Hej! Witaj w naszym przewodniku przygotowującym do egzaminu z prądnic prądu stałego i przemiennego. Spokojnie, poradzimy sobie z tym razem!
Prądnica Prądu Stałego (DC Generator)
Zacznijmy od prądnicy prądu stałego. To urządzenie, które zamienia energię mechaniczną na energię elektryczną prądu stałego. Pamiętaj, że kluczowe słowo to "stały".
Budowa Prądnicy DC
Prądnica DC składa się z kilku ważnych elementów:
- Stojan: To nieruchoma część, która zawiera uzwojenie wzbudzenia. Tworzy pole magnetyczne.
- Wirnik (Armatura): To ruchoma część, w której indukuje się siła elektromotoryczna (SEM). Ma uzwojenie armatury.
- Komutator: Bardzo ważny! Mechanicznie prostuje prąd przemienny indukowany w wirniku, zamieniając go na prąd stały na wyjściu.
- Szczotki: Przenoszą prąd z komutatora do obwodu zewnętrznego.
Zasada Działania
Jak to działa? Wirnik obraca się w polu magnetycznym wytworzonym przez stojan. Zgodnie z prawem indukcji elektromagnetycznej Faradaya, w uzwojeniu wirnika indukuje się siła elektromotoryczna (SEM).
Ale uwaga! Ta SEM jest przemienna. I tu wkracza komutator. Zmienia on połączenia uzwojeń wirnika z obwodem zewnętrznym w odpowiednich momentach, tak że prąd na wyjściu jest stały, choć pulsujący.
Rodzaje Prądnic DC
Mamy różne typy, zależnie od sposobu wzbudzenia pola magnetycznego:
- Prądnica samowzbudna: Uzwojenie wzbudzenia jest zasilane z prądu generowanego przez samą prądnicę. Dzielimy je na:
- Szeregowa: Uzwojenie wzbudzenia jest połączone szeregowo z uzwojeniem armatury.
- Bocznikowa: Uzwojenie wzbudzenia jest połączone równolegle (bocznikowo) z uzwojeniem armatury.
- Złożona (kompaund): Ma zarówno uzwojenie szeregowe, jak i bocznikowe.
- Prądnica obcowzbudna: Uzwojenie wzbudzenia jest zasilane z zewnętrznego źródła prądu.
Prądnica Prądu Przemiennego (AC Generator) - Alternator
Teraz przejdźmy do prądnicy prądu przemiennego, zwanej też alternatorem. Ona również zamienia energię mechaniczną na energię elektryczną, ale tym razem prądu przemiennego.
Budowa Alternatora
Podobnie jak prądnica DC, ma:
- Stojan: Zawiera uzwojenie, w którym indukuje się prąd przemienny.
- Wirnik: Wytwarza pole magnetyczne. Może być uzwojony (zasilany prądem stałym) lub mieć magnesy trwałe.
- Pierścienie ślizgowe i szczotki (w wersjach z uzwojonym wirnikiem): Przenoszą prąd stały do uzwojenia wirnika.
Zauważ brak komutatora! To kluczowa różnica.
Zasada Działania
Wirnik z polem magnetycznym obraca się wewnątrz stojana. Zgodnie z prawem Faradaya, w uzwojeniu stojana indukuje się siła elektromotoryczna (SEM). Ponieważ pole magnetyczne się zmienia (obraca), indukowana SEM jest przemienna.
I to wszystko! Bez komutacji, prąd generowany jest od razu przemienny.
Rodzaje Alternatorów
Alternatory można klasyfikować na różne sposoby:
- Ze względu na konstrukcję wirnika: z wirnikiem uzwojonym lub z magnesami trwałymi.
- Ze względu na liczbę faz: jednofazowe lub wielofazowe (najczęściej trójfazowe).
Różnice Kluczowe
Podsumujmy najważniejsze różnice:
- Komutator: Prądnica DC ma komutator, alternator nie.
- Rodzaj prądu: Prądnica DC generuje prąd stały, alternator generuje prąd przemienny.
- Zastosowanie: Prądnice DC były popularne dawniej, ale alternatory są obecnie szerzej stosowane, zwłaszcza w energetyce i motoryzacji (w samochodach).
Wzory (przypomnienie)
Warto znać podstawowe wzory:
- SEM indukowana: E = k * Φ * n (gdzie k to stała, Φ to strumień magnetyczny, a n to prędkość obrotowa).
Podsumowanie
Pamiętaj:
- Prądnica DC: zamienia energię mechaniczną na energię elektryczną prądu stałego (z komutatorem).
- Alternator: zamienia energię mechaniczną na energię elektryczną prądu przemiennego (bez komutatora).
- Zrozum budowę i zasadę działania obu typów.
- Znaj różnice między nimi.
- Powtórz wzory.
Dasz radę! Powodzenia na egzaminie!