Sähkömoottori vs generaattori
Sähköstä on tullut erottamaton osa elämäämme; enemmän tai vähemmän koko elämäntapamme perustuu sähkölaitteisiin. Energiaa muunnetaan monista muodoista sähköenergiaksi, jotta kaikki nämä laitteet saadaan käyttöön. Sähkömoottori on laite, joka muuntaa mekaanisen energian sähköenergiaksi. Toisa alta laitteita käytetään sähköenergian muuntamiseen mekaaniseksi tarpeen mukaan. Moottori on laite, joka suorittaa tämän toiminnon.
Lisätietoja sähkögeneraattorista
Kaikkien sähkögeneraattoreiden toiminnan perusperiaate on Faradayn sähkömagneettisen induktion laki. Tämän periaatteen ajatuksena on, että kun magneettikenttä muuttuu johtimen (esimerkiksi langan) poikki, elektronit pakotetaan liikkumaan suunnassa, joka on kohtisuorassa magneettikentän suuntaan nähden. Tämä johtaa elektronien paineen muodostumiseen johtimessa (sähkömotorinen voima), mikä johtaa elektronien virtaukseen yhteen suuntaan. Teknisemmin sanottuna johtimen poikki tapahtuvan magneettivuon muutoksen aikanopeus indusoi johtimessa sähkömotorisen voiman ja sen suunta saadaan Flemingin oikean käden säännöstä. Tätä ilmiötä käytetään suurelta osin sähkön tuottamiseen.
Tämän magneettivuon muutoksen saavuttamiseksi johtavan johdon poikki magneetteja ja johtavia johtimia liikutetaan suhteellisesti siten, että vuo vaihtelee sijainnin mukaan. Lisäämällä johtojen määrää voit lisätä tuloksena olevaa sähkömoottorivoimaa; siksi johdot kierretään kelaksi, joka sisältää suuren määrän kierroksia. Joko magneettikentän tai kelan asettaminen pyörivään liikkeeseen toisen ollessa paikallaan mahdollistaa jatkuvan vuon vaihtelun.
Generaattorin pyörivää osaa kutsutaan roottoriksi ja kiinteää osaa staattoriksi. Generaattorin emf-generaattoria kutsutaan ankkuriksi, kun taas magneettikenttä tunnetaan yksinkertaisesti nimellä Field. Ankkuria voidaan käyttää joko staattorina tai roottorina, kun taas kenttäkomponentti on toinen. Kenttävoimakkuuden lisääminen mahdollistaa myös indusoidun emf:n lisäämisen.
Koska kestomagneetit eivät pysty tuottamaan generaattorin tehontuotannon optimointiin tarvittavaa voimakkuutta, käytetään sähkömagneetteja. Tämän kenttäpiirin läpi kulkee paljon pienempi virta kuin ankkuripiirissä, ja pienempi virta kulkee liukurenkaiden läpi, jotka pitävät sähköisen liitettävyyden rotaattorissa. Tämän seurauksena useimmissa vaihtovirtageneraattoreissa on roottorin kenttäkäämitys ja ankkurikääminä staattori.
Lisätietoja sähkömoottorista
Moottoreissa käytetty periaate on toinen näkökohta induktioperiaatteesta. Laki sanoo, että jos varaus liikkuu magneettikentässä, voima vaikuttaa varaukseen suunnassa, joka on kohtisuorassa sekä varauksen nopeuteen että magneettikenttään nähden. Sama periaate pätee varausvirtaan, on virta ja virtaa kuljettava johdin. Tämän voiman suunnan määrittää Flemingin oikean käden sääntö. Tämän ilmiön yksinkertainen tulos on, että jos virta kulkee johtimessa magneettikentässä, johdin liikkuu. Kaikki induktiomoottorit toimivat tällä periaatteella.
Kuten generaattorissa, moottorissa on myös roottori ja staattori, joissa roottoriin kiinnitetty akseli toimittaa mekaanista energiaa. Kelojen kierrosten määrä ja magneettikentän voimakkuus vaikuttavat järjestelmään samalla tavalla.
Mitä eroa on sähkömoottorilla ja sähkögeneraattorilla?
• Generaattori muuntaa mekaanisen energian sähköenergiaksi, kun taas moottori muuttaa mekaanisen energian sähköenergiaksi.
• Generaattorissa roottoriin kiinnitettyä akselia käyttää mekaaninen voima ja ankkurin käämeissä syntyy sähkövirtaa, kun taas moottorin akselia käyttävät ankkurin ja kentän väliin kehittyneet magneettiset voimat; virta on syötettävä ankkurikäämiin.
• Moottorit (yleensä liikkuva varaus magneettikentässä) noudattavat Flemingin vasemman käden sääntöä, kun taas generaattori noudattaa Flemingin vasemman käden sääntöä.
