Хто винайшов "Динамо" - винахідник "Динамо"
Ви коли-небудь замислювались хто винайшов динамо? Хто зробив такий пристрій, який виробляє електроенергію? Що ж, давайте разом з’ясуємо, хто є винахідником динамо і як працює цей винахід.
"Динамо" - це електричний генератор, який виробляє постійний струм за допомогою перемикача. Динамо були першими електричними генераторами, здатними забезпечувати промислову енергію та фундаментом, на якому спирається багато інших пристроїв для перетворення електрики, включаючи електродвигун, генератор змінного струму та роторний перетворювач. Динамо використовує обертові дротяні котушки та магнітні поля для перетворення механічного обертання в імпульси постійного струму за законом Індукції Фарадея.
Історія динамо
Перший електричний генератор був винайдений Майклом Фарадеєм у 1831 р. - мідний диск, що обертається між полюсами магніту. Це не було динамо, оскільки воно не використовувало перемикач. Однак диск Фарадея генерував дуже низьку напругу, оскільки він мав єдиний шлях струму через магнітне поле. Фарадей та інші дізналися, що вищі та корисніші напруги можна отримати, скрутивши дріт на котушці кілька разів. Обмотки могли виробляти будь-яку бажану напругу, змінюючи кількість витків, тому вони стали важливою особливістю у всіх наступних моделях генераторів, що вимагало винаходу перемикача для отримання постійного струму.
У 1827 р. Угорський Аньос Єдлік розпочав експерименти з обертовими електромагнітними пристроями, які він назвав електромагнітними самохідними шліфувальними машинами. У своєму прототипі однополюсного електричного стартера нерухомі та обертові частини були електромагнітними. Джедлік сформулював концепцію динамо приблизно за шість років до Siemens та Wheatstone, але не запатентував її, оскільки вважав, що не перший це зробив. Його динамо використовувало замість постійних магнітів два електромагніти, розміщені навпроти один одного, щоб індукувати магнітне поле навколо ротора. Водночас він відкрив принцип самозбудження динамо.
Перше динамо, засноване на принципах Фарадея, було побудоване у 1832 році Іпполітом Піксі, французьким виробником приладів. Він використовував постійний магніт, який обертався кривошипом. Обертовий магніт був розміщений так, що його полюси проходили по шматку заліза, обмотаному ізольованим дротом. Піксі зауважив, що обертовий магніт виробляє імпульс струму в дроті кожного разу, коли полюс проходить котушку. Однак північний та південний полюси магніту індукували струм у протилежних напрямках. Для перетворення змінного струму в постійний струм Піксі винайшов перемикач - металевий циліндр, розділений на валу, з двома пружними металевими контактами, що притискали циліндр.
У цих ранніх моделей була проблема: електричний струм, який вони виробляли, складався з ряду імпульсів струму, відокремлених один від одного відсутністю струму, що призводило до низької енергетичної ефективності, і виробники електричних генераторів на той час не мали повністю зрозумів серйозні негативні наслідки повітряних зазорів в магнітопроводі. Антоніо Пачінотті, італійський професор фізики, вирішив цю проблему близько 1860 року, замінивши двополюсну осьову котушку на багатополюсну тороїдальну, яку він створив, безперервно намотуючи залізне кільце, підключене до дроту. перемикач в декількох точках, однаково віддалених від кільця, перемикач розділений на кілька сегментів. Це означало, що частина котушки безперервно проходила повз магніти, «згладжуючи» струм.
Перші практичні моделі динамо-машин були оголошені незалежно та одночасно д-ром Вернером Сіменсом та Чарльзом Уїтстоуном. 17 січня 1867 р. Сіменс подарував Берлінській академії "динамо-електричну машину" (перше використання цього терміна), яка включала електромагнітні котушки з власним живленням, а не постійні магніти для створення статичного поля. Того ж дня, коли цей винахід був представлений Королівському товариству, Чарльз Уітстоун написав статтю, в якій описував подібну модель з тією відмінністю, що у моделі Сіменса статичні електромагніти послідовно розташовувалися до ротора, а в моделі Уїтстоуна паралельно. Застосування електромагнітів на шкоду постійним магнітам значно збільшило вихідну потужність динамо і вперше дозволило генерувати велику потужність. Цей винахід призвів безпосередньо до перших основних галузей промислового використання електроенергії. Наприклад, у 1870-х роках Siemens використовував електромагнітні динамосистеми для постачання електродугових печей для виробництва металів або інших матеріалів.
Зенобе Грамме заново винайшов модель Пачінотті в 1871 р., Коли він спроектував перші комерційні електростанції, що працювали в Парижі в 1870-х рр. Ще однією перевагою моделі Грамме був кращий шлях для магнітного потоку шляхом заповнення простору, зайнятого магнітним полем, важкими ядрами. заліза та мінімізуючи повітряні зазори між нерухомими та обертовими частинами. Динамо Грамме було першою машиною, яка виробляла комерційні обсяги електроенергії для промисловості. Інші вдосконалення були внесені в кільце Гремма, але основна концепція нескінченної обертової дротяної петлі залишилася в основі всієї сучасної динаміки.
Чарльз Ф. Щіток зібрав своє перше динамо влітку 1876 року, використовуючи кінну млину для його годування, і отримав патент 24 квітня 1877 року. Щітка розпочалася з основної моделі Гремма, де дріт з боків та всередині кільця знаходились поза полем впливу поля, і надто багато тепла зберігалося. Для вдосконалення моделі якорь кільця прийняв форму диска, а не циліндра, а електромагніти в полі розташовувались з боків диска, а не по всій окружності. З кожного боку якоря було кілька чотирьох електромагнітів, два з північними полюсами і два з південними полюсами, однакові полюси були протилежними один одному. У 1881 році, як повідомлялося, одна з династій компанії Brush Electric мала довжину 226 сантиметрів, ширину 71 сантиметр і висоту 91,5 сантиметра, вагу близько 2177 кілограмів і працювала зі швидкістю близько 700 обертів на хвилину. Тоді воно вважалося найбільшим динамо у світі. Це динамо живило 40 дугових вогнів і для роботи йому було потрібно 36 кінських сил.
Динамо все ще використовується в додатках, що використовують низьку напругу, точніше там, де необхідний постійний струм низької напруги, де генератор змінного струму з напівпровідниковим випрямлячем неефективний. Динамо, що працюють вручну, використовується в годинникових радіоприймачах, ліхтариках з ручним керуванням, зарядних пристроях для мобільних телефонів та іншому обладнанні, що працює від ручного живлення, що використовується для підзарядки батарей. Мабуть, найпопулярнішим все ще використовуваним динамо є велосипедне динамо, яке живить фару та зупинку велосипеда, причому динамо управляється, рухаючи велосипедні колеса.
Тепер ви знаєте, хто винайшов динамо і як працює цей винахід. Сподіваємось, ця стаття задовольнила ваше бажання знань та збагатила ваші знання.
Стаття написана в категорії "Технологія"
Дивіться інші статті в цій категорії: