РЕЖИМИ РАДА ГЕНЕРАТОРА ЈЕДНОСМЕРНЕ СТРУЈЕ
DESCRIPTION
РЕЖИМИ РАДА ГЕНЕРАТОРА ЈЕДНОСМЕРНЕ СТРУЈЕ. 1. Увод (елементи електричног кола, карактеристике и примена) 2.Режими рада генератора 3.Симулација режима рада 4.Практични и рачунски задаци 5.Извођење закључака. Електрични генератори , електромоторна сила и унутрашња отпорност. - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
![Page 1: РЕЖИМИ РАДА ГЕНЕРАТОРА ЈЕДНОСМЕРНЕ СТРУЈЕ](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062304/56813a0f550346895da1e6a2/html5/thumbnails/1.jpg)
04/20/23 Драгана Михајловић
РЕЖИМИ РАДА ГЕНЕРАТОРА
ЈЕДНОСМЕРНЕ СТРУЈЕ
![Page 2: РЕЖИМИ РАДА ГЕНЕРАТОРА ЈЕДНОСМЕРНЕ СТРУЈЕ](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062304/56813a0f550346895da1e6a2/html5/thumbnails/2.jpg)
04/20/23 Драгана Михајловић
• 1.Увод (елементи електричног кола, карактеристике и примена)
• 2.Режими рада генератора• 3.Симулација режима рада• 4.Практични и рачунски задаци • 5.Извођење закључака
![Page 3: РЕЖИМИ РАДА ГЕНЕРАТОРА ЈЕДНОСМЕРНЕ СТРУЈЕ](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062304/56813a0f550346895da1e6a2/html5/thumbnails/3.jpg)
Електрични Електрични генератори, генератори,
електромоторна сила електромоторна сила и унутрашња и унутрашња
отпорностотпорност
Електрични Електрични генератори, генератори,
електромоторна сила електромоторна сила и унутрашња и унутрашња
отпорностотпорност
![Page 4: РЕЖИМИ РАДА ГЕНЕРАТОРА ЈЕДНОСМЕРНЕ СТРУЈЕ](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062304/56813a0f550346895da1e6a2/html5/thumbnails/4.jpg)
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).
![Page 5: РЕЖИМИ РАДА ГЕНЕРАТОРА ЈЕДНОСМЕРНЕ СТРУЈЕ](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062304/56813a0f550346895da1e6a2/html5/thumbnails/5.jpg)
04/20/23 Драгана Михајловић
ДЕФИНИЦИЈА ГЕНЕРАТОРА. ВРСТЕ ГЕНЕРАТОРА
Генератори једносмерне струје су уређаји који различите примарне облике 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 тако обезбеђују основни услов за постојање струје. Према врсти примарне енергије коју користе, генератори се деле на:
-ХЕМИЈСКЕ -МЕХАНИЧКЕ -ТЕРМИЧКЕ -ФОТОЕЛЕКТРИЧНЕ
![Page 6: РЕЖИМИ РАДА ГЕНЕРАТОРА ЈЕДНОСМЕРНЕ СТРУЈЕ](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062304/56813a0f550346895da1e6a2/html5/thumbnails/6.jpg)
04/20/23 Драгана Михајловић
ХЕМИЈСКИ ИЗВОРИ
БАТЕРИЈЕ
АКУМУЛАТОРИ АКУМУЛАТОРИ ЗА ЕЛЕКТРИЧНА
ВУЧНА ВОЗИЛА
Хемијски извори претварају хемијску енергију у електричну. Основни елементи сваког од њих су електроде и електролит. 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.
![Page 7: РЕЖИМИ РАДА ГЕНЕРАТОРА ЈЕДНОСМЕРНЕ СТРУЈЕ](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062304/56813a0f550346895da1e6a2/html5/thumbnails/7.jpg)
04/20/23 Драгана Михајловић
МЕХАНИЧКИ ИЗВОРИ
ДИЗЕЛ-ГЕНЕРАТОР ГЕНЕРАТОР
Механички извори користе механичку енергију за производњу електричне енергије.
Дизел генератор добија механичку енергију од дизел мотора и претвара је у електричну енергију. Користи се код дизел електричних локомотива.
![Page 8: РЕЖИМИ РАДА ГЕНЕРАТОРА ЈЕДНОСМЕРНЕ СТРУЈЕ](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062304/56813a0f550346895da1e6a2/html5/thumbnails/8.jpg)
04/20/23 Драгана Михајловић
ТЕРМИЧКИ И ФОТОЕЛЕКТРИЧНИ ИЗВОРИ
ФОТОЕЛЕКТРИЧНИ ИЗВОРИ
ТЕРМИЧКИ ИЗВОРИ
Термички извори користе температурну разлику за производњу електричне енергије. Користе се за даљинско мерење температуре на неприступачним местима, у високим пећима или расхладним уређајима..
Фотоелементи користе светлосну енергију и претварају је у електрични сигнал.Примењују се у аутоматици .
![Page 9: РЕЖИМИ РАДА ГЕНЕРАТОРА ЈЕДНОСМЕРНЕ СТРУЈЕ](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062304/56813a0f550346895da1e6a2/html5/thumbnails/9.jpg)
04/20/23 Драгана Михајловић
СИМБОЛИ ИЗВОРА У ЕЛЕКТРИЧНИМ
ШЕМАМА
+
E+
E E+
G
СИМБОЛ ИДЕАЛНОГ ГЕНЕРАТОРА
![Page 10: РЕЖИМИ РАДА ГЕНЕРАТОРА ЈЕДНОСМЕРНЕ СТРУЈЕ](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062304/56813a0f550346895da1e6a2/html5/thumbnails/10.jpg)
04/20/23 Драгана Михајловић
ПРИЈЕМНИЦИ КОЈИ КОРИСТЕ ЈЕДНОСМЕРНУ
СТРУЈУ
![Page 11: РЕЖИМИ РАДА ГЕНЕРАТОРА ЈЕДНОСМЕРНЕ СТРУЈЕ](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062304/56813a0f550346895da1e6a2/html5/thumbnails/11.jpg)
04/20/23 Драгана Михајловић
СИМБОЛИ ПРИЈЕМНИКА
M
R
R
R
R
Пријемници или потрошачи су уређаји који електричну енергију претварају у друге корисне облике енергије: топлотну, механичку, хемијску..
Основна карактеристика пријемника који користе једносмерну струју је њихова електрична отпорност R.
![Page 12: РЕЖИМИ РАДА ГЕНЕРАТОРА ЈЕДНОСМЕРНЕ СТРУЈЕ](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062304/56813a0f550346895da1e6a2/html5/thumbnails/12.jpg)
Кроз овакав генератор не тече струја јер он још увек не представља део затвореног електричног кола.
Овакав генератор има две карактеристичне величине:
•Електромоторну силу Е –скраћено ЕМС•Унутрашњу отпорност Rg
![Page 13: РЕЖИМИ РАДА ГЕНЕРАТОРА ЈЕДНОСМЕРНЕ СТРУЈЕ](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062304/56813a0f550346895da1e6a2/html5/thumbnails/13.jpg)
Електромоторна сила представља напон отвореног генератора којим се карактерише његова способност да одржава струју у колу и 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 смер деловања силе у генератору на позитивна наелектрисања.
![Page 14: РЕЖИМИ РАДА ГЕНЕРАТОРА ЈЕДНОСМЕРНЕ СТРУЈЕ](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062304/56813a0f550346895da1e6a2/html5/thumbnails/14.jpg)
Унутрашња отпорност је последица претварања једног дела енергије електричног поља у топлоту из истих разлога као и у сваком отпорнику.
Унутрашња отпорност генератора
![Page 15: РЕЖИМИ РАДА ГЕНЕРАТОРА ЈЕДНОСМЕРНЕ СТРУЈЕ](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062304/56813a0f550346895da1e6a2/html5/thumbnails/15.jpg)
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)!!!
Снага генератора
![Page 16: РЕЖИМИ РАДА ГЕНЕРАТОРА ЈЕДНОСМЕРНЕ СТРУЈЕ](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062304/56813a0f550346895da1e6a2/html5/thumbnails/16.jpg)
Снага извора приказаног на слици износи?
ПРИМЕР:
E +
А B
I
ОВАКАВ ГЕНЕРАТОР СЕ ПОНАША КАО ПОТРОШАЧ У КОЛУ!!!!!!
![Page 17: РЕЖИМИ РАДА ГЕНЕРАТОРА ЈЕДНОСМЕРНЕ СТРУЈЕ](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062304/56813a0f550346895da1e6a2/html5/thumbnails/17.jpg)
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.
![Page 18: РЕЖИМИ РАДА ГЕНЕРАТОРА ЈЕДНОСМЕРНЕ СТРУЈЕ](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062304/56813a0f550346895da1e6a2/html5/thumbnails/18.jpg)
Просто електрично коло Просто електрично коло са једним генератором и са једним генератором и
једним отпорникомједним отпорником.. Електричне силе у колу Електричне силе у колу
Просто електрично коло Просто електрично коло са једним генератором и са једним генератором и
једним отпорникомједним отпорником.. Електричне силе у колу Електричне силе у колу
![Page 19: РЕЖИМИ РАДА ГЕНЕРАТОРА ЈЕДНОСМЕРНЕ СТРУЈЕ](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062304/56813a0f550346895da1e6a2/html5/thumbnails/19.jpg)
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?
Посматрајмо генератор емс Е и унутрашње отпорност Rg. Нека је на прикључке генератора везан отпорник отпорности R као на слици.
![Page 20: РЕЖИМИ РАДА ГЕНЕРАТОРА ЈЕДНОСМЕРНЕ СТРУЈЕ](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062304/56813a0f550346895da1e6a2/html5/thumbnails/20.jpg)
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
![Page 21: РЕЖИМИ РАДА ГЕНЕРАТОРА ЈЕДНОСМЕРНЕ СТРУЈЕ](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062304/56813a0f550346895da1e6a2/html5/thumbnails/21.jpg)
Можемо дефинисати и степен корисног дејства или степен искоришћења као:
RR
R
IRR
IR
IE
IR
Pg
P
gg
k
2
22
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%
![Page 22: РЕЖИМИ РАДА ГЕНЕРАТОРА ЈЕДНОСМЕРНЕ СТРУЈЕ](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062304/56813a0f550346895da1e6a2/html5/thumbnails/22.jpg)
04/20/23 Драгана Михајловић
РЕЖИМИ РАДА ГЕНЕРАТОРАРЕЖИМИ РАДА ГЕНЕРАТОРА ЈЕДНОСМЕРНЕ СТРУЈЕЈЕДНОСМЕРНЕ СТРУЈЕ
РЕЖИМИ РАДА ГЕНЕРАТОРАРЕЖИМИ РАДА ГЕНЕРАТОРА ЈЕДНОСМЕРНЕ СТРУЈЕЈЕДНОСМЕРНЕ СТРУЈЕ
![Page 23: РЕЖИМИ РАДА ГЕНЕРАТОРА ЈЕДНОСМЕРНЕ СТРУЈЕ](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062304/56813a0f550346895da1e6a2/html5/thumbnails/23.jpg)
04/20/23 Драгана Михајловић
Карактеристике простог кола
једносмерне струјеE
U
R
g
IP
pR
P
g
p
gE
+
R g
I
Ug
Rp
-електромоторна сила извора
-унурашња отпорност извора-напон између полова извора при оптерећењу -струја у колу
-снага извора
-отпорност потрошача
-снага потрошача
-степен искоришћења извора
![Page 24: РЕЖИМИ РАДА ГЕНЕРАТОРА ЈЕДНОСМЕРНЕ СТРУЈЕ](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062304/56813a0f550346895da1e6a2/html5/thumbnails/24.jpg)
04/20/23 Драгана Михајловић
РЕЖИМИ РАДА ГЕНЕРАТОРА
-РЕЖИМ ОПТЕРЕЋЕЊА
-РЕЖИМ ПРАЗНОГ ХОДА
-РЕЖИМ КРАТКОГ СПОЈА
![Page 25: РЕЖИМИ РАДА ГЕНЕРАТОРА ЈЕДНОСМЕРНЕ СТРУЈЕ](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062304/56813a0f550346895da1e6a2/html5/thumbnails/25.jpg)
04/20/23 Драгана Михајловић
ПРОСТО КОЛО ЈЕДНОСМЕРНЕ СТРУЈЕ У РЕЖИМУ ОПТЕРЕЋЕЊА
IE
gR +R p
E
+
R g
IU g
Ug
P
Pp R
R p
E R I
Eg I
pI
PgPp
Режим оптерећења извора је рад извора у колу у којем је прикључен потрошач. Извор тада одаје електричну енергију потрошачу јер је у колу успостављена струја.
g
2
![Page 26: РЕЖИМИ РАДА ГЕНЕРАТОРА ЈЕДНОСМЕРНЕ СТРУЈЕ](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062304/56813a0f550346895da1e6a2/html5/thumbnails/26.jpg)
04/20/23 Драгана Михајловић
ПРОРАЧУН ЗА ЗАДАТИ РЕЖИМ ОПТЕРЕЋЕЊА
95.0W10
W5,9
g
p
P
P
19V0,5A2-20VI gg REU
10W0,5A20VEI gP
W5,90,5A38I 22 pp RP
A5,0382
V20EI
Pg RR
ΩНека је дат генератор у колу са ЕМС 20 V и унутрашњом отпорнош ћу 2Ω. У колу је прикључен потрошач отпорности 38Ω. Прорачуном кола добијају се следећи резултати:
Ω
струја у колу:напон између полова генератора:
снага генератора:
снага потрошача:
степен корисног дејства:
![Page 27: РЕЖИМИ РАДА ГЕНЕРАТОРА ЈЕДНОСМЕРНЕ СТРУЈЕ](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062304/56813a0f550346895da1e6a2/html5/thumbnails/27.jpg)
04/20/23 Драгана Михајловић
РАД ИЗВОРА У РЕЖИМУ ПРАЗНОГ
ХОДА
E
+
R g
Ug= E
I 0Rp
g EU
Pg 0Pp 0
Режим празног хода је стање када извор није прикључен у коло, па кроз њега не тече струја. Његов напон је тада једнак електромоторној сили. Oтпорност између полова је бесконачна.
∞
![Page 28: РЕЖИМИ РАДА ГЕНЕРАТОРА ЈЕДНОСМЕРНЕ СТРУЈЕ](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062304/56813a0f550346895da1e6a2/html5/thumbnails/28.jpg)
04/20/23 Драгана Михајловић
РАД ИЗВОРА У РЕЖИМУ КРАТКОГ СПОЈА
E
+
R
Iks
g
Iks Eg
Rg
U Eg RgIks
U 0g
g
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 унутрашња отпорност генератора. Таква струја доводи до веома брзог и бескорисног пражњења хемијског извора, односно до оштећења намотаја код механичког извора услед великог загревања. Напон генератора је једнак нули.
![Page 29: РЕЖИМИ РАДА ГЕНЕРАТОРА ЈЕДНОСМЕРНЕ СТРУЈЕ](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062304/56813a0f550346895da1e6a2/html5/thumbnails/29.jpg)
04/20/23 Драгана Михајловић
ЗАШТИТА ОД КРАТКОГ СПОЈА ОСИГУРАЧЕМ
g
ks+
E
I
R
I= 5A
=10A
Према подацима задатог кола прорачун показује да је стуја кратког споја :
Iks =
Е
Rg= 10 A
Ако у коло поставимо осигурач који кроз коло пропушта стује до 5А, он ће прекинути струјно коло и на тај начин заштитити генератор.
осигурач
![Page 30: РЕЖИМИ РАДА ГЕНЕРАТОРА ЈЕДНОСМЕРНЕ СТРУЈЕ](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062304/56813a0f550346895da1e6a2/html5/thumbnails/30.jpg)
04/20/23 Драгана Михајловић
СИМУЛАЦИЈА РАДА КОЛА У EWB
Слика показује вредности струје и напона добијене мерењем,које се поклапају са прорачуном.
![Page 31: РЕЖИМИ РАДА ГЕНЕРАТОРА ЈЕДНОСМЕРНЕ СТРУЈЕ](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062304/56813a0f550346895da1e6a2/html5/thumbnails/31.jpg)
04/20/23 Драгана Михајловић
СИМУЛАЦИЈА ПРАЗНОГ ХОДА У EWB
Волтметар показује да је напон генератора једнак његовој електромоторној сили.
![Page 32: РЕЖИМИ РАДА ГЕНЕРАТОРА ЈЕДНОСМЕРНЕ СТРУЈЕ](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062304/56813a0f550346895da1e6a2/html5/thumbnails/32.jpg)
04/20/23 Драгана Михајловић
СИМУЛАЦИЈА РЕЖИМА КРАТКОГ СПОЈА У EWB
Амперметар у колу показује вредност струје кратког споја.
![Page 33: РЕЖИМИ РАДА ГЕНЕРАТОРА ЈЕДНОСМЕРНЕ СТРУЈЕ](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062304/56813a0f550346895da1e6a2/html5/thumbnails/33.jpg)
04/20/23 Драгана Михајловић
ЗАДАЦИ ЗА УЧЕНИКЕ
PRAZAN HOD OPTERECENJE KRATAK SPOJ
E
R
R
I
g
p
U
P
g
P
g
p
2 2 2 2 2
20 20 20 20 20V V V V V20V
2
0
0
20V
0
0
Ω Ω Ω Ω Ω Ω
38 Ω 18 Ω 8 Ω 2 Ω
∞
0
10А
200 W0
0
![Page 34: РЕЖИМИ РАДА ГЕНЕРАТОРА ЈЕДНОСМЕРНЕ СТРУЈЕ](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062304/56813a0f550346895da1e6a2/html5/thumbnails/34.jpg)
04/20/23 Драгана Михајловић
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,већ врши раздвајање наелектрисања на својим отвореним половима,при чему је напон на њима једнак електромоторној сили.
![Page 35: РЕЖИМИ РАДА ГЕНЕРАТОРА ЈЕДНОСМЕРНЕ СТРУЈЕ](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062304/56813a0f550346895da1e6a2/html5/thumbnails/35.jpg)
04/20/23 Драгана Михајловић
• 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.