¿La carga eléctrica en un generador afecta su resistencia mecánica?

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Si toma como ejemplo el alternador en un automóvil. Digamos que el motor está configurado a ralentí a 1000 rpm. La resistencia del motor en sí y de los accesorios que maneja requieren una cierta cantidad de gas para mantener 1000 rpm. Ahora suponga que el alternador a velocidad de ralentí puede proporcionar 1000 vatios de potencia, pero mantener la batería cargada y hacer funcionar el motor solo está extrayendo 100 vatios. (No tengo idea si estos números son realistas. Solo lo estoy usando como ejemplo.) Luego, si usa el alternador para alimentar un dispositivo de 900 W, entonces ahora está aprovechando todo el potencial de 1000 W. ¿Aumenta la resistencia mecánica del alternador, lo que requiere un poco más de gas para mantener 1000 rpm?

Si es así, ¿qué causa esto? La electricidad se genera al pasar bobinas a través de un campo magnético constante. El potencial de salida está limitado, supongo, por la velocidad de rotación. ¿Importa la cantidad de corriente que tiene la carga a esa velocidad? O es cualquier potencial en exceso simplemente desperdiciado

Esto podría ser un duplicado, pero no pude encontrar una respuesta que tuviera sentido para mí.

    
pregunta Tom

5 respuestas

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¿Tienes un coche? Es un experimento muy fácil, simplemente encienda todo de manera eléctrica y puede "sentir" que el motor trabaja más.

La razón de esto es el campo magnético que crea cada corriente. Sin carga, tiene el campo magnético giratorio del rotor, que crea un voltaje en el estator.

Si hay una carga, una corriente comienza a fluir, lo que crea un campo magnético en la dirección inversa. Esto dificulta el movimiento de los rotores, por lo que tiene que poner más poder mecánico para mantener las rpm constantes.

    
respondido por el Christian
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Sí.

Toda la salida eléctrica del generador debe proporcionarse como entrada mecánica, más un poco más para pérdidas.

Un caballo de potencia es de aproximadamente 750 vatios. Sin embargo, los alternadores de automóviles son relativamente ineficientes cuando los generadores funcionan (la potencia mecánica de entrada es 'gratis' y hay mucho aire de refrigeración), por lo que la salida de 900/1000 vatios necesitará aproximadamente 2 HP del motor.

Si tiene algún motor de modelo 3v pateando, entonces un buen experimento es hacer girar uno, mientras conecta / separa los dos cables para cambiar la carga. La resistencia ofrecida a ser hilada aumenta considerablemente cuando se carga el motor.

    
respondido por el Neil_UK
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Este es el principio básico del generador. La energía se convierte de potencia mecánica a potencia eléctrica, es lo opuesto al modo de motor donde la potencia eléctrica se convierte en mecánica. Mucha gente piensa que se puede girar el alternador y produce electricidad sin influencia para el conductor mecánico, pero no es cierto. Cuando el alternador produce potencia tiene que sacarlo del motor. El motor entonces controla el motor a velocidad de ralentí y agrega más combustible para mantener los RPM inactivos.

    
respondido por el Marko Buršič
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Si tiene un pequeño motor de CC de imán permanente tendido alrededor, puede demostrar el efecto de carga usted mismo fácilmente.

1) Deje el motor completamente desconectado de cualquier cosa y gire el eje con sus dedos.

2) Cortocircuite el devanado de la armadura y, con el cortocircuito, gire el eje nuevamente.

    
respondido por el R Drast
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La respuesta es sí, sí, sí. (Soy un ingeniero eléctrico oxidado) Cualquier otra cosa sería una violación de la segunda ley de la termodinámica.

Comencemos con un simple movimiento magnético a través de una bobina. Si luego pone una carga en la bobina, como una resistencia, entonces al deslizar el magnético intentará inducir una corriente, que estará limitada por la resistencia, y al hacerlo, el voltaje aumentará a través de la bobina. (Toma tiempo que las cargas pasen a través de una resistencia, y se crea un voltaje a medida que se acumulan las cargas) Este es un pico inductivo.

Si desliza un imán para que se genere una fem en la bobina y tenga los extremos de la bobina sin unir (abierto), intentará inducir una corriente, pero no habrá una ruta para que fluya la corriente. y una gran separación de carga crea un pico de voltaje mucho mayor desde su bobina.

Si desliza un imán para que se genere una fem en la bobina y tenga los extremos de la bobina en cortocircuito (!), entonces se permite que fluya tanta corriente como sea posible por el cambio del campo magnético. Tenga en cuenta que el voltaje será BAJO, la corriente será ALTA. Sin embargo, la alta corriente inducida en la bobina TAMBIÉN produce un campo magnético, en la dirección opuesta al cambio del campo magnético debido al deslizamiento. En otras palabras, si se desliza un magnético, cualquier corriente que fluya en la bobina resistirá el golpe. Así es como funciona el frenado regenerativo. (Piense en motores paso a paso, o automóviles eléctricos de lujo)

En un automóvil, este sistema funciona como un todo. El generador intenta inducir una corriente, pero la resistencia es resistida por la resistencia interna de la batería, etc. En efecto, un sistema eléctrico solo atraerá la corriente que necesite (se puede pensar que el consumo de corriente está determinado por la carga)

Su automóvil está "gobernado", lo que significa que utilizará menos gasolina o más gasolina para mantener la configuración de ralentí.

Lo que esto significa es que, si la carga en el generador es mayor, podrá inducir una corriente mayor para satisfacer esa necesidad, a expensas de un campo opuesto por esa corriente, lo que significa que el motor se cargará y El uso del gas aumentará.

Ahora, mencionaste los alternadores ~~ estos son una bestia ligeramente diferente en que no tienen imanes permanentes. En su lugar, los reguladores en ellos derivan la corriente a través de sus bobinas de campo para crear un campo magnético. En esencia, sin embargo, se produce el mismo resultado.

El único efecto que tiene el regulador (tanto para los generadores como para los alternadores) es que habrá un límite superior en la cantidad de carga que puede ser "vista" por el generador / alternador, para proteger los devanados de la fusión. , y para mantener un voltaje del sistema más consistente.

Un alternador que no tiene carga sobre él girará libremente, ya que el regulador no envía corriente a través de los devanados del campo.

Un generador que no tiene carga, girará libremente ... [Edición: No girará libremente, porque el magnético permanente aún puede inducir corrientes de Foucault en el núcleo de la armadura que resiste el movimiento, etc.], pero generan altos voltajes de circuito abierto. Eso se maneja con circuitos de purga en el regulador.

    
respondido por el Tiger12506

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