Cum se produce tensiunea electrica
Totalitatea liniilor de camp magnetic care strabat o suprafata se numeste flux magnetic si se noteaza cu Φ. Acest flux poate fi produs de un curent care strabate o spira conductoare, sau de un magnet permanent. Acesta este direct proportional cu marimea inductiei magnetice B, de marimea suprafetei spirei S, si cosφ, unde φ este unghul pe care il face vectorul inductie si normala la planul spirei. Variind aceste elemente de care depinde fluxul magnetic Φ, obtinem un flux magnetic variabil. Marimea campului magnetic produs de o bobina este direct proportionala cu numarul de spire al bobinei si curentul care strabate aceasta bobina. Produsul lor se numeste solenatie.
Montaj ptr Legea lui Lenz
Principiul generatorului de c.a.Principiul generatorului de c.a. monofazarInductia electromagmetica, descoperită de Faraday în 1831, este fenomenul de generare a unei tensiuni electromotoare într-un circuit cand acesta este strabatut de un flux magnetic variabil în timp.Tensiunea electromotoare genereaza in acest circuit un curent, iar sensul acestuia este dat de legea lui Lenz. Sensul curentului indus este astfel încât fluxul pe care-l produce prin circuitul pe care-l strabate tinde să se opuna variaţiei de flux care i-a dat naştere. Acest fenoment este pus in evidenta de montajul din figura alaturata: la inchiderea intrerupatorului K, becul nu se aprinde imediat datorita curentului indus, Ia, care se opune curentul initial, I. Din aceeasi cauza, la deschiderea intrerupatorului becul nu se stinge imediat, ci scade trepta in intensitatea luminoasa. Sa luam un conductor a si sa-l inseriem cu un al conductor x plasat la o distanta τ (denumita generic pas polar) si sa le legam la niste inele colectoare (ca in figura de mai jos): se va forma o spira in care va apare o tensiune elctromotoare (t.e.m.) de doua ori mai mare decat in conductorul a sau conductorul x.
Principiul de functionare al generatorului de c.a.
Daca, spira din figura alaturata (desenata cu rosu) o vom roti, iar prin intermediul unor perii colectoare (sau lamele A si B ) alimentam un bec, va apare un curent care la o rotatie completa a spirei isi va schimba sensul. Asfel, daca vom mari numarul de spire cu n, formand o bobina, vom obtine o tensiune electromotoare (t.e.m.) mai mare de n ori, care are o forma sinusoidala intr-o perioada T care descrie o rotatie completa a spirei in campul magnetic.
Daca pe rotor montam inca trei bobine identice cu cea de mai sus care sunt decalate fizic la 120 grade, vom obtine un sistem de tensiuni simetrice trifazat Ue1, Ue2 si Ue3, asa cum sunt aratate in figura de mai jos. Pentru ca aceste tensiuni sa aiba o forma cat mai apropiata de forma unei unde sinusoidale, pe o faza se costruiesc mai multe bobine care sunt repartizate uniform pe 1/3 din rotor si care sunt inseriate corespunzator pentru ca tensiunile obtinute sa se insumeze.
Prima data au fost inventate masinile electrice de catre niste minti scormonitoare si apoi matematicienii au descris matematic fenomenele electrice care se intampla in masinile electrice. Trebuie retinut ca aceste masini electrice sunt reversibile in anumite conditii, adica pot functiona si ca generator, dar si ca motor.
Forma de undă a tensiunii trifazice
Putem spune ca tensiunea si curentul timp si care au fost obtinute in acest fel, ca mai sus, sunt marimi care se repeta dupa o perioada de timp T si variaza dupa o sinusoida sau cosinusoida. Astfel o astfel de marime sinusoidala se poate scrie: y=Ym sin(ωt+ φ) in care Ym este valoarea maxima a marimii, denumita amplitudine; ωt este un unghi variabil datorita variatiei timpului t; ω este un factor constant denumit pulsatie; φ este un unghi constat, denumit faza initiala si poate fi pozitiv sau negativ, dar mereu mai mic decit unghiul π radiani.
Principiul de functionare al generatorului de c.c.
Deoarece valoarea pe o perioada a unei marimi electrice alternativ sinusoidala este nula, pentru masurarea acestor marimi in practica se foloseste masurarea pe o semiperioada. Se retine valoarea medie Ymed a amplitudinii maxime Ym ca latura mica adreptunghiului construit cu latura egala cu T/2= π si ca suprafata egala cu aria cuprinsa intre curba si axa timpului notata cu ωt. Retinem ca aceasta valoare este Ymed= 2/π=0,637 Ym. Cand masuram cu un aparat de masura o astfel de marime masuram valoarea eficace sau efectiva a acesteia: Y= 0,707 Ym. Fizic, aceasta valoare se defineste ca energia cedata de un curent alternativ sinusoidal unui rezistor intro perioada care produce acelasi efect Joule pe care il produce un curent continuu de intensitate egala cu cea a curentului sinusoidal pe acel rezistor.
Forma de undă a tensiunii redresate mecanic
In momentul in care capetele infasurarii luata in discutie in figura de mai sus, a si x, se leaga la doua lamele ca in figura alaturata pe care calca doua lamele flexibile sau perii de cărbune(periicolectoare), t.e.m. culeasa pe acestea va fi de genul unei semiperioade mai aplatisate, cum este curba P de mai jos, pentru ca atunci cind se schimba sensul t.e.m. se schimba la periile colectore si lamelele colectorului. Prin aceasta se obtine un curent pulsatoriu de redresare mecanica. Acesta este principiul generatorului de curent continuu, sau dinamul. Daca pe rotor se construiesc mai multe spire(care in mod normal se bobineaza in bucla, sau alte tipuri de infasurari), iar pentru alimentarea fiecareia se rezerva cite o pereche de lamele colectoare se va obtine o aplatisare a pulsatiilor, tensiunea obtinuta devenind aproape continua, curba R de mai sus.
