Misol savollari muhokama generatori
Generator - bu elektromagnit induksiya printsipi orqali mexanik energiyani elektr energiyasiga aylantiradigan elektromagnit qurilma. Eng ko'p ishlatiladigan generator turlari sinxron generatorlar va asinxron (yoki induksiya) generatorlardir. Ushbu maqolada generatorlarning ish printsiplari, komponentlari va elektr zanjirlaridagi qo'llanilishini chuqurroq tushunishimiz uchun ular haqida bir nechta misollar va muhokamalar keltirilgan.
Jeneratörning ishlash printsipi
Generatorning ishlash printsipi Faradayning Elektromagnit induksiya qonuniga asoslangan bo'lib, unda sim halqasidagi magnit oqimining o'zgarishi elektromotor kuchini (EMF) hosil qilishi aytilgan. Generator bir nechta asosiy komponentlardan iborat:
1. Rotor: Aylanuvchi qism.
2. Stator: Qattiq sim yoki g'altak joylashtirilgan statsionar qism.
3. Magnit maydoni: Doimiy magnitlar yoki elektromagnitlar tomonidan hosil qilinadi.
Namunaviy savollar va muhokama
1-savol: Induksion kuchlanishni hisoblash
Savol: Generatorning stator g'altakchasida 50 ta o'q bor. Agar rotorning aylanish tezligi 1200 rpm (daqiqada aylanishlar) bo'lsa va bir o'q orqali magnit oqimi 0,02 Vb ga o'zgarsa, generator tomonidan ishlab chiqarilgan induksion kuchlanish (EMF) nima?
Munozara: Induksiyalangan kuchlanishni hisoblash uchun biz Faraday qonuni tenglamasidan foydalanishimiz mumkin:
\[ \text{EMF} = -N \frac{d\Phi}{dt} \]
Qayerda:
– \( N \) - burilishlar soni,
– \( \Phi \) magnit oqimi va
– \( t \) vaqt.
Birinchi qadam tezlikni RPM dan RPS ga (sekundiga aylanishlar) o'zgartirishdir:
\[ 1200 \text{ RPM} = \frac{1200}{60} \text{ RPM} = 20 \text{ RPM} \]
Oqim har bir aylanish bilan o'zgaradi, shuning uchun oqim o'zgarishi chastotasi aylanish chastotasi bilan bir xil, ya'ni 20 Gts. Shunday qilib, sekundiga oqimning o'zgarishi (\( \frac{d\Phi}{dt} \)) quyidagicha:
\[ \frac{d\Phi}{dt} = 0,02 \text{ Wb} \times 20 \text{ Hz} = 0,4 \text{ Wb/s} \]
Shunday qilib, natijada hosil bo'lgan induktsiyalangan kuchlanish quyidagicha bo'ladi:
\[ \text{EMF} = -50 \times 0,4 \text{V} = -20 \text{V} \]
EMF mutlaq qiymat bo'lgani uchun, natijada hosil bo'lgan induktsiyalangan kuchlanish 20 V ni tashkil qiladi.
2-savol: Generatorning chiqish quvvati
Savol: Agar oldingi savoldagi generator 10 ohmlik qarshilik yukidan o'tsa, qancha elektr energiyasi ishlab chiqariladi?
Munozara: Birinchidan, biz Ohm qonuni yordamida elektr tokini hisoblaymiz:
\[ I = \frac{V}{R} = \frac{20 \text{V}}{10 \text{ ohm}} = 2 \text{ A} \]
Ishlab chiqarilgan elektr energiyasini quyidagi formula yordamida hisoblash mumkin:
\[ P = V \times I = 20 \text{ V} \times 2 \text{ A} = 40 \text{ W} \]
Shunday qilib, ishlab chiqarilgan elektr quvvati 40 vattni tashkil qiladi.
3-savol: Generator samaradorligi
Savol: Generatorning mexanik kirish quvvati 60 vatt, elektr chiqish quvvati esa 45 vatt. Generatorning samaradorligi qancha?
Munozara: Generatorning samaradorligini quyidagi formula yordamida hisoblash mumkin:
\[ \eta = \frac{P_{\text{out}}}{P_{\text{in}}} \marta 100\% \]
Qayerda:
– \( P_{\text{out}} \) elektr chiqish quvvati,
– \( P_{\text{in}} \) mexanik kirish quvvatidir.
Shunday qilib, samaradorlik quyidagicha:
\[ \eta = \frac{45 \text{ W}}{60 \text{ W}} \marta 100\% = 75\% \]
4-savol: Yaratilgan o'zgaruvchan tok kuchlanishining chastotasi
Savol: Sinxron generator 4 ta qutbga ega va 1800 rpm tezlikda aylanadi. Ishlab chiqarilgan o'zgaruvchan tok kuchlanishining chastotasi qanday?
Munozara: Sinxron generator tomonidan ishlab chiqarilgan o'zgaruvchan tok kuchlanishining chastotasini quyidagi formula yordamida hisoblash mumkin:
\[ f = \frac{P \times N}{120} \]
Qayerda:
– \( P \) qutblar soni,
– \( N \) - aylanish tezligi RPM da.
Berilgan qiymatlarni almashtiring:
\[ f = \frac{4 \times 1800}{120} = 60 \text{ Hz} \]
Shunday qilib, ishlab chiqarilgan AC kuchlanishining chastotasi 60 Gts ni tashkil qiladi.
5-savol: Sinxron tezlik
Savol: 50 Gts chastotali elektr tarmog'iga ulangan va 6 qutbga ega generatorning sinxron tezligini aniqlang.
Munozara: Sinxron tezlikni quyidagi formula yordamida hisoblash mumkin:
\[ N_s = \frac{120 \times f}{P} \]
Qayerda:
– \( N_s \) RPMdagi sinxron tezlik,
– \( f \) - Hz bilan ifodalangan chastota,
– \( P \) qutblar soni.
Berilgan qiymatlarni almashtiring:
\[ N_s = \frac{120 \times 50}{6} = 1000 \text{ RPM} \]
Shunday qilib, generatorning sinxron tezligi 1000 rpm ni tashkil qiladi.
Xulosa
Ushbu maqolada biz generatorning ishlashining asosiy tamoyillarini muhokama qildik va induktsiyalangan kuchlanish, elektr quvvati, samaradorlik, o'zgaruvchan tok kuchlanish chastotasi va sinxron tezlikni hisoblash bilan bog'liq bir nechta misol masalalarni taqdim etdik. Ushbu masalalar orqali biz turli generator parametrlarining bir-biri bilan qanday bog'liqligini va ularning umumiy ishlashga qanday ta'sir qilishini ko'rib chiqdik. Ushbu tamoyillarni chuqur tushunish elektrotexnikada amaliy qo'llanmalar uchun juda muhimdir.
