้เชื่อมต่อเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากับแบตเตอรี่และการไหลของกระแสไหลผ่านขดลวดชุดสร้างสถานที่แม่เหล็กมากยิ่งขึ้นเพื่อถือปิดการถ่ายทอดรายชื่อผู้ติดต่อปิด ถ้าแบตเตอรีชาร์จเต็มและไม่ดึงกระแสไฟจากเครื่องกำเนิดไฟฟ้าใด ๆ รีเลย์จะยังคงปิดอยู่เนื่องจากขดลวดสลักยังคงมีพลังงานอยู่

อย่างไรก็ตามการติดต่อรีเลย์จะเปิดขึ้นหากเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเริ่มทำงานเป็นโหลดที่แบตเตอรี่ อธิบายว่าเหตุใดจึงเกิดขึ้น

เปิดเผยคำตอบซ่อนคำตอบ

ถ้ากระแสไฟฟ้าย้อนกลับผ่านซีรี่ส์ขดลวดขั้วบวกจะผลิตสนามแม่เหล็กที่ผลิตโดย "ขุม" สนามแม่เหล็กที่ผลิตโดยขดลวดขดลวดซึ่งทำให้อ่อนแรงสนามแม่เหล็กทั้งหมดดึงตัวกำเนิดของรีเลย์

หมายเหตุ:

รีเลย์ "reverse current cutout" แย่มากใช้แม่เหล็กขั้วย้อนกลับเพื่อปิดหรือเปิดการสัมผัสภายใต้สภาวะที่เหมาะสม แม้ว่าเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสตรงจะไม่ถูกนำมาใช้อีกต่อไปในระบบไฟฟ้ารถยนต์ส่วนใหญ่ (AC alternators โดยใช้สะพาน rectifiers เพื่อแปลง AC ไปเป็น DC จะใช้แทนด้วยวงจรเรียงกระแสที่ช่วยป้องกันกระแสย้อนกระแส) แอพพลิเคชั่นนี้เป็นโอกาสที่ดีในการสำรวจแอพพลิเคชั่น ถ่ายทอดเทคโนโลยีในบริบทของการควบคุมเครื่องกำเนิดไฟฟ้า

คำถาม 10

เครื่องกำเนิดไฟฟ้า แบบ shunt-wound มีสนามแม่เหล็กไฟฟ้า "field" ที่คดเคี้ยวให้สนามแม่เหล็กที่เคลื่อนที่อยู่ซึ่งเป็นอุปกรณ์หมุนตัว:

เหมือนกับแม่เหล็กไฟฟ้าทั้งหมดความแรงของสนามแม่เหล็กที่ผลิตจะอยู่ในสัดส่วนโดยตรงกับปริมาณของกระแสไฟฟ้าผ่านขดลวด แต่เมื่อเครื่องกำเนิดไฟฟ้ายังคงนั่งแรงดันเอาท์พุทเป็นศูนย์และจะไม่มีกระแสไหลผ่านสนามที่คดเคี้ยวเพื่อทำให้เกิดพลังงานและผลิตสนามแม่เหล็กเพื่อให้กระดุมหมุนผ่าน นี่เป็นสาเหตุของปัญหาเนื่องจากแรงดัดกระดกจะไม่มีแรงดันไฟฟ้าเกิดขึ้นในขดลวดของมันจนกว่าจะหมุน และ มีสนามแม่เหล็กถาวรจากสนามที่คดเคี้ยวเพื่อหมุนผ่าน

ดูเหมือนว่าเรามีสถานการณ์ catch-22 อยู่ที่นี่: เครื่องกำเนิดไฟฟ้าไม่สามารถเอาท์พุทแรงดันไฟฟ้าได้จนกว่าขดลวดสนามจะมีพลังงาน แต่สนามขดลวดของมันจะไม่เกิดการกระตุ้นจนกว่าเครื่องกำเนิดไฟฟ้าจะทำให้เกิดแรงดันไฟฟ้าบางส่วน เครื่องกำเนิดไฟฟ้านี้สามารถเริ่มต้นผลิตไฟฟ้าได้อย่างไรทำให้สถานการณ์นี้ "# 10"> เปิดเผยคำตอบซ่อนคำตอบ

โดยปกติจะมีแม่เหล็ก เหลือ อยู่พอที่ขั้วสนามเพื่อเริ่มต้นการทำงานของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเมื่อเปิดเครื่อง

คำถามที่ท้าทาย: สิ่งที่เราสามารถทำได้ถ้าเสาสนามของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าหายไปโดยสิ้นเชิง เครื่องกำเนิดไฟฟ้าจะเริ่มต้นได้อย่างไร?

หมายเหตุ:

ย้อนกลับไปในสมัยที่เครื่องกำเนิดไฟฟ้าใช้กันทั่วไปในระบบไฟฟ้ายานยนต์สิ่งนี้เคยเป็นปัญหาที่พบได้ทั่วไป อย่างไรก็ตามเครื่องกำเนิดไฟฟ้าอาจจะ "กระพริบ" เพื่อสร้างสนามแม่เหล็กที่เหลืออีกครั้ง

คำถาม 11

ในเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับ DC แรงดันไฟฟ้าขาออกจะขึ้นอยู่กับความเร็วในการหมุนของตัวเหนี่ยวนำและความหนาแน่นของฟลักซ์สนามแม่เหล็ก สำหรับความเร็วของอะลูมิเนียมที่กำหนดสิ่งที่ช่วยป้องกันแรงดันไฟฟ้าเอาต์พุตจาก "วิ่งหนี" ไปสู่ระดับอนันต์เนื่องจากแรงดันไฟฟ้าเอาท์พุททำให้เกิดสนามที่คดเคี้ยวซึ่งนำไปสู่ฟลักซ์ภาคสนามที่มากขึ้นซึ่งจะนำไปสู่แรงดันเอาท์พุทที่มากขึ้น ซึ่งนำไปสู่ ​​. . . ?

เห็นได้ชัดว่าต้องมีข้อ จำกัด บางประการสำหรับวงจรที่เป็นอันตรายนี้ มิฉะนั้นแรงดันไฟฟ้าขาออกของเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสตรงที่เกิดการแตกตัวจะไม่เสถียรอย่างสมบูรณ์

เปิดเผยคำตอบซ่อนคำตอบ

ที่ขดลวดสนามจำนวนหนึ่งขั้วของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า อิ่มตัว ทำให้ป้องกันการเพิ่มขึ้นของฟลักซ์จากสนามแม่เหล็ก

หมายเหตุ:

คำถามนี้เป็นโอกาสที่ดีในการทบทวนแนวคิดเรื่อง "ความอิ่มตัวเชิงแม่เหล็ก" ของแม่เหล็กและแนะนำแนวคิดด้านวิศวกรรม ในการตอบรับเชิงบวก

คำถาม 12

เกี่ยวกับเครื่องกำเนิดไฟฟ้าไฟฟ้ากระแสตรงสิ่งที่เป็น เครื่องบินที่เป็นกลาง "# 12"> เปิดเผยคำตอบซ่อนคำตอบ

"เครื่องบินที่เป็นกลาง" คือจุดหมุนที่หมุนขดลวดกระดกไม่มีแรงกระตุ้นที่เกิดขึ้นในนั้นเนื่องจาก ((dφ) / dt) เท่ากับศูนย์ ในแบบธรรมดาเครื่องสองขั้วเครื่องบินกลางจะตั้งฉากกับเส้นกึ่งกลางของเสาสนาม:

หมายเหตุ:

ถามนักเรียนว่าทำไม "เครื่องบินเป็นกลาง" เป็นส่วนสำคัญของเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสตรงหรือรูปทรงของมอเตอร์ ความสัมพันธ์ระหว่างเครื่องบินเป็นกลางมีความเกี่ยวเนื่องกับการวางตำแหน่งของแปรง "แผ่นงานแผงชีท panelpanel - default" itemscope>

คำถามที่ 13

สมมติว่าเครื่องกำเนิดไฟฟ้ามีกลไกเชื่อมต่อกับเครื่องยนต์สันดาปภายในในรถยนต์เพื่อจุดประสงค์ในการชาร์จแบตเตอรี่เริ่มต้น เพื่อให้แบตเตอรี่ไม่ได้รับการชาร์จไฟเกินจากเครื่องกำเนิดไฟฟ้าต้องมีวิธีควบคุมแรงดันไฟฟ้าเอาท์พุทของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าในช่วงความเร็วของเครื่องยนต์

การ ควบคุม แรงดันไฟฟ้าเอาต์พุตของเครื่องกำเนิดไฟฟ้านี้ทำได้ดีเพียงใด? สิ่งที่ตัวแปรภายในเครื่องกำเนิดไฟฟ้าอาจจะปรับได้ง่ายที่สุดเพื่อรักษาแรงดันไฟฟ้าเอาท์พุทคงที่เกือบ? แสดงความคิดเห็นของคุณเกี่ยวกับกฎหมายการชักนำไฟฟ้าของ Faraday

เปิดเผยคำตอบซ่อนคำตอบ

วิธีที่ใช้กันทั่วไปในการควบคุมแรงดันไฟฟ้าของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าคือการปรับแรงกระตุ้นของสนาม

หมายเหตุ:

ถึงแม้ว่าการปรับแรงกระตุ้นสนามเป็นรูปแบบที่นิยมมากที่สุดของการควบคุมแรงดันไฟฟ้าของเอาท์พุทเอาท์พุท แต่ก็ไม่ใช่วิธีเดียวเท่านั้น ท้าทายนักเรียนของคุณด้วยการคิดค้นวิธีอื่นในการควบคุมค่าใช้จ่ายสำหรับแบตเตอรี่ในระบบไฟฟ้ายานยนต์นี้นอกจากการควบคุมการกระตุ้นด้วยสนาม เราสามารถทำอะไรได้อีกต่อไปกับเครื่องกำเนิดไฟฟ้าหรือวงจรไฟฟ้าภายในเครื่องเพื่อให้สามารถควบคุมค่าใช้จ่ายสำหรับแบตเตอรี่ได้?

คำถาม 14

ในเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสตรงและการออกแบบมอเตอร์ไฟฟ้าที่มีกำลังสูงมากที่สุดลวดที่ใช้ในการทำให้ขดลวดสนามมีขนาดที่บางกว่าลวดที่ใช้ในการขดลวดส่วนโค้ง นี่แสดงให้เห็นถึงความสัมพันธ์ของกระแสผ่านขดลวดเหล่านี้โดยเฉพาะกับขดลวดม้วนที่ดำเนินการมากขึ้นในปัจจุบันกว่าขดลวดฟิลด์

ที่ตัวเหนี่ยวนำกระแสมากกว่าสนามไม่เล็กเพราะทุกกระแสผ่านตัวเหนี่ยวนำจะต้องผ่านแปรงและแถบสวิทช์ ส่วนประกอบเหล่านี้มีมากขึ้นในปัจจุบันต้องมีอายุการใช้งานสั้นลงปัจจัยอื่น ๆ ทั้งหมดจะเท่ากัน

เครื่องกำเนิดไฟฟ้าไม่สามารถออกแบบใหม่เพื่อให้สนามดำเนินการได้มากที่สุดในปัจจุบันโดยมีส่วนที่เป็นตัวนำเพียงเล็กน้อย ด้วยวิธีนี้แปรงและแถบสวิทช์จะต้องมีเศษของกระแสไฟฟ้าปกติทำให้ไม่แพงและมีอายุการใช้งานอีกต่อไป อธิบายว่าเหตุใดจึงไม่สามารถทำได้

คำแนะนำ: พิจารณาการออกแบบเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบแม่เหล็กถาวร

เปิดเผยคำตอบซ่อนคำตอบ

เป็นไปไม่ได้สำหรับสนามขดลวดเพื่อดำเนินการในปัจจุบันมากขึ้นกว่ากระดองในเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสตรงที่ทำงานได้เนื่องจากกระดองจะต้องมี แหล่งที่มา ของพลังงานไฟฟ้าในขณะที่เขตข้อมูลเป็นเพียง ภาระ

หมายเหตุ:

การที่แปรงและสับเปลี่ยนเครื่องสับเป็นสาเหตุหลักที่ทำให้มอเตอร์ AC และเครื่องกำเนิดไฟฟ้าได้รับความนิยมมากกว่า DC ความคิดใด ๆ ที่อาจลด "การสึกหรอ" บนมอเตอร์ DC หรือเครื่องกำเนิดไฟฟ้ามีมูลค่าการพิจารณา อย่างไรก็ตามความคิดที่เสนอในคำถามนี้จะไม่ทำงาน ไม่จำเป็นต้องเป็นคำถามที่ตอบง่ายเพราะเป็นการทดสอบความเข้าใจของนักเรียนเกี่ยวกับทฤษฎีเครื่องกำเนิดไฟฟ้า คำแนะนำที่ให้ไว้ในคำถาม ("พิจารณาเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบแม่เหล็กถาวร") มีจุดมุ่งหมายเพื่อบังคับให้นักเรียนแก้ปัญหาได้ง่ายขึ้นโดยพิจารณาการออกแบบเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่ใช้งานได้ซึ่งมีเพียงขดลวดเดียวเท่านั้น โดยการลดความซับซ้อนของปัญหาด้วยวิธีนี้นักเรียนจะเห็นว่าขดลวดส่วนโค้ง จะ ต้องมีกระแสไฟฟ้าเป็นจำนวนมากในเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสตรง

  • ←แผ่นงานก่อนหน้า

  • ดัชนี Worksheets

  • แผ่นงานถัดไป→