Pomozte vývoji webu a sdílení článku s přáteli!
Střídavý proud je v současné době jediným způsobem, jak převést elektřinu levněji na vzdálenosti. Překračuje stejnosměrný proud v řadě parametrů, včetně snadnosti transformace. V tomto článku se budeme zabývat tím, jak přijímat střídavý elektrický proud v každodenním životě a v práci.Elektromagnetická indukce a Faradayův zákon
Michael Faraday v 1831 objevil vzor, později pojmenovaný po něm - Faradayův zákon. Ve svých experimentech použil 2 instalace. První sestával z kovového jádra se dvěma vodiči zraněný a ne propojený. Když připojil jeden z nich ke zdroji energie, šipka galvanometru připojená k druhému vodiči trhla. Byl tedy prokázán vliv magnetického pole na pohyb nabitých částic ve vodiči.
Druhou instalací je disk Faraday. Jedná se o kovový disk, ke kterému jsou připojeny dva posuvné vodiče, a ty jsou zase připojeny k galvanometru. Disk se otáčí v blízkosti magnetu a při otáčení na galvanometru je šipka také vychýlena.
Závěrem těchto experimentů tedy byl vzorec, který spojuje průchod vodiče skrze magnetické siločáry.
E je zde indukovaný emf, N je počet závitů vodiče, který se pohybuje v magnetickém poli, dF / dt je rychlost změny magnetického toku vzhledem k vodiči.
V praxi také používají vzorec, s nímž je možné určit emf přes velikost magnetické indukce.
e = b * l * v * sinα
Pokud si vzpomeneme vzorec vztahující se k magnetickému toku a magnetické indukci, můžeme předpokládat, jak došlo k odvození výše uvedeného vzorce.
F = B * S * cosα
Tak začala současná generace. Promluvme si však o tom, jak přiblížit střídavý proud praxi.
Způsoby, jak dostat AC
Předpokládejme, že máme rám z vodivého materiálu. Dejte ji do magnetického pole. Podle výše uvedeného vzorce, pokud se rám začne otáčet, protéká jím elektrický proud. S rovnoměrným otáčením na koncích tohoto rámu se získá střídavý sinusový proud.
To je způsobeno tím, že v závislosti na poloze podél osy otáčení prochází rám různým počtem silových čar. Proto hodnota EMF není jednotně indukována, ale podle polohy rámu, jak je znaménkem této velikosti. Co vidíte nag grafu výše. Když se rám otáčí v magnetickém poli, jak frekvence střídavého proudu, tak hodnota emf na svorkách rámu závisí na rychlosti otáčení. Pro dosažení určité hodnoty EMF při pevné frekvenci - udělejte více otáček. Není tedy rám, ale cívka.
Je možné získat střídavý proud v průmyslovém měřítku stejným způsobem, jak je popsáno výše. V praxi se široce využívají elektrárny s alternátory. To používá synchronní generátory. Tímto způsobem je snazší kontrolovat jak frekvenci, tak hodnotu emf střídavého proudu, a mnohonásobně vydrží krátkodobé přetížení proudu.
Podle počtu fází v elektrárnách se používají třífázové generátory. Jedná se o kompromisní řešení spojené s ekonomickou proveditelností a technickými požadavky na vytvoření rotujícího magnetického pole pro provoz elektromotorů, které tvoří lví podíl všech elektrických zařízení v průmyslu.
V závislosti na druhu síly, která pohání rotor, může být počet pólů odlišný. Pokud se rotor otáčí rychlostí 3000 ot / min, pak pro získání střídavého proudu s průmyslovou frekvencí 50 Hz je zapotřebí generátor se 2 póly pro 1500 ot / min, generátor se 4 póly a tak dále. Na obrázcích níže můžete vidět synchronní generátorové zařízení.
Na rotoru jsou cívky nebo budicí vinutí, proud do něj pochází z generátoru-patogenu (generátor přímého proudu - GPT) nebo z polovodičového patogenu přes kartáčovací zařízení. Štětce jsou umístěny na prstencích, na rozdíl od kolektorových strojů, v důsledku čehož se magnetické pole buzení vinutí nemění ve směru a znaménku, ale mění se, když je proud patogenu regulován. Tímto způsobem jsou automaticky zvoleny optimální podmínky pro podporu provozního režimu alternátoru.
Bylo tedy možné získat střídavý proud v průmyslovém měřítku způsobem, který je založen na jevech elektromagnetické indukce, konkrétně pomocí třífázových generátorů. V každodenním životě používají jednofázové i třífázové generátory. Ten se doporučuje koupit pro stavební práce. Faktem je, že velký počet elektrických nástrojů a obráběcích strojů může pracovat ve třech fázích. Jedná se o elektromotory různých míchaček na beton, kotoučové pily a výkonné svařovací stroje jsou také napájeny z třífázové sítě. Synchronní generátory jsou navíc vhodné pro takové úkoly, asynchronní nejsou vhodné - vzhledem k jejich špatné práci se zařízeními, která mají velké počáteční proudy. Asynchronní elektrárny pro domácnost jsou vhodnější pro záložní napájení soukromých domů a chalup.
Elektronické převodníky
Není však vždy rozumné nebo vhodné používat benzínové nebo naftové domácí elektrárny. Je zde výstup - pro příjem jednofázového nebo třífázového střídavého proudu z stejnosměrného proudu. K tomu použijte převodníky, nebo, jak se nazývají střídače.
Střídač je zařízení, které převádí velikost a typ elektrického proudu. V obchodech najdete měniče 12-220 nebo 24-220 voltů. Proto jsou tato zařízení konstantní 12 nebo 24 voltů převedených na AC 220V s frekvencí 50 Hz. Níže je uveden diagram nejjednoduššího, na řidiči založeného konvertoru polovodičového převodníku IR2153.
Takové schéma produkuje modifikovaný sinusoid na výstupu. Není vhodný pro napájení indukčních zátěží, jako jsou motory a vrtačky. Ale pokud ne na trvalém základě - je možné použít takový jednoduchý střídač.
DC-to-AC měniče s čistou sinusovou vlnou na výstupu jsou mnohem dražší a jejich schémata jsou mnohem komplikovanější.
Je to důležité! Při nákupu levných modulů základní desky s „aliexpressem“ nezapočítávejte ani čistý sinus, ani frekvenci 50 Hz. Většina těchto zařízení produkuje vysokofrekvenční proud s napětím 220V. Lze jej použít k napájení různých ohřívačů a žárovek.
Stručně jsme zhodnotili principy výroby AC doma iv průmyslovém měřítku. Fyzika tohoto procesu je známa již téměř 200 let, nicméně Nikola Tesla byl hlavním popularizátorem této metody získávání elektrické energie na konci 19. - 1. poloviny 20. století. Většina moderních domácích a průmyslových zařízení je zaměřena na využití jmenovitého střídavého proudu pro napájení.
Nakonec doporučujeme sledovat video, které jasně ukazuje, jak alternátor funguje:
Jistě nevíte:
- Jaký je rozdíl mezi střídavým proudem a stejnosměrným proudem?
- Metody redukce napětí
- Jak získat elektřinu ze země