Àpẹẹrẹ Àwọn Ìbéèrè Olùpèsè Ìjíròrò
Ẹ̀rọ amúlétutù jẹ́ ẹ̀rọ amúlétutù tí ó ń yí agbára ẹ̀rọ padà sí agbára iná mànàmáná nípasẹ̀ ìlànà ìfàsẹ́yìn oníná. Àwọn irú amúlétutù tí a sábà máa ń lò jùlọ ni àwọn amúlétutù oníná àti àwọn amúlétutù oníná tí kò ní ìbáṣepọ̀ (tàbí ìfàsẹ́yìn). Àpilẹ̀kọ yìí yóò pèsè àpẹẹrẹ àwọn ìṣòro àti ìjíròrò nípa àwọn amúlétutù láti mú kí òye wa jinlẹ̀ síi nípa àwọn ìlànà iṣẹ́ wọn, àwọn èròjà, àti àwọn ohun èlò nínú àwọn àyíká iná mànàmáná.
Ilana Iṣiṣẹ Generator
Ìlànà ìpìlẹ̀ bí ẹ̀rọ amúṣẹ́dá ṣe ń ṣiṣẹ́ dá lórí Òfin Faraday ti Ìfàmọ́ra Ẹ̀rọ amúṣẹ́dá, èyí tí ó sọ pé ìyípadà nínú ìṣàn oofa nínú ìyípo wáyà yóò mú agbára electromotive (EMF) jáde. Ẹ̀rọ amúṣẹ́dá kan ní ọ̀pọ̀lọpọ̀ àwọn èròjà pàtàkì:
1. Rotor: Apá tí ń yípo.
2. Stator: Apá tí ó dúró, níbi tí a gbé wáyà tàbí okùn líle náà sí.
3. Ibùdó Oofa: A ṣe é nípasẹ̀ àwọn oofa tí ó wà títí láé tàbí àwọn ẹ̀rọ itanna.
Àpẹẹrẹ Àwọn Ìbéèrè àti Ìjíròrò
Ìbéèrè 1: Ṣíṣírò Fólítììjì Tí A Ń Fa
Ìbéèrè: Ẹ̀rọ amúṣẹ́dá kan ní ìyípo 50 lórí ìgò stator. Tí iyára ìyípo rotor bá jẹ́ 1200 rpm (yíyípo fún ìṣẹ́jú kan) tí ìṣàn oofa nípasẹ̀ ìyípo kan bá sì yípadà sí 0,02 Wb, kí ni Induced Voltage (EMF) tí ẹ̀rọ amúṣẹ́dá náà ń ṣe?
Ìjíròrò: Láti ṣírò fóltéèjì tí a fa, a lè lo ìlànà òfin Faraday:
\[ \text{EMF} = -N \frac{d\Phi}{dt} \]
iṣẹ́ mi:
– \( N \) ni iye awọn iyipo,
– \( \Phi \) ni iṣan oofa, ati
– \( t \) ni akoko.
Igbesẹ akọkọ ni lati yi iyara pada lati RPM si RPS (awọn iyipo fun iṣẹju-aaya):
\[ 1200 \ọ̀rọ̀{ RPM} = \frac{1200}{60} \ọ̀rọ̀{ RPS} = 20 \ọ̀rọ̀{ RPS} \]
Ìṣàn náà máa ń yípadà pẹ̀lú ìyípadà kọ̀ọ̀kan, nítorí náà ìyípadà ìṣàn náà bá ìyípadà ìṣàn náà mu, èyí tí í ṣe 20 Hz. Nítorí náà, ìyípadà ìṣàn náà fún ìṣẹ́jú-àáyá kan náà (\( \frac{d\Phi}{dt} \)) ni:
\[ \frac{d\Phi}{dt} = 0,02 \text{ Wb} \times 20 \text{ Hz} = 0,4 \text{ Wb/s} \]
Nítorí náà, foliteji tí ó fa jẹ́:
\[ \text{EMF} = -50 \times 0,4 \text{ V} = -20 \text{ V} \]
Níwọ́n ìgbà tí EMF jẹ́ iye pípé, folti tí ó fa ìfàsẹ́yìn jẹ́ 20 V.
Ìbéèrè 2: Agbára Ìjáde Ẹ̀rọ Amúṣiṣẹ́
Ìbéèrè: Tí ẹ̀rọ amúṣẹ́dá nínú ìbéèrè tó ṣáájú bá ń ṣàn nípasẹ̀ ẹrù tó lágbára tó jẹ́ 10 ohms, agbára iná mànàmáná mélòó ni a ń ṣe?
Ìjíròrò: Àkọ́kọ́, a máa ṣírò agbára iná mànàmáná nípa lílo Òfin Ohm:
\[ I = \frac{V}{R} = \frac{20 \text{ V}}{10 \text{ ohm}} = 2 \text{ A} \]
A le ṣe iṣiro agbara itanna ti a ṣẹda nipa lilo agbekalẹ naa:
\[ P = V \igba I = 20 \ọ̀rọ̀{ V} \ìgbà 2 \ọ̀rọ̀{ A} = 40 \ọ̀rọ̀{ W} \]
Nitorinaa, agbara ina ti a ṣe ni 40 watts.
Ìbéèrè 3: Ìmúṣe Ẹ̀rọ Amúṣiṣẹ́
Ìbéèrè: Ẹ̀rọ amúṣẹ́dá kan ní agbára ìtẹ̀síwájú ẹ̀rọ ti 60 watts àti agbára ìtẹ̀síwájú ẹ̀rọ amúṣẹ́dá ti 45 watts. Kí ni agbára ẹ̀rọ amúṣẹ́dá náà?
Ìjíròrò: A lè ṣírò bí a ṣe ń lo àgbékalẹ̀ yìí láti ṣírò bí a ṣe ń lo ẹ̀rọ ìṣiṣẹ́:
\[ \eta = \frac{P_{\text{out}}}{P_{\text{in}}} \times 100\% \]
iṣẹ́ mi:
– \(P_{\text{out}} \) ni agbara ina,
– \(P_{\text{in}} \) ni agbara titẹ sii ẹrọ.
Nitorinaa ṣiṣe naa jẹ:
\[ \eta = \frac{45 \text{ W}}{60 \text{ W}} \times 100\% = 75\% \]
Ìbéèrè 4: Ìgbàgbogbo ti Fóltéèjì AC tí a ṣẹ̀dá
Ìbéèrè: Ẹ̀rọ amúṣẹ́dára aláfọwọ́ṣe kan ní òpó mẹ́rin ó sì ń yípo ní 1800 rpm. Kí ni ìgbà tí a ń ṣe fóltéèjì AC?
Ìjíròrò: A lè ṣírò ìgbà tí fóltéèjì AC tí a ń ṣe nípasẹ̀ ẹ̀rọ amúṣẹ́dára amúṣẹ́dára kan bá ń ṣiṣẹ́ nípa lílo fọ́múlá náà:
\[ f = \frac{P \times N}{120} \]
iṣẹ́ mi:
– \( P \) ni iye awọn ọpá,
– \( N \) ni iyara iyipo ninu RPM.
Rọpo awọn iye ti a fun ni:
\[ f = \frac{4 \times 1800}{120} = 60 \text{ Hz} \]
Nitorinaa, igbohunsafẹfẹ ti folti AC ti a ṣejade jẹ 60 Hz.
Ìbéèrè 5: Ìyára Ìṣiṣẹ́pọ̀
Ìbéèrè: Pinnu iyara amuṣiṣẹpọ ti ẹrọ itanna ti a so mọ grid agbara 50 Hz ati nini awọn ọpá mẹfa.
Ìjíròrò: A lè ṣírò iyàrá ìṣiṣẹ́pọ̀ nípa lílo àgbékalẹ̀ náà:
\[ N_s = \frac{120 \igba f}{P} \]
iṣẹ́ mi:
– \(N_s \) ni iyara amuṣiṣẹpọ ni RPM,
– \( f \) ni igbohunsafẹfẹ ninu Hz,
– \( P \) ni iye awọn ọpá.
Rọpo awọn iye ti a fun ni:
\[ N_s = \frac{120 \times 50}{6} = 1000 \text{ RPM} \]
Nitorinaa, iyara amuṣiṣẹpọ ti ẹrọ ina jẹ 1000 RPM.
Ipari
Nínú àpilẹ̀kọ yìí, a ti jíròrò àwọn ìlànà ìpìlẹ̀ iṣẹ́ ẹ̀rọ amúṣẹ́dá, a sì ti gbé àwọn àpẹẹrẹ ìṣòro tó ní í ṣe pẹ̀lú ìṣirò fóltéèjì tí a fa, agbára iná mànàmáná, ìṣiṣẹ́, ìgbóná fóltéèjì AC, àti iyàrá ìṣiṣẹ́pọ̀ kalẹ̀. Nípasẹ̀ àwọn ìṣòro wọ̀nyí, a ti rí bí onírúurú pàrámítà ẹ̀rọ amúṣẹ́dá ṣe ní í ṣe pẹ̀lú ara wọn àti bí wọ́n ṣe ní ipa lórí iṣẹ́ gbogbogbòò. Òye pípéye nípa àwọn ìlànà wọ̀nyí ṣe pàtàkì fún àwọn ohun èlò tó wúlò nínú ìmọ̀ ẹ̀rọ amúṣẹ́dá.
