د مثال پوښتنو بحث جنریټر
جنراتور یو الکترومقناطیسي وسیله ده چې د الکترومقناطیسي انډکشن د اصل له لارې میخانیکي انرژي په بریښنایی انرژي بدلوي. د جنراتورونو ترټولو عام کارول شوي ډولونه همغږي جنراتورونه او غیر همغږي (یا انډکشن) جنراتورونه دي. دا مقاله به د جنراتورونو په اړه څو مثالي ستونزې او بحثونه وړاندې کړي ترڅو د دوی د کاري اصولو، اجزاو او په بریښنایی سرکټونو کې د غوښتنلیکونو په اړه زموږ پوهه ژوره کړي.
د جنراتور د کار اصل
د جنراتور د کار کولو اساسي اصل د فاراډې د الکترومقناطیسي تحرک قانون پر بنسټ والړ دی، کوم چې وايي چې د تار په یوه حلقه کې د مقناطیسي جریان بدلون به د الکتروموټیو ځواک (EMF) تولید کړي. یو جنراتور له څو اصلي برخو څخه جوړ دی:
۱. روټر: څرخیدونکی برخه.
۲. سټیټر: هغه سټیشنري برخه، چیرې چې جامد تار یا کویل ځای پر ځای کیږي.
۳. مقناطیسي ساحه: د دایمي مقناطیسونو یا برقی مقناطیسونو لخوا تولید کیږي.
نمونې پوښتنې او بحث
پوښتنه ۱: د هڅول شوي ولتاژ محاسبه کول
پوښتنه: یو جنراتور د سټیټر کویل په سر ۵۰ وارونه لري. که چیرې د روټر د څرخیدو سرعت ۱۲۰۰ rpm (په یوه دقیقه کې څرخیدل) وي او د یو وار له لارې مقناطیسي جریان د ۰.۰۲ Wb په اندازه بدل شي، نو د جنراتور لخوا تولید شوی انډوسیډ ولټاژ (EMF) څومره دی؟
بحث: د هڅول شوي ولتاژ محاسبه کولو لپاره موږ کولی شو د فاراډې د قانون معادله وکاروو:
\[ \متن{EMF} = -N \frac{d\Phi}{dt} \]
چیرته:
– \( N \) د څرخونو شمېر دی،
– \( \Phi \) مقناطیسي جریان دی، او
– \( t \) وخت دی.
لومړی ګام دا دی چې سرعت له RPM څخه RPS ته واړوئ (په هره ثانیه کې گردشونه):
\[ ۱۲۰۰ \متن{ RPM} = \frac{ ۱۲۰۰}{۶۰} \متن{ RPS} = ۲۰ \متن{ RPS} \]
د هر انقلاب سره فلکس بدلیږي، نو د فلکس بدلون فریکونسي د گردش فریکونسي سره ورته ده، کوم چې 20 هرټز دی. په دې توګه، په هره ثانیه کې د فلکس بدلون (\( \frac{d\Phi}{dt} \)) دا دی:
\[ \frac{d\Phi}{dt} = 0,02 \text{ Wb} \times 20 \text{ Hz} = 0,4 \text{ Wb/s} \]
په دې توګه، پایله لرونکی ولتاژ دا دی:
\[ \متن{EMF} = -۵۰ \وختونه ۰.۴ \متن{ V} = -۲۰ \متن{ V} \]
څرنګه چې EMF یو مطلق ارزښت دی، نو پایله یې هڅول شوی ولتاژ 20 V دی.
دوهمه پوښتنه: د جنراتور د تولید ځواک
پوښتنه: که چیرې د مخکینۍ پوښتنې جنراتور د 10 ohms مقاومت لرونکي بار څخه تیریږي، نو څومره بریښنا تولیدیږي؟
بحث: لومړی، موږ د اوهم قانون په کارولو سره د بریښنا جریان محاسبه کوو:
\[ زه = \frac{V}{R} = \frac{20 \text{V}}{10 \text{ اوهم}} = 2 \text{ A} \]
تولید شوی بریښنا د لاندې فورمول په کارولو سره محاسبه کیدی شي:
\[ P = V \times I = 20 \text{ V} \times 2 \text{ A} = 40 \text{ W} \]
نو، تولید شوی بریښنا 40 واټ ده.
پوښتنه ۳: د جنراتور موثریت
پوښتنه: یو جنراتور د ۶۰ واټ میخانیکي ان پټ ځواک او ۴۵ واټ بریښنایی تولید ځواک لري. د جنراتور موثریت څومره دی؟
بحث: د جنراتور موثریت د فورمول په کارولو سره محاسبه کیدی شي:
\[ \eta = \frac{P_{\متن{بهر}}}{P_{\متن{په}}} \ځل ۱۰۰% \]
چیرته:
– \( P_{\text{out}} \) د بریښنا تولید ځواک دی،
– \( P_{\text{in}} \) د میخانیکي ان پټ ځواک دی.
نو موثریت دا دی:
\[ \eta = \frac{45 \متن{ W}}{60 \متن{ W}} \وختونه 100\% = 75\% \]
څلورمه پوښتنه: د تولید شوي AC ولټاژ فریکونسي
پوښتنه: یو سنکرونس جنراتور څلور قطبونه لري او په ۱۸۰۰ rpm کې څرخیږي. د تولید شوي AC ولټاژ فریکونسي څومره ده؟
بحث: د AC ولټاژ فریکونسي چې د یو همغږي جنراتور لخوا تولید کیږي د فورمول په کارولو سره محاسبه کیدی شي:
\[ f = \frac{P \times N}{120} \]
چیرته:
– \( P \) د قطبونو شمېر دی،
– \( N \) په RPM کې د گردش سرعت دی.
ورکړل شوي ارزښتونه ځای په ځای کړئ:
\[ f = \frac{۴ \times ۱۸۰۰}{۱۲۰} = ۶۰ \text{ Hz} \]
نو، د تولید شوي AC ولټاژ فریکونسي 60 Hz ده.
پنځمه پوښتنه: هممهاله سرعت
پوښتنه: د هغه جنراتور چې د 50 هرټز بریښنا شبکې سره وصل وي او 6 قطبونه ولري، د هممهاله سرعت معلوم کړئ.
بحث: د همغږۍ سرعت د فورمول په کارولو سره محاسبه کیدی شي:
\[ N_s = \frac{120 \ ځله f}{P} \]
چیرته:
– \( N_s \) په RPM کې همغږي سرعت دی،
– \( f \) فریکونسي په هرټز کې ده،
– \( P \) د قطبونو شمېر دی.
ورکړل شوي ارزښتونه ځای په ځای کړئ:
\[ N_s = \frac{120 \ ځله 50}{6} = 1000 \ متن{ RPM} \]
نو، د جنراتور همغږي سرعت ۱۰۰۰ RPM دی.
پایله
په دې مقاله کې، موږ د جنراتور د عملیاتو اساسي اصولو په اړه بحث کړی او د هڅول شوي ولتاژ، بریښنا، موثریت، د AC ولتاژ فریکونسۍ، او همغږي سرعت محاسبې په شمول څو مثالونه ستونزې وړاندې کړې. د دې ستونزو له لارې، موږ ولیدل چې د جنراتور مختلف پیرامیټرونه څنګه یو بل سره تړاو لري او څنګه دوی په ټولیز فعالیت اغیزه کوي. د بریښنایی انجینرۍ کې د عملي غوښتنلیکونو لپاره د دې اصولو بشپړه پوهه اړینه ده.
