Sähkömoottori vs generaattori
Sähköstä on tullut erottamaton osa elämäämme; enemmän tai vähemmän koko elämäntapa perustuu sähkölaitteisiin. Energia muuttuu monista muodoista sähköenergian muotoon kaikkien näiden laitteiden virran kytkemiseksi. Sähkömoottori on laite, joka muuntaa mekaanisen energian sähköenergiaksi. Toisaalta laitteita käytetään muuntamaan sähköenergia mekaaniseksi tarpeen mukaan. Moottori on laite, joka suorittaa tämän toiminnon.
Lisätietoja sähkögeneraattorista
Kaikkien sähkögeneraattoreiden toiminnan perusperiaate on Faradayn sähkömagneettisen induktion laki. Tämän periaatteen idea on, että kun magneettikenttä muuttuu johtimen (esimerkiksi langan) yli, elektronit pakotetaan liikkumaan magneettikentän suuntaan nähden kohtisuorassa suunnassa. Tämän seurauksena syntyy elektronien paine johtimessa (sähkömoottori), mikä johtaa elektronien virtaukseen yhteen suuntaan. Ollakseen teknisempi, magneettivuon muutosnopeus johtimen yli aiheuttaa johtimessa sähkömoottorin voiman ja sen suunnan antaa Flemingin oikean käden sääntö. Tätä ilmiötä käytetään suurelta osin sähkön tuottamiseen.
Tämän magneettivuon muutoksen aikaansaamiseksi johtavan johdon yli magneetteja ja johtavia johtoja liikutetaan suhteellisen siten, että virtaus vaihtelee sijainnin mukaan. Lisäämällä johtojen määrää voit lisätä syntyvää sähkömoottoria; siksi langat kierretään kelaan, joka sisältää suuren määrän käännöksiä. Magneettikentän tai kelan asettaminen pyörimisliikkeeseen, kun toinen on paikallaan, sallii jatkuvan vuon vaihtelun.
Generaattorin pyörivää osaa kutsutaan roottoriksi ja paikallaan olevaa osaa staattoriksi. Generaattorin emf-generoivaan osaan viitataan armeijana, kun taas magneettikenttää kutsutaan yksinkertaisesti kentäksi. Ankkuria voidaan käyttää joko staattorina tai roottorina, kun taas kenttäkomponentti on toinen. Kentän voimakkuuden lisääminen mahdollistaa myös indusoidun emf: n kasvamisen.
Koska kestomagneetit eivät pysty tuottamaan tarvittavaa voimakkuutta generaattorin sähköntuotannon optimoimiseksi, käytetään sähkömagneetteja. Tämän kenttäpiirin läpi virtaa paljon pienempi virta kuin ankkuripiiri ja alempi virta kulkevat liukurenkaiden läpi, jotka pitävät sähköliitännän rotaattorissa. Tämän seurauksena suurimmalla osalla vaihtovirtageneraattoreista on roottorissa ja staattorissa oleva kenttäkäämitys ankkurikäämityksenä.
Lisätietoja sähkömoottorista
Moottoreissa käytetty periaate on toinen induktioperiaatteen näkökohta. Lain mukaan, jos varaus liikkuu magneettikentässä, voima vaikuttaa lataukseen suunnassa, joka on kohtisuorassa sekä varauksen nopeuteen että magneettikenttään. Samaa periaatetta sovelletaan varauksen virtaukseen, se on virta ja johtaja, joka kuljettaa virtaa. Suunnan tämän voiman antaa Flemingin oikean käden sääntö. Tämän ilmiön yksinkertainen tulos on, että jos virta kulkee johtimessa magneettikentässä, johtaja liikkuu. Kaikki induktiomoottorit toimivat tällä periaatteella.
Kuten generaattorissa, moottorissa on myös roottori ja staattori, jossa roottoriin kiinnitetty akseli toimittaa mekaanista energiaa. Kelojen käännösten lukumäärä ja magneettikentän voimakkuus vaikuttavat järjestelmään samalla tavalla.
Mitä eroa on sähkömoottorilla ja sähkögeneraattorilla?
• Generaattori muuntaa mekaanisen energian sähköenergiaksi, kun taas moottori muuntaa mekaanisen energian sähköenergiaksi.
• Generaattorissa roottoriin kiinnitettyä akselia ohjaa mekaaninen voima ja ankkurikäämeissä syntyy sähkövirtaa, kun taas moottorin akselia käyttävät ankkurin ja kentän väliin muodostuneet magneettiset voimat; virta on syötettävä ankkurikäämitykseen.
• Moottorit (yleensä magneettikentän liikkuva varaus) noudattavat Flemingin vasemman käden sääntöä, kun taas generaattori noudattaa Flemingin vasemman käden sääntöä.
