Zasady i sposoby przetwarzania energii
elektrycznej w energię mechaniczną i
odwrotnie
Iwona Fonfara 149421
Energia elektryczna
Energia elektryczna mo\
e być bezpośrednio
wytwarzana, a ściślej przetwarzana, z wszystkich
innych postaci energii, np. :

z energii mechanicznej - w prądnicach;

z energii świetlnej - w fotoogniwach;

z energii chemicznej - w ogniwach paliwowych;

z energii cieplnej - za pomocą generatorów
termoelektrycznych, itp.
Energia elektryczna
Z technicznego punktu widzenia najistotniejsza
jest mo\
liwość zamiany energii mechanicznej na
elektryczną, którą póz
niej mo\
na wykorzystać do
oświetlania oraz w urządzeniach elektrycznych i
elektronicznych. Słu\
ą do tego prądnice.
Prądnica, generator elektryczny

Maszyna elektryczna zamieniająca energię
mechaniczną na energię elektryczną.

Podstawowym zjawiskiem fizycznym
odpowiadającym za wytwarzanie prądu w
prądnicy jest zjawisko indukcji
elektromagnetycznej.
Podział prądnic
Ze względu na rodzaj
wytwarzanego napięcia :

prądu przemiennego;

prądu stałego.
Ze względu na budowę i
zasadę działania :

generatory synchroniczne;

generatory asynchroniczne.
Prądnica, generator elektryczny
Głównymi częściami prądnicy są stojan
(nieruchoma część związana z obudową) oraz
wirnik (rotor, część wirująca wewnątrz stojana).
Wirnik słu\
y do wytwarzania prądu elektrycznego.
Wiruje on w polu magnetycznym wytwarzanym
przez magnes stały lub uzwojenie stojana zasilane
zewnętrznym z
ródłem prądu stałego.
Prądnica, generator elektryczny
Prądu przemiennego : Prądu stałego :

wykorzystuje się zjawisko prąd elektryczny jest
indukowania siły odbierany z komutatora
elektromotorycznej w znajdującego się na osi
wyniku ruchu wirnika przy pomocy
przewodnika w polu szczotek grafitowych,
magnetycznym indukcji umieszczonych na
elektromagnetycznej. stojanie.
Prądnica prądu przemiennego
Zasadę działania prądnicy prądu przemiennego
najłatwiej wyjaśnić na przykładzie ramki
obracającej się w stałym polu magnetycznym.
Prądnica prądu przemiennego
Całkowity strumień magnetyczny przenikający
przez ramkę wyra\
a się wzorem :
Poniewa\
kąt alfa jest zale\
ny od czasu i wyra\
a
się wzorem :
Prądnica prądu przemiennego
Wzór na strumień przyjmie ostatecznie postać:

Z prawa Faraday a wiemy \
e siła
elektromotoryczna e wyra\
a się wzorem :
Prądnica prądu przemiennego
Więc siła elektromotoryczna wytwarzająca się w
ramce po scałkowaniu będzie równa :
Jak wynika ze wzoru, siła elektromotoryczna
zmienia się sinusoidalnie, a największą wartość
przyjmuje wówczas, gdy ramka jest prostopadła
do linii pola magnetycznego (linie sił są
równoległe do wektora normalnego powierzchni
ramki).
Prądnica prądu stałego
Z modelu prądnicy prądu przemiennego mo\
na
łatwo przejść do prądnicy prądu stałego poprzez
zało\
enie komutatora na trzpień wirnika,
prostującego przebieg prądu. Siła
elektromotoryczna wytwarzana przez taką
prądnicę będzie się wyra\
ała wzorem :
Prądnica
Prądnice  w 4 zdaniach
Prądnica (generator napięcia) jest prostym urządzeniem
przekształcającym energie mechaniczną w przepływ
prądu. Podstawę jej budowy stanowi wirujące uzwojenie,
najczęściej miedziane (mieć jest dobrym przewodnikiem
prądu.) Do końców zwojnicy przyczepione są tzw.
komutatory - przewodzące pierścienie połączone z
obwodem zewnętrznym urządzenia. Siła
elektromotoryczna powstaje na skutek obrotu ramy ze
zwojnicą. Prądnice dzieli się ze względu na rodzaj
wytwarzanego prądu elektrycznego na prądnice prądu
stałego i prądnice prądu zmiennego (alternatory).
Silnik elektryczny

Maszyna elektryczna, w której energia elektryczna
zamieniana jest na energię mechaniczną.

Zamiana energii elektrycznej na pracę mechaniczną
odbywa się w silnikach elektrycznych, które budową nie
ró\
nią się od prądnic. Istotną cechą tej zmiany energii jest
indukowanie się podczas ruchu silnika napięcia 'e' o
zwrocie przeciwnym ni\
zwrot prądu dostarczanego do
sieci. Dlatego w praktyce nazywa się je teraz siłą
przeciwelektromotoryczną.
Silnik elektryczny

Pracę silnika powoduje prąd elektryczny który
płynąc przez uzwojenia wirnika znajdującego się
w polu magnetycznym wymusza obrót.
Spowodowane jest to występowaniem dwóch pól
magnetycznych oddziałujących między sobą. Prąd
przepływa przez kolejne uzwojenia wymuszając
ciągły obrót - proces ten przebiega bardzo szybko
przez co praca silnika jest płynna.
Dziękuję za uwagę