Hva gjør motorer og generatorer har til felles?
Elektriske motorer og generatorer er elektromagnetiske enheter som er det motsatte av hverandre. Elektriske motorer omdanne elektrisk energi til mekanisk energi, mens elektriske generatorer omdanne mekanisk energi til elektrisk energi.
Begge motorer og generatorer har strømførende looper som roterer i magnetfelt. De opererer på prinsippet med Faradays lov av induksjon, hvor en raskt skiftende magnetisk felt frembringer en indusert elektromotorisk kraft (emf).
elektro~~POS=TRUNC induksjon
Ledninger som fører strøm produserer magnetiske felt. Michael Faraday oppdaget at når en tråd er i et skiftende magnetfelt, er en strøm indusert, akkurat som om det var en kilde til emf. Denne kilden er kalt en indusert elektromotorisk kraft eller spenning, og den hurtigere skiftende felt, jo større den emf som produseres.
Konstruksjon
De strømførende sløyfer som er felles for både motorer og generatorer som kontinuerlig roterer i et magnetisk felt blir viklet rundt en jernkjerne som kalles en armatur som gjør det magnetiske felt på innsiden av dem sterkere. Armaturen og dermed sløyfer stadig rotere fordi sløyfestrømmen i looper reverserer retning. Den skiftende retning av løkkene forårsaker en indusert EMF som skal genereres.
Vekselstrømsmotorer og generatorer
Vekselstrøm (AC) generatorer er det motsatte av motorer, fordi de omdanne mekanisk energi til elektrisk. Sløyfene i det magnetiske feltet blir rotert ved hjelp av mekaniske energikilder. Den genererte emf er en sinusbølge som varierer i tid. Steam laget fra forbrenning av fossile brensler som kull, olje og naturgass er en vanlig kilde i land som USA. I Europa er damp opprettet med bruk av kjernefysisk fisjon. Vannkraftverk, slik som de som finnes på Niagara Falls brukes vanntrykket til å rotere turbinene, som rotorer med skovler eller blader. Vind og vann er ikke brukte som mekaniske energikilder fordi de ikke er så effektive og er mer kostbare.
AC-motorer benyttes til å omdanne elektrisk energi til mekanisk. Sløyfene i det magnetiske felt roteres med bruk av vekselstrøm. Denne strømmen blir vanligvis produsert via induksjon; en elektromagnet bevirker det magnetiske felt og bruker samme spenning som spolene.
DC motorer og generatorer
Likestrøm (DC) motorer og generatorer er lik sine AC kolleger, bortsett fra at de har en splittet ring kalles en kommutator. Kommutatoren er forbundet med elektriske kontakter som kalles børster. Den endrede retning av strømmen gjennom kommutatoren bevirker at armaturen og dermed løkkene til å rotere. Det magnetiske felt i hvilket ankeret svinger kan være en permanent magnet eller en elektromagnet.
DC-generatorer har en generert emf som er likestrøm. Disse generatorer har i stor grad blitt erstattet av AC seg. DC-motorer er foretrukket over AC for innretninger hvor en variabel hastighet og momentkontroll forhold er primær, for eksempel i såmaskiner.
Motors v. Generatorer
I utgangspunktet motorer er generatorer, og man kan omdannes til den andre. Når motorene opererer de produserer en emf, akkurat som generatorer gjøre. Den kalles en tilbake emf, og ikke umiddelbart ut når de er i utgangspunktet slått på. Baksiden emf arbeider for å redusere strømmen i sløyfen, og dermed bremse motoren ned og får større som hastigheten av motoren øker. Dette fører til strømbehovet for motoren også øke, spesielt under belastning som er svært store. Dette bidrar til energi avfall og ineffektivitet i sin drift.
Bruker
Vekselstrømsgeneratorer benyttes som en kilde for vekselstrøm i bygninger, elektroniske enheter, beredskap backup generatorer og kretser. I biler, vekselstrømgeneratorer brukes til å lade batteriet i motoren.
AC-motorer finnes i kjøleskap, tog, datamaskiner, industrimaskiner og husholdningsapparater, og mange andre elektroniske enheter. De brukes i noen motorer i elektriske biler.
DC generatorer brukes til å lade batteriet i svært gamle biler. DC-motorer finnes i hobby motorer, verktøymaskiner der hastigheten må endres på sparket, bærbar elektronikk og noen industrimaskiner.