Prinsip pengoperasian generator elektronik dan aplikasi mereka. Penemuan dan alternator pertama AC

Generator pertama seperti saya. generator modern. bergantian saat ini Kami memproduksi listrik. Listrik adalah salah satu komponen utama dari siklus energi di alam. Untuk mengubah energi apa pun ke arus listrik, generator AC dimaksudkan, diterjemahkan dari latin - produsen. Perangkat, memproduksi listrik, mengubah mekanis atau energi menjadi listrik. Paling sering, pergerakan mekanis uap, turbin gas, hidrolik atau mesin diesel digunakan.

Sejarah Penemuan Generator Listrik

Sejarah penemuan generator listrik menunjukkan bahwa pangkalan generator pertama diletakkan oleh penemuan oleh baterai oleh Italia Alessandro Volta, generasi medan magnet dari arus listrik oleh Dranye Hans Christian dan Electromagnet dengan British William Storm. Praktis menemukan dan mengeksplorasi induksi elektromagnetik dengan menggulir disk tembaga antara kutub magnet Pharade menghasilkan arus listrik dalam medan magnet yang berubah, dengan demikian, membuat preammed dari generator listrik pertama. Sejak saat itu, generator pertama mulai diproduksi.

Pada tahun 1833, ilmuwan Rusia asal Jerman Emily Christianovich Lenz menerbitkan sebuah artikel tentang hukum timbal balik fenomena listrik magnetik, yaitu, pertukaran perangkat yang menghasilkan listrik dan mesin. Generator pertama yang ditemukan pada abad ke-19 memutar magnet permanen yang berat di dekat gulungan kawat secara bertahap membaik dan menemukan penggunaan praktis. Secara bertahap, sifat daya dan konsumen perangkat ditentukan dari waktu ke waktu. Sekarang tanpa listrik dan pabrikannya tidak bisa dilakukan. Di mana listrik tidak dapat dihubungkan dari pembangkit listrik, pembangkit listrik diesel seluler ditawarkan oleh sewa generator.
Apa saja produsen energi yang tidak pada saat ini, karena transformasi dari satu spesies ke spesies lainnya adalah dasar kehidupan. Memperoleh energi dari matahari, angin, bumi, pergerakan air, hidraulik, atom, pasang surut, sumber panas bumi tidak akan mengejutkan siapa pun.

Bahkan ada generator yang menerima energi tanpa gerakan bahan bakar dan eksternal menggunakan perangkat dengan menggunakan medan magnet Bumi.

Dengan demikian, generator konversi energi adalah bagian kecil dari proses abadi dari siklus energi yang terbentuk sebagai hasil dari ledakan besar di alam semesta dengan membebaskan energi dan mengkomunikasikannya dalam proses pengembangannya.
Ada teori berdasarkan generasi energi bebas tergantung pada gravitasi dan waktu, tetapi penelitian ini melampaui fisika materialistis dan sains secara keseluruhan.

Sumber listrik paling sederhana pertama ditemukan pada tahun 1663 oleh ilmuwan Jerman Otto von Gerica.. Dia menciptakan generator elektrostatik, memeras dari bola yang dilucuti, mengusir dari belerang, yang berputar secara manual, percikan signifikan, yang suntikannya bahkan bisa menyakitkan. Akibatnya, muatan listrik terakumulasi pada bola - "cairan listrik" seperti pada saat itu disebut fenomena listrik ini. Gerica berhasil memperhatikan luminescence yang lemah dari bola listrik dalam gelap dan, yang paling penting, untuk pertama kalinya menemukan bahwa senjata itu tertarik oleh bola, setelah beberapa saat mereka mengusirnya - ini adalah fenomena Nor Gerica, juga Banyak orang sezamannya tidak bisa menjelaskan untuk waktu yang lama. Kekuatan bola kurang dari 1 W. Namun, tampaknya - batal, dengan bantuannya, banyak fenomena penting dan sifat listrik dibuka.

F. Khauxby.pada 1705 dibuat. generator listrik.Menggunakan mangkuk kaca bukan mangkuk abu-abu. Pada 1744, kontak geser diperkenalkan ke dalam mobil seperti itu - konduktor adalah tabung logam yang ditangguhkan pada benang sutra, dan kemudian diinstal pada pendukung isolasi. Kontak ini berfungsi sebagai tangki untuk mengumpulkan biaya kelistrikan, dan mesin dapat terus memberikan energi listrik saat berputar. Setelah penemuan Leiden Bank (lihat di bawah), perangkat ini juga dipasang di sebelah mesin.

Pada 1799, ilmuwan Italia Alessandro Volta. ditemukan lebih sempurna daripada mushenbruck (lihat di bawah), dan hal utama hampir terus menerus (ditentukan oleh kelembaban gasket) sumber arus listrik - generator elektrokimia pertama, sebagainya. "Pole Volt." Dia menyebut sumber listriknya untuk menghormati Anatoma Italia Luigi Galvani elemen Galvanik. Itu adalah sumber listrik lebih kuat daripada Generator Gerica.

Mempelajari eksperimen Galvani, yang mengungkapkan singkatan otot-otot katak yang disiapkan sambil menghubungi mereka dengan dua logam heterogen, tidak setuju dengan fakta bahwa fenomena ini disebabkan oleh organisme hidup khusus, yang melekat, "hewan" dengan listrik . Dia berpendapat bahwa katak dalam eksperimen Electroplant "adalah elektron sensitif", dan sumber listrik adalah kontak dari dua logam heterogen.

Namun, banyak percobaan menunjukkan bahwa kesederhanaan logam tidak cukup untuk mendapatkan arus yang nyata. Arus listrik berkelanjutan dapat terjadi hanya ditutup rantai listrikTerdiri dari berbagai konduktor: logam (yang dia sebut konduktor kelas satu) dan cairan (disebut konduktor kelas dua).

Ada paking keropos yang diresapi dengan asam atau alkalit (elektrolit) antara cakram kecil dari tembaga dan seng (elektroda) Volta.

Sebagai hasil dari reaksi kimia yang terjadi antara elektroda dan elektrolit, kelebihan elektron dibentuk pada elektroda seng, dan mendapatkan muatan listrik negatif, dan pada tembaga, sebaliknya, kurangnya elektron, dan memperoleh muatan positif. Pada saat yang sama, antara tuduhan listrik varia dari sumber saat ini muncul medan listrikAda gaya elektromotif (EDC disingkat) atau tegangan. Segera setelah konduktor ternyata terhubung ke kutub elemen atau baterai, itu akan memiliki medan listrik, di bawah aksi elektron mana yang akan bergerak ke tempat kerugian mereka, yaitu, dari kutub negatif melalui konduktor kumpulan positif dari sumber energi listrik. Ini adalah gerakan elektron yang dipesan dalam konduktor - arus listrik. Arus mengalir melalui konduktor karena dalam rantai yang dihasilkan (kutub positif dari elemen, konduktor, kutub negatif dari elemen, elektrolit) menindaklanjuti gaya elektromotif.

Sedangkan gasket basah, reaksi kimia terjadi antara disk dan solusinya, yang menciptakan arus listrik yang lemah dalam cakram yang menghubungkan konduktor. Menghubungkan pasangan disk ke dalam baterai, dimungkinkan untuk mendapatkan arus listrik yang signifikan. Baterai semacam itu disebut kolom Volt. Mereka meletakkan awal dari teknik listrik.

Memotong sejumlah besar elemen seperti itu, Volt menerima sumber listrik elektrokimia dengan tegangan hingga 2 meter persegi. Sudah cukup untuk studi listrik, menghasilkan busur listrik, lilin busur listrik, logam las, dll.

Baterai yang sekarang kita nikmati dalam jam, penerima, dll. Apakah sama, tetapi ditingkatkan, volt kolom adalah elemen yang dilapisi.

Jika Anda membuat posting dari beberapa pasang berbagai logam, seperti seng dan perak (tanpa bantalan), setiap piring seng, didakwa dengan listrik satu tanda, akan bersentuhan dengan dua pelat perak yang identik, dituntut dengan listrik dari tanda yang berlawanan , dan tindakan keseluruhan mereka akan dihancurkan bersama..

Agar aksi pasangan berpasangan untuk disimpulkan, perlu untuk memastikan kontak setiap pelat seng dengan hanya satu perak, I.E. Hilangkan kontak logam penghitung. Ini dilakukan dengan menggunakan panduan kelas dua (lingkaran kain basah); Mug seperti itu berbagi pasangan logam dan pada saat yang sama tidak mencegah pergerakan listrik.

Telah ditetapkan bahwa elektron dalam konduktor bergerak dari kutub negatif (di mana kelebihannya) ke positif (di mana kurangnya mereka), bagaimanapun, dan sekarang, seperti pada abad terakhir, diyakini bahwa arus mengalir dari plus ke minus, yaitu Ke arah, pergerakan elektron terbalik. Arah kondisional saat ini, selain itu, harus menjadi dasar dari sejumlah aturan yang terkait dengan definisi banyak fenomena listrik. Pada saat yang sama, konvensionalitas seperti itu tidak menciptakan ketidaknyamanan tertentu, jika diingat dengan tegas bahwa arah arus di konduktor berlawanan dengan arah pergerakan elektron. Dalam kasus yang sama, ketika arus dibuat dengan biaya listrik positif, misalnya, dalam elektrolit sumber kimia DC, "lubang" saat ini di semikonduktor, tidak ada kontradiksi seperti itu, karena arah pergerakan biaya positif bertepatan dengan arah saat ini. Sedangkan elemen atau aksi baterai, di bagian eksternal arus sirkuit listrik mengalir ke arah yang sama. Arus seperti itu disebut konstan.

Jika elemen kutub berubah tempat, hanya arah gerakan elektron yang akan berubah, tetapi saat ini dan dalam hal ini akan konstan. Dan jika kutub dari sumber saat ini mengubah tempat dengan sangat cepat dan selain ritmis? Dalam hal ini, elektron di bagian eksternal rantai juga akan bergantian mengubah arah gerakan mereka. Pertama, mereka akan mengalir dalam satu arah, kemudian ketika kutub berubah di tempat - di tempat lain, terbalik sebelumnya, sekali lagi secara langsung, lagi sebaliknya, dll. Dalam rantai tidak akan lagi mengalir, tetapi bergantian saat ini.

Dengan bergantian elektron saat ini di konduktor, seolah-olah, ragu dari sisi ke sisi. Oleh karena itu, arus bolak-balik juga disebut osilasi listrik. Arus bolak-balik berbeda dari konstan oleh fakta bahwa itu mudah dikonversi. Misalnya, menggunakan transformator, Anda dapat meningkatkan tegangan AC atau, sebaliknya, menurunkannya. Arus bolak-balik, selain itu, dapat diluruskan, yaitu, konversi ke arus konstan.

Dalam 2 - 3 tahun setelah penciptaan voltov Post. Sejumlah ilmuwan telah mengembangkan beberapa modifikasi baterai yang dibatasi. Di antara berbagai desain voltov pasca perhatian khusus layak mendapatkan baterai galvanik, dibangun pada tahun 1802. V.v. Petrov (Lihat di bawah).

Sejumlah eksperimen dengan pilar Volt yang dilakukan oleh para ilmuwan negara lainSudah dalam 2-3 tahun setelah kolom dibuat, menyebabkan penemuan tindakan kimia, termal, cahaya dan magnetik.

Pada tahun 1824. Arago menggambarkan fenomena " magnet rotasi.", Memuaskan untuk menjelaskan mana pun dia maupun fisikawan lain. Entitas fenomena terdiri dari yang berikut (Gbr. 4.2) . Magnet Horseshoe dapat berputar di sekitar sumbu vertikal, dan disk aluminium terletak di atas tiangnya, yang juga dapat memutar pada sumbu yang bertepatan ke arah sumbu rotasi magnet. Saat istirahat, tidak ada interaksi antara disk dan magnet diamati. Tapi itu layak mulai memutar magnet, karena disk bergegas mengejarnya dan sebaliknya. Untuk menghilangkan kemungkinan mengendarai disk dalam aliran udara, magnet dan disk dipisahkan oleh kaca.

Pembukaan induksi elektromagnetik (1831) membantu Faraday untuk menjelaskan fenomena Arago dan sudah pada awal penelitian, menulis: "Saya berharap untuk membuat sumber listrik baru dari Pak Arago." Faraday pertama kali memperkenalkan konsep saluran listrik magnetik, kombinasi yang merupakan medan magnet sebagai realitas fisik. Telah terbukti bahwa arus melayang hanya terjadi ketika konduktor bergerak melintasi saluran listrik magnetik. Oleh karena itu kemungkinan menghasilkan arus listrik saat memindahkan konduktor tertutup di bidang magnet.

Dari disk Arago Faraday benar-benar membuat sumber listrik baru. Sebagai hasil dari banyak pengalaman Faradays dibangun generator elektromagnetik pertama, yang disebut "faraday disk", dengan yang mungkin untuk mendapatkan arus listrik.

Memaksa aluminium atau disk tembaga antara kutub magnet, Faraday mengenakan sumbu disk dan pada pinggiran kuasnya. Dengan demikian, mesin listrik (generator DC) dirancang, yang kemudian diperoleh nama generator unipolar (Gbr. 4.4).

Studi lebih lanjut tentang induksi elektromagnetik menyebabkan pembentukan undang-undang tentang arus yang diinduksi. Undang-undang ini dirumuskan pada tahun 1832. Emily Lenz dan mengizinkannya untuk merumuskan yang paling penting untuk prinsip-prinsip teknik listrik - keandalan generator dan mode motor mesin listrik.