الکتروموتور ABB

1ژنراتورها و موتورهای الکتریکی

خواندن الکتروموتور ABB

به نمایش آهنربای الکتریکی بزرگ نگاه کنید. مشاهده کنید که با باز شدن سوئیچ چه اتفاقی می افتد (جرقه). چه چیزی این را بهتر توضیح می دهد؟ الف) ولتاژ باتری نشت می کند. ب) جریان ثابتی که از آهنربا می گذرد. ج) emf پشت سلف. د) V > در این مورد. ε

پاسخ:

C طبیعت نمی‌خواهد شار مغناطیسی تغییر کند، بنابراین یک جریان بزرگ (emf برگشتی) را برای تولید میدان مغناطیسی القا می‌کند. این emf باعث ایجاد جرقه در سراسر سوئیچ می شود.

آخرین بار بررسی نتایج قبلی. رسانایی که در میدان مغناطیسی حرکت می کند می تواند جریانی را القا کند. Emf متحرک. جریان های گردابی ترانسفورماتورها و توزیع برق

5امروزه ژنراتورها و موتورهای الکتریکی Back emf کاربردها قانون فارادی را تعمیم می دهند

6ژنراتورهای الکتریکی ژنراتور مخالف الکتروموتور ABB است که انرژی مکانیکی را به انرژی الکتریکی تبدیل می کند. این یک مولد جریان متناوب است: محور توسط یک نیروی خارجی مانند سقوط آب یا بخار می چرخد.

برس ها در تماس الکتریکی دائمی با حلقه های لغزنده هستند. اسلاید بعدی را ببینید. حق چاپ 2009 Pearson Education, Inc.

7یک جریان ژنراتور الکتریکی القا می شود افت آب، بخار تولید برق AC تغییرات شار مغناطیسی!

8نمایش الکتروموتور ABB الکتریکی مرجع موتور/ژنراتور برق خوب: tric_motors.html u/jw/electricmotors.html **

9اگر حلقه با سرعت زاویه ای ثابت ω در حال چرخش باشد، emf القایی سینوسی است: ε d = BA (cos ωt) = BAω sinωt = dt برای یک سیم پیچ از N حلقه، ε= ε ε ε = = 0 NBAω sinωt توان القایی: 0 sin ωt NBAω ( NABω) P= I= = sin ωt ε ε RR ε حق چاپ 2009 Pearson Education, Inc.

نسخه ی نمایشی موتور/ژنراتور ساده

11یک ژنراتور dc مشابه است، با این تفاوت که به جای حلقه های لغزشی، یک کموتاتور حلقه تقسیم دارد. می تواند از خازن ها برای صاف کردن برآمدگی ها استفاده کند. آرمیچرهای چندگانه حق چاپ 2009 Pearson Education, Inc.

12اکنون خودروها از دینام به جای ژنراتورهای dc برای کاهش سایش استفاده می کنند. حق چاپ 2009 Pearson Education, Inc.

13EMF پشت و گشتاور شمارنده. جریان های گردابی یک الکتروموتور ABB الکتریکی می چرخد زیرا در اثر جریان گشتاور روی آن وجود دارد. ما انتظار داریم که الکتروموتور ABB شتاب بگیرد مگر اینکه نوعی گشتاور درگ وجود داشته باشد. این گشتاور درگ وجود دارد و به دلیل emf القایی است که به آن emf برگشتی می گویند. هنگامی که یک الکتروموتور ABB (یخچال، دمنده هوا) روشن می شود، اغلب چراغ ها را کم نور می بینید. این به این دلیل است که یک جریان بزرگ در ابتدا کشیده می شود تا زمانی که emf برگشتی ایجاد شود. حق چاپ 2009 Pearson Education, Inc.

14EMF پشت و گشتاور شمارنده. جریان گردابی اثر مشابهی در ژنراتور رخ می دهد که اگر به یک مدار متصل باشد، جریان در آن جریان می یابد و یک گشتاور ضد تولید می کند. این بدان معناست که گشتاور اعمال شده خارجی باید افزایش یابد تا ژنراتور در حال چرخش باشد. به ژنراتور دوچرخه نگاه کنید. حق چاپ 2009 Pearson Education, Inc.

15جریان القایی می تواند در مواد حجیم و همچنین از طریق سیم جریان یابد. این جریان‌های گردابی نامیده می‌شوند و می‌توانند به طور چشمگیری حرکت رسانا را به داخل یا خارج از میدان مغناطیسی کند کنند. حق چاپ 2009 Pearson Education, Inc.

16یک میکروفون پویا The American Idol

پیکاپ روی الکتروموتور ABB الکتریک

18قطع کننده مدار خطای زمین (GFCI) جریان مداری را که در مدت زمان کوتاهی قطع شده قطع می کند و از برق گرفتگی جلوگیری می کند. (کلیدهای مدار خیلی کند هستند.) حق چاپ 2009 Pearson Education, Inc.

19نواحی مغناطیسی متفاوت روی نوار صوتی یا دیسک سیگنال هایی را در سرهای خواندن/نوشتن القا می کنند. حق چاپ 2009 Pearson Education, Inc.

20یک لرزه نگار دارای یک سیم پیچ ثابت و یک آهنربا است که روی یک فنر آویزان شده است (یا برعکس)، و جریان القا شده هنگام لرزش زمین را ثبت می کند. حق چاپ 2009 Pearson Education, Inc.

21یک شار مغناطیسی در حال تغییر یک میدان الکتریکی را القا می کند. این یک تعمیم قانون فارادی است. میدان الکتریکی بدون توجه به وجود رسانایی در اطراف وجود خواهد داشت: ε = E idl = dφ dt B قانون تعمیم یافته فارادی Copyright 2009 Pearson Education, Inc.

تغییر جریان در یک سوئیچ سلف باز است. جریانی در جریان نیست سوئیچ بسته شد سلف با تغییر شار مغناطیسی مخالف است. القای جریان در مقابل جریان باتری. جریان آهسته تر افزایش می یابد

23Emf پشتی یک سلف دمو ε = N dφ dt B

الکتروموتور ABB مفهومی یک ژنراتور دارای سیم پیچی است که در میدان مغناطیسی می چرخد.

اگر سرعت چرخش افزایش یابد، حداکثر ولتاژ خروجی ژنراتور چگونه تحت تأثیر قرار می گیرد؟ الف) افزایش می یابد ب) کاهش می یابد ج) ثابت می ماند د) به صورت سینوسی تغییر می کند

25مسابقه مفهومی یک ژنراتور دارای سیم پیچی است که در میدان مغناطیسی می چرخد. اگر سرعت چرخش افزایش یابد، حداکثر ولتاژ خروجی ژنراتور چگونه تحت تأثیر قرار می گیرد؟ الف) افزایش می یابد ب) کاهش می یابد ج) ثابت می ماند D) به صورت سینوسی تغییر می کند حداکثر ولتاژ عبارت اصلی است که sin(ωt) را ضرب می کند و با ε 0 = NBAω داده می شود. بنابراین، اگر ω افزایش یابد، ε 0 نیز باید افزایش یابد. ε= NBAω sin(ωt)

26مسابقه مفهومی یک حلقه سیم در یک میدان مغناطیسی یکنواخت است. جریان در حلقه سیم جریان می یابد، همانطور که نشان داده شده است. حلقه چه کاری انجام می دهد؟ الف) به سمت راست حرکت می کند ب) به سمت بالا حرکت می کند ج) بی حرکت می ماند D) می چرخد E) از صفحه خارج می شود

مسابقه مفهومی یک حلقه سیم در یک میدان مغناطیسی یکنواخت است.

جریان در حلقه سیم جریان می یابد، همانطور که نشان داده شده است. حلقه چه کاری انجام می دهد؟ الف) به سمت راست حرکت می کند ب) به سمت بالا حرکت می کند ج) بی حرکت می ماند D) می چرخد E) به خارج از صفحه حرکت می کند هیچ نیروی مغناطیسی روی پاهای بالا و پایین وجود ندارد، زیرا آنها با میدان B موازی هستند. با این حال، نیروی مغناطیسی سمت راست وارد صفحه است و نیروی مغناطیسی در سمت چپ خارج از صفحه است. بنابراین، کل حلقه تمایل به چرخش دارد. الکتروموتور ABB اینجوری کار میکنه!!

28میدان مغناطیسی زمین هنگامی که یک ماشین از میدان مغناطیسی زمین عبور می کند، یک emf در آنتن رادیویی عمودی 75.0 سانتی متری آن القا می شود. اگر میدان زمین (5×10-5 T) با زاویه شیب 45 به سمت شمال باشد، حداکثر emf القا شده در آنتن چقدر است و ماشین برای تولید این مقدار حداکثر در کدام جهت حرکت خواهد کرد؟ سرعت ماشین در جاده افقی 30 متر بر ثانیه است.

چراغ قوه بدون باتری می توان چراغ قوه ای ساخت که با جریان القایی آهنربایی که از طریق سیم پیچی حرکت می کند، تغذیه می شود.

سیم پیچ و آهنربا در داخل یک لوله پلاستیکی قرار دارند که می توان آن را تکان داد و باعث حرکت آهنربا از طریق سیم پیچ به جلو و عقب می شود. فرض کنید آهنربا دارای حداکثر قدرت میدان 0.05 T است. فرضیات منطقی داشته باشید و اندازه سیم پیچ و تعداد دورهای لازم برای روشن کردن یک لامپ چراغ قوه استاندارد 1 وات و 3 ولت را مشخص کنید.

30آزمون مفهومی اگر یک سیم پیچ همانطور که نشان داده شده است، در یک میدان مغناطیسی که به سمت چپ اشاره دارد، بچرخد، جریان القایی در چه جهتی است؟ الف) در جهت عقربه های ساعت ب) خلاف جهت عقربه های ساعت ج) بدون جریان القایی

آزمون مفهومی

اگر یک سیم پیچ همانطور که نشان داده شده است، در یک میدان مغناطیسی که به سمت چپ اشاره دارد، بچرخد، جریان القایی در چه جهتی است؟

الف) در جهت عقربه های ساعت ب) خلاف جهت عقربه های ساعت ج) بدون جریان القایی با چرخش سیم پیچ به میدان B، شار مغناطیسی از طریق آن افزایش می یابد. طبق قانون لنز، میدان B القایی باید با این افزایش مخالفت کند، بنابراین میدان B جدید به سمت راست اشاره می کند. یک جریان القایی در خلاف جهت عقربه های ساعت، درست چنین میدان B تولید می کند.

3زمون مفهومی اگر جریان القایی وجود داشته باشد، آیا هزینه انرژی ندارد؟

این انرژی در مورد 2 از کجا می آید؟ الف) جریان القایی به انرژی نیاز ندارد ب) پایستگی انرژی در این مورد نقض می شود ج) KE کمتری در مورد 2 وجود دارد D) PE گرانشی بیشتری در مورد 2 SSN حلقه مس N وجود دارد.

این انرژی در مورد 2 از کجا می آید؟ الف) جریان القایی نیازی به انرژی ندارد ب) بقای انرژی در این مورد نقض می شود ج) KE کمتری در مورد 2 وجود دارد D) PE گرانشی بیشتری در مورد 2 وجود دارد در هر دو مورد، آهنربا با PE گرانشی اولیه یکسان شروع می شود. در مورد 1، تمام پلی اتیلن گرانشی به انرژی جنبشی تبدیل شده است. در مورد 2، می دانیم که آهنربا کندتر سقوط می کند، بنابراین KE کمتری وجود دارد. تفاوت انرژی به ایجاد جریان القایی منجر می شود. SN حلقه مسی SN