בייַשפּיל פֿראַגן דיסקוסיע גענעראַטאָר
א גענעראַטאָר איז אַן עלעקטראָמאַגנעטישע מיטל וואָס קאָנווערטירט מעכאַנישע ענערגיע אין עלעקטרישע ענערגיע דורך דעם פּרינציפּ פון עלעקטראָמאַגנעטישע אינדוקציע. די מערסט אָפט געניצטע טייפּס פון גענעראַטאָרן זענען סינקראָנישע גענעראַטאָרן און אַסינקראָנישע (אָדער אינדוקציע) גענעראַטאָרן. דער אַרטיקל וועט צושטעלן עטלעכע בייַשפּיל פּראָבלעמען און דיסקוסיעס וועגן גענעראַטאָרן צו פֿאַרטיפֿן אונדזער פֿאַרשטאַנד פון זייערע אַרבעט פּרינציפּן, קאָמפּאָנענטן און אַפּליקאַציעס אין עלעקטרישע קרייזן.
גענעראַטאָר אַרבעט פּרינציפּ
דער גרונט־פּרינציפּ פֿון ווי אַ גענעראַטאָר אַרבעט איז באַזירט אויף פֿאַראַדיי'ס געזעץ פֿון עלעקטראָמאַגנעטישע אינדוקציע, וואָס זאָגט אַז אַ ענדערונג אין מאַגנעטישן פֿלוס אין אַ דראָט־שליסל וועט פּראָדוצירן אַן עלעקטראָמאָטיווע קראַפֿט (EMF). אַ גענעראַטאָר באַשטייט פֿון עטלעכע הויפּט־קאָמפּאָנענטן:
1. ראָטאָר: דער ראָטירנדיקער טייל.
2. סטאַטאָר: דער סטאַציאָנער טייל, וואו דער האַרטער דראָט אָדער שפּול איז געשטעלט.
3. מאַגנעטיש פעלד: פּראָדוצירט דורך שטענדיקע מאַגנעטן אָדער עלעקטראָמאַגנעטן.
בייַשפּיל פֿראַגן און דיסקוסיע
פראגע 1: אויסרעכענען אינדוצירטע וואלטאזש
פראגע: א גענעראַטאָר האט 50 דרייען אויף דער סטאַטאָר שפּול. אויב די ראָטאָר ראָטאַציע גיכקייט איז 1200 רפּם (ראָטאַציעס פּער מינוט) און דער מאַגנעטישער פלוס דורך איין דריי ענדערט זיך מיט 0,02 וואט, וואָס איז די אינדוצירטע וואָולטאַזש (EMF) וואָס דער גענעראַטאָר פּראָדוצירט?
דיסקוסיע: צו רעכענען די אינדוצירטע וואָולטאַזש קענען מיר נוצן פאַראַדיי'ס געזעץ גלייכונג:
\[ \text{EMF} = -N \frac{d\Phi}{dt} \]
די מאנא:
– \(N \) איז די צאָל פון דרייען,
– \( \Phi \) איז דער מאַגנעטישער פלוס, און
– \(t \) איז צייט.
דער ערשטער שריט איז צו קאָנווערטירן די גיכקייט פון RPM צו RPS (ראָטאַציעס פּער סעקונדע):
[1200 RPM = 1200}{60 RPS = 20 RPS]
דער פלוס ענדערט זיך מיט יעדער דריי, אַזוי די אָפטקייט פון פלוס ענדערונג איז די זעלבע ווי די ראָטאַציאָנעלע אָפטקייט, וואָס איז 20 הערץ. אַזוי, די ענדערונג אין פלוס פּער סעקונדע (\( \frac{d\Phi}{dt} \)) איז:
[\frac{d\Phi}{dt} = 0,02 \text{ Wb} \times 20 \text{ Hz} = 0,4 \text{ Wb/s} \]
אזוי, די רעזולטירנדיקע אינדוצירטע וואָולטאַזש איז:
[\טעקסט{EMF} = -50 \times 0,4 \טעקסט{V} = -20 \טעקסט{V} \]
זינט EMF איז אַן אַבסאָלוטער ווערט, איז די רעזולטאַט אינדוצירטע וואָולטאַזש 20 V.
פראגע 2: גענעראַטאָר אַרויסגאַנג מאַכט
פראגע: אויב דער גענעראַטאָר אין דער פריערדיקער פראגע פליסט דורך אַ רעזיסטיוו לאָוד פון 10 אָום, וויפיל עלעקטרישע מאַכט ווערט פּראָדוצירט?
דיסקוסיע: ערשטנס, רעכענען מיר אויס דעם עלעקטרישן שטראָם ניצנדיק אָהם'ס געזעץ:
[I = \frac{V}{R} = \frac{20 \text{V}}{10 \text{ אָהם}} = 2 \text{A} \]
די עלעקטרישע קראַפט וואָס ווערט גענערירט קען מען אויסרעכענען מיט דער פאָרמולע:
\[ P = V \מאל I = 20 \text{ V} \מאל 2 \text{ A} = 40 \text{ W} \]
אַזוי, די עלעקטרישע מאַכט וואָס ווערט פּראָדוצירט איז 40 וואטס.
פראגע 3: גענעראַטאָר עפעקטיווקייט
פראגע: א גענעראַטאָר האט אַ מעכאַנישע אַרייַנגאַנג מאַכט פון 60 וואטס און אַן עלעקטרישע אַרויסגאַנג מאַכט פון 45 וואטס. וואָס איז די עפעקטיווקייט פון דעם גענעראַטאָר?
דיסקוסיע: מען קען אויסרעכענען די עפעקטיווקייט פון א גענעראטאר מיט דער פארמל:
\[ \eta = \frac{P_{\text{out}}}{P_{\text{in}}} \times 100\% \]
די מאנא:
– \( P_{\text{out}} \) איז די עלעקטרישע ארויסגאנג-מאכט,
– \( P_{\text{in}} \) איז די מעכאנישע אריינגאנג-מאכט.
אַזוי די עפעקטיווקייט איז:
\[ \eta = \frac{45 \text{ W}}{60 \text{ W}} \times 100\% = 75\% \]
פראגע 4: פרעקווענץ פון די דזשענערירטע AC וואָולטידזש
פראגע: א סינקראָנישער גענעראַטאָר האט 4 פּאָלן און דרייט זיך ביי 1800 רפּם. וואָס איז די אָפטקייט פון דער AC וואָולטידזש וואָס ווערט פּראָדוצירט?
דיסקוסיע: די אָפטקייט פון די וועקסלשטראָם וואָולטאַזש פּראָדוצירט דורך אַ סינקראָניש גענעראַטאָר קען זיין קאַלקיאַלייטיד מיט די פאָרמולע:
\[f = \frac{P \times N}{120} \]
די מאנא:
– \(P \) איז די צאָל פּאָלן,
– \(N \) איז די ראָטאַציע גיכקייט אין RPM.
פאַרבייַטן די געגעבענע ווערטן:
[f = \frac{4 \times 1800}{120} = 60 \text{ הערץ} \]
אַזוי, די אָפטקייט פון די פּראָדוצירטע AC וואָולטידזש איז 60 הערץ.
פראגע 5: סינקראָנישע גיכקייט
פראגע: באַשטימען די סינקראָניש גיכקייט פון אַ גענעראַטאָר פארבונדן צו אַ 50 הערץ מאַכט גריד און מיט 6 פּאָולז.
דיסקוסיע: סינקראָנישע גיכקייט קען אויסגערעכנט ווערן מיט דער פאָרמולע:
\[ N_s = \frac{120 \times f}{P} \]
די מאנא:
– \(N_s \) איז די סינקראָנישע גיכקייט אין RPM,
– \(f \) איז די פרעקווענץ אין הערץ,
– \(P \) איז די צאָל פּאָלן.
פאַרבייַטן די געגעבענע ווערטן:
[N_s = \frac{120 \times 50}{6} = 1000 \text{ RPM} \]
אַזוי, די סינטשראָנאָוס גיכקייט פון די גענעראַטאָר איז 1000 רפּם.
קעסימפּולאַן
אין דעם אַרטיקל, האָבן מיר דיסקוטירט די גרונטפּרינציפּן פון גענעראַטאָר אָפּעראַציע און פּרעזענטירט עטלעכע בייַשפּיל פּראָבלעמען וואָס אַרייַננעמען קאַלקולאַציעס פון ינדוסט וואָולטידזש, עלעקטרישע מאַכט, עפעקטיווקייט, AC וואָולטידזש אָפטקייַט, און סינטשראָנאָוס גיכקייט. דורך די פּראָבלעמען, האָבן מיר געזען ווי פאַרשידענע גענעראַטאָר פּאַראַמעטערס זענען פארבונדן מיט יעדער אנדערער און ווי זיי ווירקן אויף די קוילעלדיק פאָרשטעלונג. א גרינטלעך פארשטאנד פון די פּרינציפּן איז יקערדיק פֿאַר פּראַקטישע אַפּלאַקיישאַנז אין עלעקטרישע אינזשעניריע.
