Print

Hodnocení rozdílu mezi elektrickými motory a generátory

-- 06.12.2017

Jedná se o dvě strany téže mince, avšak každá z nich nabízí odlišné mechanismy a výhody. 

Kdysi to byla experimentální novinka, avšak v současné době je elektrická energie naprosto nepostradatelnou součástí moderního života. Díky elektrické energii svítíme, ovládáme klimatizaci, bavíme se a provádíme spoustu dalších činností či aktivit. Pro zajištění dodávek elektřiny se energie převádí z jiných forem na elektrickou energii, která následně napájí systémy a zařízení, jež lidé obvykle považují za samozřejmost.

Přeměna energie z jedné formy na druhou je klíčem k pochopení rozdílů mezi elektromotory a generátory. Elektromotor přeměňuje elektrickou energii na mechanickou a poskytuje zdroj energie pro strojní zařízení. Generátor dělá opačnou práci, přeměňuje mechanickou energii na elektřinu.

Navzdory tomuto významnému rozdílu ve funkci jsou elektromotory a elektrické generátory úzce spojeny svými základními mechanismy a strukturou. Obě zařízení se opírají o důležitý zákon fyziky: Faradayův zákon elektromagnetické indukce. 

Elektrické generátory: Od mechanické energie po elektrickou energii

Kdykoli dochází ke změně magnetického pole přes vodič, jako je drátová cívka, jsou dle Faradayova zákona o indukci elektrony nuceny pohybovat se kolmo k tomuto magnetickému poli. Toto generuje elektromotorickou sílu, která vytváří proud elektronů v jednom směru. Tento jev lze použít k výrobě elektřiny v elektrickém generátoru.

Pro vytvoření tohoto magnetického toku se magnety a vodič pohybují vzájemně vůči sobě. Dráty jsou navinuty do těsných cívek, čímž se zvyšuje počet drátů a výsledná elektromotorická síla. Neustálé otáčení cívky nebo magnetu za podmínky, že ostatní části zůstávají na místě, způsobuje konstantní změnu toku. Rotující součást je označována jako „rotor“, zatímco nehybná součást se nazývá „stator“.

Elektrické generátory spadají do dvou velkých kategorií: „dynama“, která generují stejnosměrný proud, a „alternátory“, jež generují střídavý proud.

Dynamo bylo první formou elektrického generátoru, který byl užitečný pro průmyslové aplikace. Během průmyslové revoluce bylo dynamo vynalezeno hned několika vědci. Elektrické dynamo využívá rotační cívky drátu a magnetických polí k přeměně mechanické energie na stejnosměrný proud (DC). Historicky byla dynama využívána k výrobě elektrické energie a jako zdroj k výrobě potřebné mechanické energie často používala páru.

V současné době se elektrická dynama používají jen velmi zřídka, a to jen u několika aplikací s nízkým výkonem. Pro výrobu elektřiny jsou mnohem rozšířenější alternátory. Tento typ generátoru převádí mechanickou energii na střídavý proud. Rotující magnet slouží jako rotor, který se otáčí v sadě vodičových cívek na železném jádru, jež má funkci statoru. Když se magnetické pole otáčí, generuje střídavé napětí ve statoru. Magnetické pole může být vytvořeno buď permanentními magnety, nebo elektromagnetem cívkového pole.

Alternátor automobilu, stejně jako centrální elektrárny, které dodávají elektrickou energii do sítě, patří mezi elektrické generátory. 

Elektromotory: Od elektrické energie po mechanickou energii

Elektromotor vytváří opak toho co elektrický generátor. Místo toho, aby se mechanická energie přeměnila na elektrickou energii, elektrický motor převezme elektrickou energii a přemění ji na mechanickou energii. Elektromotory lze nalézt v široké škále aplikací, od průmyslových výrobních strojů až po běžné domácí spotřebiče. Rotor otáčí hřídelí a vytváří tak mechanickou energii. Stator je vyroben z vinutých cívek nebo permanentních magnetů, přičemž jádro je složeno z tenkých elektroplechů (dynamoplechů) navrstvených dohromady. Tyto vrstvy vytvářejí menší energetické ztráty než pevná jádra. Mezi rotorem a statorem je malá vzduchová mezera, která pomáhá zvyšovat magnetizační proud.

Ačkoli elektromotory mohou být piezoelektrické, elektrostatické nebo magnetické, většina moderních motorů používá magnety. Některé jsou navrženy tak, že jsou napájeny stejnosměrným proudem, zatímco jiné střídavým. Elektromotory všech velikostí najdete v působivě širokém spektru aplikací. Od drobných strojků v hodinkách na baterie až po mohutné elektrické motory, které napájejí průmyslové výrobní stroje, tvoří tato robustní, avšak elegantní technologie podstatu moderního života, jak jej známe a prožíváme. 

Jak Faradayův zákon změnil svět elektrodynamiky

Ačkoli elektromotory a elektrické generátory mají opačné funkce, oba se opírají o stejný základní fyzikální princip: Faradayův zákon indukce. Na počátku 19. století byly příspěvky Michaela Faradaye ke studiu elektřiny a magnetismu naprosto jedinečné a s ničím nesrovnatelné. Navzdory faktu, že se mu dostalo jen málo formálního vzdělání, a navzdory skutečnosti, že empirická studie fyzikálních jevů byla relativně novou oblastí, můžeme Faradaye označit za jednoho z nejvlivnějších vědců v celých lidských dějinách.

Faradayův monumentální objev, že „magnetické pole působí společně s elektrickými proudy a vytváří elektromotorickou sílu“, otevřel dveře moderním elektrickým technologiím. Faradayův zákon indukce představuje princip stojící za vývojem transformátorů, elektromotorů, elektrických generátorů, induktorů a solenoidů. Bez těchto znalostí by nebylo možné vyvinout spolehlivé zařízení, jež generuje elektrickou energii do rozvodné sítě nebo elektromotorů, které napájejí ostatní stroje. Ve skutečnosti byla elektrodynamika vyvinutá Faradayem a později Maxwellem rovněž hlavním katalyzátorem speciální teorie relativity Alberta Einsteina.

Elektromotory a elektrické generátory se ve svých příslušných funkcích zcela liší. Nicméně z hlediska fyziky tvoří dvě strany téže mince. Oba se spoléhají na stejné základní fyzikální principy a porozumění těmto zásadám přispělo k rozvoji nejběžnější moderní technologie. Ř&Ú 

David Manney je marketingový administrátor společnosti L&S Electric. Tento článek se původně objevil na webových stránkách společnosti L&S Electric Watts v záložce New Blog. Společnost L&S Electric je partnerem pro mediální obsah CFE.

Faradayův zákon elektromagnetické indukce

Dnes je dobře známo, že elektřina a magnetismus jsou dva projevy jediné základní síly, tzv. elektromagnetismu. Platí pro celý vesmír a předpokládá se, že elektromagnetická síla existovala ve své současné podobě již někde mezi 1012. a 106. sekundou po velkém třesku.

V roce 1831 objevil fyzik Michael Faraday elektromagnetickou indukci, která odhalila intimní vztah mezi pozorovanými jevy magnetismu a elektřiny. Zajímavé je, že v roce 1832 objevil tento jev nezávisle na Faradayovi i jiný badatel – Joseph Henry. Faraday jako první zveřejnil své poznatky a dodnes je tento objev připisován právě jemu. Později James Clerk Maxwell objevil cestu k matematické formulaci Faradayových nálezů, což vedlo k vývoji Maxwell-Faradayovy rovnice.

Faradayův zákon o indukci je fyzikální zákon formulovaný takovým způsobem, aby přesně předpovídal a měřil, jak magnetické pole interaguje s elektrickým obvodem při výrobě elektromotorického napětí (EMF). EMF přeměňuje jiné formy energie, jako je mechanická energie, na elektrickou energii. Tento fyzikální zákon nám umožňuje vyrábět jak elektromotory, tak elektrické generátory. Ačkoli tyto dva typy strojů mají opačné funkce, oba se opírají o stejné fyzikální zákony.


Sponzorované odkazy

 
Aktuální vydání
Reklama

Navštivte rovněž

  •   Události  
  •   Katalog  

Události

Functional Safety Engineer Training v Bratislave
2018-06-26 - 2018-06-29
Místo: Bratislava
Moderní technologie pro potravinářský průmysl
2018-09-25 - 2018-09-25
Místo: Olomouc
Moderní technologie pro farmaceutický průmysl
2018-09-26 - 2018-09-26
Místo: Olomouc
Fórum údržby
2018-10-02 - 2018-10-02
Místo: Brno, veletrh MSV
Bezpečnost v průmyslu
2018-10-31 - 2018-10-31
Místo: Brno

Katalog

Panasonic Electric Works Europe AG
Panasonic Electric Works Europe AG
Veveří 3163/111
616 00 Brno
tel. +420 541 217 001

Brady s.r.o
Brady s.r.o
Na Pantoch 18
831 06 Bratislava
tel. +421 2 3300 4862

ABB s.r.o.
ABB s.r.o.
Štětkova 1638/18
14000 Praha 4
tel. +420739552216

Schneider Electric CZ, s. r. o.
Schneider Electric CZ, s. r. o.
U Trezorky 921/2
158 00 Praha 5
tel. 00420737266673

všechny firmy
Reklama



Tematické newslettery






Anketa


Na horách/u moře
Na chalupě/chatě v tuzemsku
Co je to dovolená?

O nás   |   Reklama   |   Mapa stránek   |   Kontakt   |   Užitečné odkazy   |   Bezplatné zasílání   |   RSS   |   Partneři   |   Blogy   |   
Copyright © 2007-2018 Trade Media International s. r. o.
Navštivte naše další stránky
Trade Media International s. r. o. Trade Media International s. r. o. - Remote Marketing Továrna - vše o průmyslu Control Engineering Česko Řízení a údržba průmyslového podniku Inteligentní budovy Almanach produkce – katalog firem a produktů pro průmysl Konference TMI