การเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้าและเครื่องกำเนิดไฟฟ้า
| English | ไทย |
|---|---|
| generator/ˈdʒenəreɪtə/ | เครื่องกำเนิดไฟฟ้า |
| electromagnetic induction/ɪˌlektrəʊməɡˈnetɪk ɪnˈdʌkʃn/ | การเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า |
| induced/ɪnˈdjuːst/ | เหนี่ยวนำ |
| a.c. generator/ˌeɪ ˈsiː ˈdʒenəreɪtə/ | เครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับ (a.c. generator) |
| slip rings/slɪp rɪŋz/ | วงแหวนลื่น (slip rings) |
| brushes/ˈbrʌʃɪz/ | แปรงถ่าน |
การผลิตไฟฟ้าจากการเคลื่อนที่
- ผลของมอเตอร์เปลี่ยนไฟฟ้าเป็นการเคลื่อนที่运行它 backwards — movement into electricity — and you have a generator.
- นี่คือ การเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า และเป็นแหล่งกำเนิดไฟฟ้าเกือบทุกแห่งบนโลก
- มาดูกันว่าการเคลื่อนที่สร้างกระแสไฟฟ้าได้อย่างไร
การเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า
- เมื่อลวด เคลื่อนที่ข้าม สนามแม่เหล็ก — หรือสนามแม่เหล็ก ผ่านคอยล์เปลี่ยน — จะเกิด e.m.f.被感应出
- หากลวดเป็นส่วนหนึ่งของวงจร.transformed into a complete circuit, that e.m.f. drives a current.
- ขยับแม่เหล็กเข้าไปและออกจากคอยล์ที่เชื่อมต่อกับมิเตอร์ เข็มจะกระพริบ
เครื่องกำเนิดไฟฟ้า
V = a sin(bt)
คอยล์ที่หมุนจะเหนี่ยวนำแรงดันไฟฟ้าแบบ ไซน์ — ซึ่งเป็นเอาต์พุตกระแสสลับ
คุณสามารถเหนี่ยวนำกระแสไฟฟ้าในคอยล์ด้วยแม่เหล็กได้อย่างไร?
กระแสไฟฟ้าจะถูกเหนี่ยวนำก็ต่อเมื่อสนามแม่เหล็กที่ผ่านคอยล์มีการเปลี่ยนแปลง — ตัวอย่างเช่นด้วยการเคลื่อนย้ายแม่เหล็ก
แม่เหล็กที่ถือนิ่งอยู่ในขดลวดจะเหนี่ยวนำกระแสไฟฟ้าคงที่
ต้องมีการเคลื่อนย้ายหรือสนามที่เปลี่ยนแปลง แม่เหล็กที่นิ่งไม่ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลง จึงไม่มีการเหนี่ยวนำ e.m.f.
การทำให้ e.m.f. ที่เหนี่ยวนำมีค่ามากขึ้น
- e.m.f. ที่เหนี่ยวนำจะมีค่า มาก ขึ้นเมื่อใช้แม่เหล็กที่ แรงขึ้น, เคลื่อนเร็วขึ้น หรือใช้ จำนวนรอบของคอยล์มากขึ้น.
- ต้องมีการ เคลื่อนที่หรือเปลี่ยนแปลง — หากแม่เหล็กนิ่งอยู่ภายในคอยล์จะ ไม่เกิด任何东西 (induces nothing).
- e.m.f. ที่เหนี่ยวนำจะทำงานเพื่อ ต้านทาน การเปลี่ยนแปลงที่ทำให้มันเกิดขึ้นเสมอ
เครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับ
การเปลี่ยนแปลงใดจะทำให้ e.m.f. ที่เหนี่ยวนำมีค่าสูงขึ้น?
แม่เหล็กที่แข็งแรงขึ้น การเคลื่อนย้ายเร็วขึ้น หรือจำนวนรอบที่มากขึ้น ล้วนเพิ่ม e.m.f. ที่เหนี่ยวนำ
จับคู่แต่ละแนวคิดกับสิ่งที่มันหมายถึง
แต่ละรายการเชื่อมโยงพจน์กับความหมายที่ถูกต้อง
เครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับ
- เครื่องกำเนิดไฟฟ้า a.c. หมุนคอยล์ในสนามแม่เหล็ก เมื่อหมุน สนามผ่านคอยล์จะเปลี่ยนแปลงตลอดเวลา จึงเกิด e.m.f. แบบ สลับทิศทาง (alternating) ขึ้นมา
- Slip rings และแปรงถ่าน (brushes) ทำหน้าที่นำกระแสไฟออกไปในขณะที่คอยล์ยังหมุนอยู่
- e.m.f. มีค่า สูงสุด เมื่อคอยล์ราบ (ตัดเส้นสนามได้เร็วที่สุด) และมีค่า ศูนย์ เมื่อคอยล์ตั้งฉาก — ทำให้ได้สัญญาณรูปคลื่น (sine wave)
เอาต์พุตของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า a.c. แบบง่ายคือ:
เมื่อคอยล์หมุน สนามแม่เหล็กที่ผ่านคอยล์จะเปลี่ยนไปมา ให้ e.m.f. แบบสลับ (คลื่นไซน์)
วงแหวนลื่นและแปรงถ่านทำหน้าที่อย่างไรในเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับ?
วงแหวนลื่นและแปรงถ่านรักษาการสัมผัสแบบเลื่อน เพื่อส่งกระแสสลับออกไปโดยไม่ทำให้สายไฟพันกัน (ต่างจากคอมมิูเตเตอร์ที่เปลี่ยนทิศทางกระแส — ซึ่งใช้กับมอเตอร์หรือเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสตรง)
คุณเข้าใจแล้ว
- การเคลื่อนสายไฟข้ามสนาม (หรือการเปลี่ยนแปลงสนามผ่านคอยล์) จะ เหนี่ยวนำ e.m.f. ขึ้นมา
- e.m.f. มากขึ้น: แม่เหล็กแรงขึ้น, เคลื่อนเร็วขึ้น, จำนวนรอบมากขึ้น — และต้องมีการเปลี่ยนแปลง
- เครื่องกำเนิดไฟฟ้า a.c. หมุนคอยล์ → เกิด e.m.f. สลับทิศทาง; slip rings + brushes นำออก
- สัญญาณออกเป็นคลื่นไซน์: สูงสุดเมื่อคอยล์ราบ, ศูนย์เมื่อตั้งฉาก