Inducirana
napetost v vrteči zanki. Kadar se zanka oziroma ovoj giblje v
magnetnem polju, se more v njej inducirati tako gibalna kot
transformatorska napetost. Izbran, lažji primer bo osvetlil način
generiranja napetosti v ovoju, ki se enakomerno vrti v homogenem
magnetnem polju. Primer podaja idejno zasnovo induciranja izmenične
napetosti v sinhronskem generatorju, v stroju, ki je
»srce« vsake elektrarne elektroenergetskega sistema.
Imejmo odprto
pravokotno zanko, ki se vrti z n obrati/min in je
izpostavljena homogenemu magnetnemu polju gostote B. Ob času
t = 0 s naj ravnina
zanke oklepa z osjo X kot
a (slika 13).
Izračunajmo napetost
u med kontaktoma, ki drsita po obročih, na katera sta
priključena konca ovoja! Krožna frekvenca ovoja je
w
= 2pn
/ 60 s. Za fluks f
skozi ovoj je odločilna le njegova tlorisna površina (tloris
površine zanke, ki jo magnetno polje prečka):
Inducirana napetost
v zanki v desno okoli pretoka f
sledi iz indukcijskega zakona, pri čemer upoštevamo rezultat za
strmino sinusne funkcije:
Prek sponk in ovoja
zapišemo napetost uzanke, pri čemer upoštevamo, da
je padec napetosti v žici ovoja in obročih enak nič, saj se v
odprtem ovoju tok ne inducira: uzanke
=
-u
= uind..
Napetost med drsnikoma je enaka negativni vrednosti inducirane
napetosti:
Pri tem smo
upoštevali še to, da negativna sinusna funkcija prehiteva sinusno
funkcijo za kot p.
Zgled 4.
Če bi imela zanka površino 0,2 m2 in bi se vrtela v polju
gostote 1 T s 3000 obrati/min, bi se med obročema inducirala
napetost frekvence 50 Hz, katere amplituda bi imela vrednost 62,8 V.
Brž ko bi ovoj zamenjali z N soležnimi zavoji žice s koncema
na obročih, bi se v vseh zavojih inducirala enaka napetost; ker pa
si zavoji sledijo zaporedno eden za drugim, bo generirana napetost
med obročema N-kratnik inducirane napetosti v enem od zavojev
(s tridesetimi zavoji bi pridobili že napetost amplitude okrog 1900
V).
Zgradba sinhronskega
generatorja je seveda zahtevnejša, v sami ideji pa identična.
|