Elektrimootorid, generaatorid ja termoelektrilised nähtused
Generaator pöörab mähist magnetväljas, muutes elektromagnetilise induktsiooni abil mehaanilise liikumise vahelduvaks elektromotoorjõuks, mootor on täpselt sama masin vastupidises suunas, muutes elektrienergia mehaaniliseks liikumiseks, ja termopaar väldib magnetismi täielikult — muutes temperatuurierinevuse Seebecki efekti kaudu otse pingeks.
Practise this conceptVõta traatmähis, pööra seda fikseeritud magnetväljas, ja Faraday induktsiooniseadus võtab ohjad üle: mähist läbiv magnetvoog muutub pöörlemise ajal pidevalt, mistõttu indutseeritakse elektromotoorjõud amplituudiga ε₀ = NBAω — võrdeline keerdude arvuga N, väljaga B, mähise pindalaga A ja pöörlemiskiirusega ω. See on generaator, ja nii saadava vahelduvvoolu sagedus kui ka pinge amplituud kasvavad pöörlemiskiirusega, mitte üksnes sagedus.
Kui käivitada täpselt sama seade vastupidises suunas, saab sellest mootor. Selle asemel, et mähist pöörata voolu indutseerimiseks, juhitakse väljas olevasse mähisesse vool, ja seda voolu läbiv magnetjõud pöörab mähise selle asemel — igal generaatoril on mootori olemus ja vastupidi, need erinevad üksnes selle poolest, mis suurus (mehaaniline pöörlemine või elektrivool) on sisend ja mis väljund. Just seepärast tekitab toitest lahti ühendatud pöörlev elektrimootor pinge, kui selle võlli käsitsi pöörata.
Termopaar jõuab elektrienergiani täiesti erineval teel. Ühenda kaks erinevat metalli kahes erineval temperatuuril hoitavas liitekohas, ja Seebecki efekt tekitab ahelas väikese pinge — ei ole liikumist, ei ole magnetvälja, ainult temperatuurierinevus, mis muudetakse otse elektromotoorjõuks. See on palju väiksem efekt kui elektromagnetiline induktsioon (tüüpiline termopaar tekitab vaid mõnikümmend mikrovolti kraadi kohta), mistõttu kasutatakse termopaare täpseks temperatuuri mõõtmiseks, mitte energia tootmiseks — kasutatava elektrienergia tootmise ülesande täidavad generaatorid.
Key ideas
Requires: Elektromagnetiline induktsioon, Pinge ja takistus
Formulas
| Symbol | Name | Unit |
|---|---|---|
| keerdude arv | 1 (mõõtühikuta) | |
| magnetväli | T (tesla) | |
| pindala | m^2 (ruutmeeter) | |
| nurkkiirus | rad/s (radiaan sekundis) | |
| pinge | V (volt) |
Common misconceptions
- Generaatori tekitatud elektromotoorjõu määrab peamiselt mähise elektritakistus, samamoodi nagu takistus määrab voolu tavalises vooluringis.
- Generaatori mähise kiirem pööramine muudab ainult pinge võnkumise sagedust, mitte tegelikku pinge amplituudi.
- Mootor töötab täiesti erineval füüsikalisel põhimõttel kui generaator, mitte samal pöörleva mähise ja välja masinal, kus sisend ja väljund on vahetunud.
Resources
Articles
Kuulub nende TÜ ainete hulka
See mõiste on kaardistatud järgmis(t)e Tartu Ülikooli õppekava aine(te) osaliseks kattmiseks.
- Elekter ja magnetismLOFY.01.007