Eisimpleir de Cheistean Gineadair Deasbaid
Is e inneal electromagnetic a th’ ann an gineadair a bhios ag atharrachadh lùth meacanaigeach gu lùth dealain tro phrionnsabal inntrigidh electromagnetic. Is iad na seòrsaichean gineadairean as cumanta gineadairean sioncronaich agus gineadairean neo-shioncronaich (no inntrigidh). Bheir an t-artaigil seo grunn eisimpleirean de dhuilgheadasan agus deasbadan mu ghineadairean gus ar tuigse nas doimhne a thoirt air na prionnsapalan obrach, na co-phàirtean agus na tagraidhean aca ann an cuairtean dealain.
Prionnsabal Obrachaidh an Gineadair
Tha am prionnsapal bunaiteach air mar a tha gineadair ag obair stèidhichte air Lagh Faraday air Ionduchtachadh Electromagnetic, a tha ag ràdh gum bi atharrachadh ann an sruth magnetach ann an lùb uèir a’ gineadh feachd electromotive (EMF). Tha grunn phrìomh phàirtean ann an gineadair:
1. Rotor: Am pàirt rothlach.
2. Stator: Am pàirt statach, far a bheil an uèir chruaidh no an coil air a chur.
3. Achadh Magnetic: Air a thoirt gu buil le magnets maireannach no electromagnets.
Ceistean Eisimpleir agus Deasbad
Ceist 1: A’ tomhas bholtaids brosnaichte
Ceist: Tha 50 tionndadh aig gineadair air coil an statair. Ma tha astar rothlaidh an rotor 1200 rpm (rothan gach mionaid) agus ma dh’atharraicheas an sruth magnetach tro aon tionndadh le 0,02 Wb, dè an Bholtachd Brosnaichte (EMF) a bhios an gineadair a’ dèanamh?
Deasbad: Gus am bholtaids brosnaichte obrachadh a-mach, is urrainn dhuinn co-aontar Lagh Faraday a chleachdadh:
[ EMF = -N d Phi = dt]
Càite:
– \(N \) an àireamh de thionndaidhean,
– ’S e \( \Phi \) an sruth magnetach, agus
– Is e \(t \) an ùine.
Is e a’ chiad cheum an astar a thionndadh bho RPM gu RPS (rothlaidhean gach diog):
[1200 RPM = 1200}{60 RPS = 20 RPS]
Bidh an sruth ag atharrachadh le gach cuairt-chuairt, agus mar sin tha tricead atharrachadh an t-srutha mar an ceudna ris an tricead rothlach, a tha 20 Hz. Mar sin, is e an t-atharrachadh ann an sruth gach diog (\( \frac{d\Phi}{dt} \)):
[\frac{d\Phi}{dt} = 0,02 \text{ Wb} \times 20 \text{ Hz} = 0,4 \text{ Wb/s} \]
Mar sin, is e am bholtaids brosnaichte a thig às a seo:
[ EMF = -50 × 0,4 V = -20 V]
Leis gur luach iomlan a th' ann an EMF, is e 20 V am bholtaids brosnaichte a thig às.
Ceist 2: Cumhachd Toraidh an Gineadair
Ceist: Ma bhios an gineadair sa cheist roimhe a’ sruthadh tro luchd resistive de 10 ohms, dè an ìre de chumhachd dealain a thèid a chruthachadh?
Deasbad: An toiseach, bidh sinn a’ tomhas an t-sruth dealain a’ cleachdadh Lagh Ohm:
[I = \frac{V}{R} = \frac{20 \text{V}}{10 \text{ohm}} = 2 \text{A} \]
Faodar an cumhachd dealain a thèid a chruthachadh obrachadh a-mach leis an fhoirmle seo:
[P = V × I = 20 × V × 2 × A = 40 × W]
Mar sin, is e 40 watt an cumhachd dealain a thèid a thoirt a-mach.
Ceist 3: Èifeachdas an Gineadair
Ceist: Tha cumhachd cuir a-steach meacanaigeach de 60 watt agus cumhachd toraidh dealain de 45 watt aig gineadair. Dè an èifeachdas a th’ aig a’ ghineadair?
Deasbad: Faodar èifeachdas gineadair obrachadh a-mach leis an fhoirmle:
[η = \frac{P_{\text{a-mach}}}{P_{\text{a-steach}}} × 100\%]
Càite:
– \( P_{\text{out}} \) 's e sin an cumhachd toraidh dealain,
– \( P_{\text{in}} \) 's e cumhachd cuir-a-steach meacanaigeach a th' ann.
Mar sin, is e an èifeachdas:
[η = \frac{45 W}{60 W x 100% = 75%]
Ceist 4: Tricead a’ Bholtaids AC a chaidh a chruthachadh
Ceist: Tha 4 pòlaichean aig gineadair sioncronaich agus bidh e a’ rothladh aig 1800 rpm. Dè an tricead a th’ aig a’ bholtaids AC a thèid a chruthachadh?
Deasbad: Faodar tricead a’ bholtaids AC a thèid a thoirt a-mach le gineadair sioncronaich obrachadh a-mach leis an fhoirmle:
[f = \frac{P \times N}{120} \]
Càite:
– \(P \) 's e àireamh nam pòlaichean,
– Is e \(N \) an astar rothlach ann an RPM.
Cuir na luachan a tha air an toirt seachad an àite:
[f = 4 x 1800}{120 = 60 Hz]
Mar sin, is e 60 Hz tricead a’ bholtaids AC a thèid a thoirt a-mach.
Ceist 5: Astar Sioncronach
Ceist: Obraich a-mach astar sioncronaich gineadair ceangailte ri lìonra cumhachd 50 Hz agus aig a bheil 6 pòlaichean.
Deasbad: Faodar astar sioncronach obrachadh a-mach leis an fhoirmle:
[N_s = \frac{120 \times f}{P} \]
Càite:
– \( N_s \) an astar sioncronaich ann an RPM,
– Is e \(f \) an tricead ann an Hz,
– Is e \(P \) an àireamh pòlaichean.
Cuir na luachan a tha air an toirt seachad an àite:
[N_s = \frac{120 \times 50}{6} = 1000 \text{ RPM} \]
Mar sin, is e 1000 RPM astar sioncronaich an gineadair.
Co-dhùnadh
San artaigil seo, tha sinn air beachdachadh air prionnsapalan bunaiteach obrachadh gineadair agus air grunn eisimpleirean de dhuilgheadasan a thaisbeanadh a tha a’ toirt a-steach àireamhachadh bholtaids brosnaichte, cumhachd dealain, èifeachdas, tricead bholtaids AC, agus astar sioncronaich. Tro na duilgheadasan sin, tha sinn air faicinn mar a tha diofar pharaimeatairean gineadair co-cheangailte ri chèile agus mar a bheir iad buaidh air coileanadh iomlan. Tha tuigse mhionaideach air na prionnsapalan sin riatanach airson tagraidhean practaigeach ann an innleadaireachd dealain.
