Erfahren Sie in einfachen Worten, wie ein Wechselstromgenerator funktioniert

Ein Generator wandelt mechanische Energie in elektrische Energie um, aber wie genau findet dieser Prozess statt? Was passiert ist, dass, wenn eine Spule in einem Magnetfeld gedreht wird, eine EMF in ihr induziert wird, wodurch ein Strom in eine bestimmte Richtung fließt (die Richtung des Stroms hängt von der Drehrichtung der Spule oder der Richtung des Magneten ab Feld, und seine Richtung kann durch die Rechte-Hand-Regel bestimmt werden).

Stellen Sie sich eine Glühbirne vor, die an den Enden der Spule angeschlossen ist, die sich in einem Magnetfeld dreht. Jedes Mal, wenn sich der Fluss durch die Spule ändert, wird ein Stromfluss bewirkt, der die Glühlampe zum Leuchten bringt. Dies ist zweifellos eine Methode, um elektrische Energie zu erhalten, aber was passieren wird, ist, dass bei dieser Art von Anordnung die Spule aufgrund des kontinuierlichen Verdrehens bricht. Hier ergibt sich der Einsatz von „Brush Contacts“. (Schauen Sie sich die folgende Abbildung an, dies ist ein Beispiel für einen Elementar- oder Einzelschleifengenerator).

Was sind „Pinselkontakte“ und warum werden sie verwendet ???

An den Enden der Spule werden Bürstenkontakte und allgemein als „Schleifringe“ bekannte Kontakte verwendet. Schleifringe werden verwendet, um den elektrischen Kontakt zwischen den stationären und rotierenden Leitern herzustellen; wodurch es der stationären Energiequelle ermöglicht wird, Energie auf das rotierende Teil zu übertragen. Schleifringe werden verwendet, um die wechselnde EMF von den Wicklungen zu sammeln, die weiter durch Kohlebürsten zu einem externen Stromkreis gesammelt wird.

Variable Positionen der Schleife: Die Winkeländerung während der Rotation zwischen der Normalen der Spule und den magnetischen Feldlinien verursacht eine Änderung in der Größe der erzeugten EMF. Diese EMF hängt auch von der Änderungsrate des Flusses durch die Spule ab. Die folgende Abbildung zeigt die verschiedenen Positionen der Spule von 0 Grad bis 180 Grad und dann von 180 bis 360 Grad. Bei 0 Grad Position: Diese Position ist auch als „Neutralebene“ bekannt; In dieser Position ist die Schleife parallel zu den magnetischen Flusslinien und es gibt einen maximalen Fluss, der durch die Spule fließt. Es gibt jedoch keine EMF-Erzeugung, weil es keine „Flussänderung durch die Schleife“ gibt.Bei 90-Grad-Position: Nachdem die Schleife um 90 Grad im Uhrzeigersinn durch das Magnetfeld gedreht wurde, wird die Flussverkettung durch sie hindurch nun Null. Aber die Änderungsrate des Flusses durch ihn war maximal, was zu einer induzierten EMF führte, die von Null auf ihren Spitzenwert ansteigt.Bei 180-Grad-Position: Noch einmal wird die Spule um 90 Grad im Uhrzeigersinn gedreht, was zur Vollendung eines 180-Grad-Zyklus führt. Hier steht die Schleife senkrecht zu den magnetischen Kraftlinien, was bedeutet, dass durch sie eine maximale Flussdichte herrscht. Der EMF fällt auf Null zurück. Bei 270-Grad-Position: Bis zum 180-Grad-Zyklus war die Polarität der Spannung gleich geblieben, weil „der Anker des Leiters, der das südliche Magnetfeld durchschneidet, derselbe war“, aber jetzt ändert sich die Polarität, weil „dieser Anker jetzt das nördliche Magnetfeld durchschneidet Feld“ und umgekehrt. Bei 270 Grad ist die Flussverkettung durch die Schleife wiederum Null, aber die Änderungsrate des Flusses ist maximal. In dieser Position steigt die induzierte EMF auf ihren Spitzenwert, diesmal jedoch in umgekehrter Richtung. Bei 360-Grad-Position: Die Schleife wird um weitere 90 Grad gedreht, so dass sie eine Drehung von 360 Grad vollendet hat. Die Schleife ist in ihre Ausgangsposition zurückgekehrt und die Flussverkettung durch sie hindurch ist maximal und die Spannung nimmt wieder auf Null ab.

Diese Art von erzeugter Spannung ist Wechselspannung.

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