РЕЖИМИ РАДА ГЕНЕРАТОРА ЈЕДНОСМЕРНЕ СТРУЈЕ

1. РЕЖИМИ РАДА ГЕНЕРАТОРА ЈЕДНОСМЕРНЕ СТРУЈЕ Драгана Михајловић

2. 1.Увод(елементи електричног кола,карактеристике и примена) • 2.Режими рада генератора • 3.Симулација режима рада • 4.Практични и рачунски задаци • 5.Извођење закључака Драгана Михајловић

3. Електрични генератори, електромоторна сила и унутрашња отпорност

4. Електрична струја у затвореном колу се одржава услед деловања извора електричне струје-електричног генератора. Ови уређаји претварају неку другу врсту енергије (механичку, топлотну, хемијску и светлосну) у електричну. При претварању нпр. механичке енергије у електричну, силе унутар генератора раздвајају позитивна и негативна наелектрисања тако да се на крајевима генератора јавља вишак позитивног (+Vp) односно негативног наелектрисања (-VN).

5. ДЕФИНИЦИЈА ГЕНЕРАТОРА. ВРСТЕ ГЕНЕРАТОРА Генератори једносмерне струје су уређаји који различите примарнеоблике енергије претварају у електричну енергију.Користећи хемијску, механичку,светлосну енергију они врше раздвајање наелектрисања и тако производе разлику потенцијала на својим половима.Њихова улога је да у колу одржавају ту разлику потенцијала и такообезбеђују основни услов за постојањеструје. Према врсти примарне енергије коју користе, генератори се делена: -ХЕМИЈСКЕ -МЕХАНИЧКЕ -ТЕРМИЧКЕ -ФОТОЕЛЕКТРИЧНЕ Драгана Михајловић

6. ХЕМИЈСКИ ИЗВОРИ Хемијски извори претварају хемијскуенергију у електричну.Основни елементи сваког од њих су електроде иелектролит.Заједничка особина свих хемијских извора,без обзира на врсту електрода и електролита, јесте де се у њима при успостављању струје дешавају хемијске прoмене на електродама и у електролиту. БАТЕРИЈЕ АКУМУЛАТОРИ АКУМУЛАТОРИ ЗА ЕЛЕКТРИЧНА ВУЧНАВОЗИЛА Драгана Михајловић

7. МЕХАНИЧКИ ИЗВОРИ ДИЗЕЛ-ГЕНЕРАТОР ГЕНЕРАТОР Механички извори користе механичку енергију запроизводњу електричне енергије. Дизел генератор добија механичку енергију од дизел мотора и претвара је у електричнуенергију.Користи се код дизелелектричних локомотива. Драгана Михајловић

8. ТЕРМИЧКИ И ФОТОЕЛЕКТРИЧНИ ИЗВОРИ ФОТОЕЛЕКТРИЧНИ ИЗВОРИ ТЕРМИЧКИ ИЗВОРИ Термички извори користе температурну разлику запроизводњу електричне енергије.Користе се за даљинско мерење температуре на неприступачним местима,у високимпећима или расхладним уређајима.. Фотоелементи користе светлосну енергију и претварају је у електрични сигнал.Примењују се у аутоматици . Драгана Михајловић

9. СИМБОЛИ ИЗВОРА УЕЛЕКТРИЧНИМ ШЕМАМА СИМБОЛ ИДЕАЛНОГ ГЕНЕРАТОРА Драгана Михајловић

10. ПРИЈЕМНИЦИ КОЈИ КОРИСТЕ ЈЕДНОСМЕРНУ СТРУЈУ Драгана Михајловић

11. СИМБОЛИ ПРИЈЕМНИКА Пријемници или потрошачи су уређаји којиелектричну енергију претварају у друге кориснеоблике енергије:топлотну,механичку,хемијску.. Основнакарактеристика пријемникакоји користеједносмерну струју је њихова електричнаотпорност R. Драгана Михајловић

12. Кроз овакав генератор не тече струја јер он још увек не представља део затвореног електричног кола. Овакав генератор има двекарактеристичне величине: • Електромоторну силу Е –скраћено ЕМС • Унутрашњу отпорност Rg

13. Електромоторна сила представља напон отвореног генераторакојим се карактерише његова способност да одржава струју у колуи да стално врши претварање других видова енергије у електричну. Јединица за ЕМС је волт.Као скаларна величина емс нема смер.Међутим, договором је уведен смер при чему се подразумева смерделовања силе у генератору на позитивна наелектрисања.

14. Унутрашња отпорност генератора Унутрашња отпорност је последица претварања једног дела енергије електричног поља у топлоту из истих разлога као и у сваком отпорнику.

15. Снага генератора Снага електричног извора коју генератор предаје спољашњем колу једнака је производу његове електромоторне силе и јачине струје или Pg = E·I, у случају да се смер електромоторне силе и смер електричне струје поклапају (исти смерови)!!!

16. ПРИМЕР: Снага извора приказаног на слици износи? ОВАКАВ ГЕНЕРАТОР СЕ ПОНАША КАО ПОТРОШАЧ У КОЛУ!!!!!!

17. Као и у случају отпорника, снага на унутрашњој отпорности генератора може се израчунати применом Џуловог и Омовог закона као: Често се генератори представљају на следеће начине: Овде се подразумева да су генератор и унутрашња отпроност везани редно.

18. Просто електрично коло са једним генератором и једним отпорником. Електричне силе у колу

19. Посматрајмо генератор емс Е и унутрашње отпорност Rg. Нека је на прикључке генератора везан отпорник отпорности R као на слици. Оваква веза назива се просто електрично коло.У колу је успостављена јачина струје I коју треба да одредимо. Колика је снага генератора? Колике су снаге на отпорницима?

20. По закону о одржању енергије, снага генератора мора бити једнака укупној снази Џулових губитака тј, снагама на отпорнику R и унутрашњој отпорности Rg, па је: Овај израз представља Омов закон за просто електрично коло: Интензитет електричне струје директно сразмеран електромоторној сили Е, а обрнуто сразмеран укупној отпорноси електричног кола

21. Можемо дефинисати и степен корисног дејства или степен искоришћења као: где је Pk –корисна снага, а Pg – укупна снага коју предаје генератор. Степен корисног дејства је неименовани број и најчешће се даје у процентима: η% =η·100%

22. РЕЖИМИ РАДА ГЕНЕРАТОРАЈЕДНОСМЕРНЕ СТРУЈЕ Драгана Михајловић

23. Карактеристике простог кола једносмерне струје -електромоторна сила извора -унурашња отпорност извора -напон између полова извора при оптерећењу -струја у колу -снага извора -отпорност потрошача -снагапотрошача  -степен искоришћења извора Драгана Михајловић

24. РЕЖИМИ РАДА ГЕНЕРАТОРА -РЕЖИМ ОПТЕРЕЋЕЊА -РЕЖИМ ПРАЗНОГ ХОДА -РЕЖИМ КРАТКОГ СПОЈА Драгана Михајловић

25. ПРОСТО КОЛО ЈЕДНОСМЕРНЕ СТРУЈЕ У РЕЖИМУ ОПТЕРЕЋЕЊА g Режим оптерећења извора је рад извора у колу у којемје прикључен потрошач.Извортада одаје електричну енергију потрошачу јер јеу колу успостављена струја. 2 Драгана Михајловић

26. ПРОРАЧУН ЗА ЗАДАТИ РЕЖИМОПТЕРЕЋЕЊА Нека је дат генератор у колу са ЕМС 20 V и унутрашњомотпорнош ћу 2Ω. У колу је прикључен потрошач отпорности 38Ω. Прорачуном кола добијају се следећи резултати: Ω Ω струја у колу: напон између полова генератора: снага генератора: снага потрошача: степен корисног дејства: Драгана Михајловић

27. РАД ИЗВОРА У РЕЖИМУПРАЗНОГХОДА Режим празног хода је стање када извор није прикључен уколо,па кроз њега не тече струја.Његов напон је тада једнак електромоторној сили. Oтпорност између полова јебесконачна. ∞ Драгана Михајловић

28. РАД ИЗВОРА У РЕЖИМУ КРАТКОГ СПОЈА Режим кратког споја настаје када се полови генератора споје проводником.Тада се у колу јавља веома велика струја кратког споја,јер је једина отпорност у колу унутрашњаотпорност генератора. Таква струја доводи до веома брзог и бескорисног пражњења хемијског извора, односно дооштећења намотаја код механичког извора услед великог загревања.Напон генератора је једнак нули. Драгана Михајловић

29. ЗАШТИТА ОД КРАТКОГ СПОЈА ОСИГУРАЧЕМ Према подацима задатог колапрорачун показује да јестуја кратког споја : осигурач Е Iks = = 10 A R g Ако у коло поставимо осигурач који кроз коло пропушта стује до 5А, он ће прекинути струјно коло и на тај начин заштитити генератор. Драгана Михајловић

30. СИМУЛАЦИЈА РАДА КОЛА У EWB Слика показује вредности струје и напона добијенемерењем,које се поклапају са прорачуном. Драгана Михајловић

31. СИМУЛАЦИЈА ПРАЗНОГ ХОДА УEWB Волтметар показује да је напон генератора једнак његовој електромоторној сили. Драгана Михајловић

32. СИМУЛАЦИЈА РЕЖИМА КРАТКОГ СПОЈА У EWB Амперметар у колу показује вредност струје кратког споја. Драгана Михајловић

33. ЗАДАЦИ ЗА УЧЕНИКЕ Ω Ω Ω Ω Ω Ω ∞ 38 Ω18Ω 8 Ω2Ω 10А 0 200 W 0 0  Драгана Михајловић

34. ЗАКЉУЧАК • 1.Основне карактеристике генератора су: електромоторна сила напон,унурташња отпорност, снага и степен искоришћења. • 2.Карактеристични режими рада извора су:празан ход, кратак спој и режим оптерећења. • 3.Празан ход је режим у коме генератор није оптерећен потрошачем,већврши раздвајање наелектрисања на својим отвореним половима,при чему је напон на њима једнак електромоторној сили. Драгана Михајловић

35. 4.Режим оптерећења подразумева да је генератор прикључен у коло са потрошачем.Притом он одаје део произведене електричне енегије потрошачу, а други део се у њему самом претвара у топлоту. • 5.Кратак спој је стање када су полови генератора спојени проводником занемарљиве отпорности.Прати га појава веома велике струје и јаког загревања генератора.Заштита генератора од случајног кратког споја врши се осигурачима. • 6.Избор генератора за напајање неког пријемника је сложен поступак који узима у обзир не само карактеристике генератора већ првенствено захтеве самог потрошача. Драгана Михајловић