மின்னியல் ஜெனரேட்டர்கள் - சாதனம், செயல்பாட்டின் கொள்கை மற்றும் பயன்பாடு

மின்சார கட்டணம் - சம அளவிலான இரண்டு எதிர் மின்னூட்டங்கள் ரத்து செய்யப்படும் நிகழ்வு. எதிரெதிர் மின்னேற்றத்துடன் வலுவாக சார்ஜ் செய்யப்பட்ட இரண்டு உடல்கள் ஒன்றுக்கொன்று நெருங்கிய தொலைவில் இருந்தால், அவற்றுக்கிடையே ஒரு தீப்பொறி குதித்து, ஒரு சிறிய உறுத்தும் ஒலி கேட்கிறது.

மின்சாரம் சார்ஜ் செய்யப்பட்ட உடலின் மற்றொரு செயல்பாட்டின் சக்தி, அதன் சார்ஜ் ஒரு அலகாக எடுத்துக் கொள்ளப்படுகிறது, இது சாத்தியம் என்று அழைக்கப்படுகிறது. சாத்தியமான வேறுபாடு மின்னழுத்தம்.

பெறுவதற்கான முதல் வழிகள் மின் கட்டணம் மற்றும் மின்னியல் புலங்கள் பல்வேறு பொருட்களின் உராய்வைக் கொண்டிருக்கும் (உரோமம், கம்பளி, பட்டு, தோல் மற்றும் கண்ணாடிக்கு எதிரான பிற பொருட்கள், பிசின், ரப்பர் முதலியன). அதே நேரத்தில், மின்னழுத்தங்கள் மற்றும் கட்டணங்கள் மிகவும் சிறியதாக இருந்தன. இயந்திர பரிமாற்றத்தின் மூலம் கட்டணங்களின் தூண்டல் மற்றும் குவிப்பு விளைவாக மின்னழுத்தங்களில் சிறிது அதிகரிப்பை சாத்தியமாக்கியது.

தொடர்ந்து, உயர் மின்னழுத்தங்களைப் பெறுவதற்காக, மின்னியல் வழிகாட்டுதல் (தூண்டல்) கொள்கையின் அடிப்படையில் சுழலும் வட்டுகளுடன் தொடர்ந்து இயங்கும் இயந்திரங்கள் உருவாக்கப்பட்டன.இருப்பினும், இந்த இயந்திரங்கள் அதிக சக்தியைப் பெறுவதை சாத்தியமாக்கவில்லை மற்றும் முக்கியமாக கல்வி நிறுவனங்களின் இயற்பியல் அலுவலகங்களில் சாதனங்களாக பயன்பாட்டைக் கண்டறிந்தன.

உடல்களின் மின்மயமாக்கல் மற்றும் மின்னியல் தூண்டல்

மின் கட்டணங்களின் உடலுக்கு செய்தி அழைக்கப்படுகிறது மின்மயமாக்கல்… கட்டுரையில் விவரிக்கப்பட்டுள்ளது உடல்களின் மின்மயமாக்கல் மற்றும் கட்டணங்களின் தொடர்பு நேர்மறை மற்றும் எதிர்மறை அயனிகளை உருவாக்கும் செயல்முறை உடல்களின் மின்மயமாக்கல் செயல்முறையைப் பற்றிய ஒரு கருத்தை அளிக்கிறது: இது எலக்ட்ரான்களை ஒரு உடலில் இருந்து மற்றொன்றுக்கு மாற்றுவதைக் கொண்டுள்ளது.

இவ்வாறு உடலின் மின் கட்டணம் உடலில் உள்ள அதிகப்படியான அல்லது குறைபாட்டால் தீர்மானிக்கப்படுகிறது. எலக்ட்ரான்கள்… ஒரு உடலை பல்வேறு வழிகளில் மின்மயமாக்குவது சாத்தியம், இதில் உராய்வு, தொடர்பு, திசை, கட்டணம் பரிமாற்றம் ஆகியவை தொழில்நுட்பம்.

தலைகீழ் செயல்முறை - உடலின் நடுநிலை நிலையை மீட்டெடுப்பது (நடுநிலைப்படுத்தல்) - காணாமல் போன எலக்ட்ரான்களின் எண்ணிக்கையைக் கொடுப்பது அல்லது அதிலிருந்து அதிகப்படியானவற்றை அகற்றுவது.

உராய்வு மூலம் மின்மயமாக்கலின் போது, ​​வெளியில் இருந்து தொடர்பு கொள்ளும் உடல்களுக்கு கூடுதல் கட்டணம் எதுவும் தெரிவிக்கப்படாவிட்டால், இரு உடல்களும் வெவ்வேறு அறிகுறிகளின் ஒரே அளவு மின்சாரம் மூலம் வசூலிக்கப்படும். உடல்கள் இணைக்கப்படும்போது, ​​அவற்றின் கட்டணங்கள் முற்றிலும் நடுநிலையானவை.

இந்த வழியில், கட்டணங்கள் உருவாக்கப்படுவதில்லை அல்லது அழிக்கப்படுவதில்லை, ஆனால் ஒரு உடலில் இருந்து மற்றொன்றுக்கு மட்டுமே மாற்றப்படும். உதாரணமாக, மின் கட்டணங்களைப் பாதுகாக்கும் சட்டத்தின் இருப்பை இது நமக்கு உணர்த்துகிறது ஆற்றல் பாதுகாப்பு சட்டம்.

நிலையான மின்சாரம் - ஓய்வு நேரத்தில் மின்சார கட்டணம். இரண்டு கடத்தி அல்லாத அல்லது கடத்தி அல்லாத மற்றும் உலோகம் (எ.கா. மோட்டார் டிரைவ் பெல்ட்கள்) ஆகியவற்றுக்கு இடையேயான உராய்வின் விளைவாக நிகழ்கிறது, ஆனால் திடமான உடல்கள் அவசியமில்லை.

நிலையான மின்சாரம் சில திரவங்கள் அல்லது வாயுக்களின் உராய்வுகளிலிருந்தும் எழலாம். மிகவும் வறண்ட சருமம் உள்ளவர்கள் மின் கட்டணத்தை குவிக்கும். இயக்கத்தின் போது (தோலில் உள்ள இழைகளை தேய்த்தல்), துணியில் ஒரு குறிப்பிடத்தக்க நிலையான மின் கட்டணம் ஏற்படுகிறது, துணி உடலில் ஒட்டிக்கொண்டு இயக்கத்தை தடுக்கிறது.

ஒரு தீப்பொறி முழு வெகுஜனத்தையும் பற்றவைக்கக்கூடிய எரியக்கூடிய மற்றும் வெடிக்கும் சூழல்களில் நிலையான மின்சாரம் ஆபத்தானது. இந்த வழக்கில், ஈரப்பதம் அல்லது கதிர்வீச்சு மூலம் கடத்துத்திறனை அதிகரிக்கக்கூடிய சில உலோக சாதனங்கள் மூலம் நிலையான கட்டணத்தை உடனடியாக தரையிலோ அல்லது காற்றிலோ வெளியிடுவது அவசியம்.

மின்னியல் தூண்டல் - கம்பிக்கு அருகில் அமைந்துள்ள மற்ற கட்டணங்களின் செல்வாக்கின் கீழ் கம்பி மீது மின் கட்டணங்களின் தோற்றம் (தூரத்தில் உடல் மின்மயமாக்கல்).

வெளிப்புற மின்னூட்டத்தின் செயல்பாட்டின் கீழ், கடத்தியின் அருகிலுள்ள முனையில் ஒரு கட்டணம் தூண்டப்படுகிறது (எழுகிறது), அதன் அடையாளம் வெளியில் இருந்து செயல்படும் கட்டணத்தின் அடையாளத்திற்கு நேர்மாறானது, மற்றும் கடத்தியின் தொலைவில், a அதே அடையாளத்தின் கட்டணம். இந்த வழக்கில், தூண்டல் கட்டணங்கள் இரண்டும் சம அளவில் இருக்கும், அதாவது, தூண்டல் கம்பியில் உள்ள கட்டணங்களைப் பிரிப்பதை மட்டுமே ஏற்படுத்துகிறது, ஆனால் கம்பியின் மொத்த கட்டணத்தை மாற்றாது (தூண்டப்பட்ட கட்டணங்களின் கூட்டுத்தொகை பூஜ்ஜியமாக இருப்பதால்).

தூண்டப்பட்ட கட்டணங்களின் அளவு மற்றும் அவற்றின் இருப்பிடம் கடத்திக்குள் மின்னியல் புலம் இருக்கக்கூடாது என்ற நிபந்தனையால் தீர்மானிக்கப்படுகிறது. எனவே, தூண்டப்பட்ட கட்டணங்கள் நிலைநிறுத்தப்படுகின்றன, இதனால் அவை உருவாக்கும் மின்சார புலம் தூண்டல் கட்டணத்தால் உருவாக்கப்பட்ட கம்பியின் உள்ளே உள்ள புலத்தை அழிக்கிறது.

மின்னியல் தூண்டலுக்கான எடுத்துக்காட்டு: சார்ஜ் செய்யப்படாத எலக்ட்ரோஸ்கோப்பில் நேர்மறை மற்றும் எதிர்மறை ஆகிய இரண்டும் சம அளவில் இருக்கும், எனவே எலக்ட்ரோஸ்கோப் மின்மயமாக்கப்படவில்லை.

நேர்மறை மின்னூட்டம் கொண்ட ஒரு கண்ணாடி கம்பி அதை நெருங்கினால், இலவச எலக்ட்ரான்கள் ஒரே நேரத்தில் ஈர்க்கப்படும் மற்றும் எலக்ட்ரோஸ்கோப்பின் நேர்மறை மின்னூட்டம் ஒரே நேரத்தில் விரட்டப்படும்.

எதிர்மறை கட்டணம் கண்ணாடி கம்பிக்கு நெருக்கமாக குவிந்துள்ளது, அதனுடன் இணைக்கப்பட்டுள்ளது, அதே நேரத்தில் நேர்மறை கட்டணம் விரட்டப்படுகிறது, எனவே எலக்ட்ரோஸ்கோப்பின் பின்புறத்தில் அமைந்துள்ளது - இது இலவசம்.

எலக்ட்ரோஸ்கோப் இப்போது மின்மயமாக்கப்பட்டுள்ளது. இருப்பினும், இந்த நிலை நீண்ட காலம் நீடிக்காது. கண்ணாடி கம்பியை அகற்றுவது மதிப்புக்குரியது, ஏனெனில் சார்ஜ் நேர்மறை மற்றும் எதிர்மறையாக பிரிக்கப்படுவது மீறப்படுவதால், எலக்ட்ரோஸ்கோப்பின் நடுநிலை நிலை மீட்டெடுக்கப்பட்டு அதன் இலைகள் அவற்றின் அசல் நிலைக்குத் திரும்புகின்றன.

எலக்ட்ரோஸ்கோப் - உடல் எந்தக் கட்டணத்தில் மின்மயமாக்கப்படுகிறது என்பதைத் தீர்மானிக்கக்கூடிய ஒரு சாதனம். இது மேல் முனையில் ஒரு பந்து அல்லது தட்டு மற்றும் கீழே இரண்டு இலவச தொங்கும் உலோக தாள்கள் கொண்ட ஒரு உலோக கம்பி கொண்டுள்ளது. எலக்ட்ரோஸ்கோப்பின் செயல்பாடு கொள்கையின் அடிப்படையில் அமைந்துள்ளது: ஒரே பெயரின் உடல்கள் ஒன்றையொன்று விரட்டுகின்றன (பார்க்க - எலக்ட்ரோஸ்கோப்பின் செயல்பாட்டின் கொள்கை).

மின்னியல் தூண்டல் காரணங்களில் ஒன்றாகும் இயற்கையில் மின்னல், - வளிமண்டல நிலையான மின்சாரத்தின் மிகவும் சக்திவாய்ந்த மற்றும் ஆபத்தான வெளிப்பாடு.

மின்னல் இது மேகத்தின் தனிப்பட்ட பகுதிகள், தனிப்பட்ட மேகங்கள், மேகம் மற்றும் பூமி, பூமியிலிருந்து மேகம் வரையிலான வளிமண்டல மின்சாரத்தின் வெளியேற்றமாகும். வேறு வார்த்தைகளில் கூறுவதானால், மின்னல் என்பது குறுகிய கால மின்னோட்டமாக வரையறுக்கப்படுகிறது, மின்சார ஆற்றல்களை சமன் செய்யும் மின்சார தீப்பொறி.

35 இடியுடன் கூடிய மழை மற்றும் மின்னல் பற்றி அடிக்கடி கேட்கப்படும் கேள்விகள்

வான் டி கிராஃப் மின்னியல் ஜெனரேட்டர்

அறிவியல் மற்றும் தொழில்நுட்ப நோக்கங்களுக்காக (உதாரணமாக, அணு இயற்பியல், கதிரியக்க உயிரியல், எக்ஸ்ரே சிகிச்சை, பொருட்கள் சோதனை, குறைபாடு கண்டறிதல் போன்றவை), பல மில்லியன் வோல்ட் மின்னழுத்தத்தை உருவாக்கக்கூடிய சாதனங்கள் தேவை.

இத்தகைய சாதனங்கள் உயர் நேரடி மின்னழுத்தத்துடன் தொழில்நுட்ப ரீதியாக மேம்பட்ட மின்னியல் ஜெனரேட்டர்கள். அவற்றில் மிகவும் பிரபலமானது வான் டி கிராஃப் ஜெனரேட்டர் ஆகும், இது 1829 இல் ஒரு அமெரிக்க இயற்பியலாளரால் உருவாக்கப்பட்டது. ராபர்ட் வான் டி கிராஃப் (1901 - 1967).

வான் டி கிராஃப் ஜெனரேட்டர் (1933) 7 மெகாவோல்ட் மின்னழுத்தத்துடன்

ஜெனரேட்டர் என்பது ஒரு உலோக வெற்றுப் பந்து ஆகும். பந்தின் பரிமாணங்கள் மற்றும் நெடுவரிசையின் உயரம் ஜெனரேட்டரின் தேவையான மின்னழுத்தத்தின் வரம்பால் தீர்மானிக்கப்படுகிறது (எடுத்துக்காட்டாக, 5 MV மின்னழுத்தம் கொண்ட ஒரு ஜெனரேட்டருக்கு, பந்தின் விட்டம் 5 மீ அடையும்). இன்சுலேடிங் பொருளின் முடிவற்ற பெல்ட் (பட்டு, ரப்பர்) நெடுவரிசையின் உள்ளே நகர்கிறது, இது கோளத்திற்கு கட்டணங்களை மாற்றுவதற்கான கன்வேயராக செயல்படுகிறது.

நீங்கள் மேலே செல்லும்போது, ​​மூலத்தின் ஒரு துருவத்துடன் இணைக்கப்பட்ட தூரிகையைக் கடந்து சாதனத்தின் அடிப்பகுதியில் ஸ்ட்ரிப் இயங்கும் நேரடி மின்னோட்டம் சுமார் 10,000 V மின்னழுத்தம் (ஒரு பொருத்தமான ரெக்டிஃபையர் இந்த ஆதாரமாக செயல்படும்) தனது முதல் மின்னியல் ஜெனரேட்டர்களை வடிவமைப்பதில், வான் டி கிராஃப் சாதனத்தைப் பயன்படுத்தினார். ஒரு வெற்றிட குழாய் கொண்டு.

வான் டி கிராஃப் மின்னியல் ஜெனரேட்டர் சாதனம்

இந்த தூரிகையின் நுனிகளில் இருந்து, கட்டணங்கள் பெல்ட்டின் மீது பாய்கின்றன, இது அவற்றை பந்தின் உள்ளே கொண்டு செல்கிறது, மேலும் இரண்டாவது தூரிகை மூலம் அவை பந்தின் வெளிப்புற மேற்பரப்புக்கு செல்கின்றன.டேப்பின் சார்ஜ் செய்யப்படாத பகுதியை கீழே நகர்த்துவதற்கான செயல்முறையை மேம்படுத்த, சார்ஜ் செய்யப்பட்ட பந்திலிருந்து அகற்றப்பட்ட தூரிகைகளின் உதவியுடன், எதிர் அடையாளத்தின் கட்டணங்கள் மாற்றப்படுகின்றன.

மின்னியல் தூண்டல் காரணமாக, தூரிகையில் எதிர்மறை கட்டணம் தோன்றுகிறது, இது பெல்ட்டின் இறங்கு பகுதிக்கு வெளியேற்றத்தால் கொண்டு செல்லப்படுகிறது. இந்த கட்டணம் பின்னர் தூரிகை மற்றும் தரையிறக்கப்பட்ட குறைந்த உருளைக்கு மாற்றப்படுகிறது, அதன் மூலம் அது தரையில் வெளியேற்றப்படுகிறது.

டேப் நகரும் போது, ​​பந்தின் விட்டம் மற்றும் அதிலிருந்து மற்றொரு மின்முனைக்கு அல்லது தரைக்கு உள்ள தூரம் ஆகியவற்றால் நிர்ணயிக்கப்பட்ட முன்னரே தீர்மானிக்கப்பட்ட வாசல் மதிப்பை அடையும் வரை பந்தின் மீதான கட்டணம் அதிகரிக்கிறது.

டேப் நகரும் போது, ​​பந்தின் விட்டம் மற்றும் அதிலிருந்து மற்றொரு மின்முனைக்கு அல்லது தரைக்கு உள்ள தூரம் ஆகியவற்றால் நிர்ணயிக்கப்பட்ட முன்னரே தீர்மானிக்கப்பட்ட வாசல் மதிப்பை அடையும் வரை பந்தின் மீதான கட்டணம் அதிகரிக்கிறது.

மின்னழுத்தத்தை அதிகரிக்க, அத்தகைய இரண்டு சாதனங்கள் நிறுவப்பட்டுள்ளன, இதில் பந்துகள் எதிர் அறிகுறிகளின் கட்டணங்களைப் பெறுகின்றன. எனவே, எடுத்துக்காட்டாக, 10 MV மின்னழுத்தத்தைப் பெற, இரண்டு ஜெனரேட்டர்கள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன, அவை தரையிலிருந்து +5 MV மற்றும் -5 MV வரை சார்ஜ் செய்யப்பட்டு, ஒருவருக்கொருவர் இவ்வளவு தொலைவில் நிறுவப்பட்டு, மின்னழுத்தத்தில் முறிவு ஏற்படுவதற்கான சாத்தியக்கூறு குறைவாக இருக்கும். கொடுக்கப்பட்டதை விட அணைக்கப்பட்டது.

தற்சமயம், வான் டி கிராஃப் வடிவமைப்பை மீண்டும் மீண்டும் செய்யும் மின்னியல் ஜெனரேட்டர்களின் பல்வேறு மாதிரிகள் உள்ளன. அவை உடல் பரிசோதனைகள் மற்றும் பொழுதுபோக்கு மற்றும் செயல் ஆர்ப்பாட்டங்களுக்கான ஈர்ப்பாக பயன்படுத்தப்படுகின்றன. நிலையான மின்சாரம்.

அது சிறப்பாக உள்ளது: டிரைபோ எலக்ட்ரிக் விளைவு நானோ ஜெனரேட்டர் (TENG)