Ostatnio bardzo zawzięcie toczymy dyskusję na temat wytwarzania prądu oraz jego związku z sinusoidą. Jedni przekonują, że sinusoida to rzeczywisty przebieg prądu inni, że to mistyfikacja i jakoś nie możemy się dojść do konsensusu.
Może zacznijmy od tego, że ustalimy o jaki prąd nam chodzi czy stały czy przemienny.
Jeśli chodzi o prąd stały no to oczywiście wartość jego napięcia (różnica potencjałów pomiędzy punktami pomiaru) powinna być przybliżeniu stała w określonym czasie, oraz prąd powinien płynąć w konkretnym kierunku (czyt. nośniki prądu powinny przemieszczać się w jedną stronę), od potencjału wyższego do potencjału niższego.
Inaczej jest natomiast z prądem przemiennym, który może być jedno, dwu, trzy ...itd. fazowy.
Weźmy taki prąd jednofazowy (jak w naszym gniazdku). Jego „przemienność” polega na tym, że potencjał jednego przewodnika zmienia się w zakresie -220 do +220 V, natomiast potencjał drugiego wynosi zero. Jeżeli teraz pomiędzy obie końcówki przewodów wepniemy odbiornik prądu, popłynie prąd.
Ponieważ potencjał jednej końcówki zmienia się od dodatniego do ujemnego zmienia się również - jednostajnie w czasie - kierunek przepływu prądu (np. kierunek prądu w naszym gniazdku zmienia się 50 razy na sekundę – 50Hz).
Teraz jeżeli wykreślimy sobie wartość potencjału w zależności od czasu dostaniemy sinusoidę. Ujemne wartości na przebiegu sinusoidalnym znaczą tyle, że prąd płynie w drugą stronę. Czyli napięcie będące różnica potencjałów (+220 – 0, -220 – 0) będzie się zmieniać od -220 do 220.
Jeżeli podłączymy końcówki do płytek odchylania pionowego w oscyloskopie analogowym, to elektrony w lampie próżniowej oscyloskopu będą biegać raz w dół raz w górę, tworząc na ekranie plamkę latającą góra-dół. Jeżeli natomiast włączymy w oscyloskopie tzw. podstawę czasu to otrzymamy na ekranie sinusoidę.
To że prąd tak generowany płynie raz w jedną raz w drugą stronę ładnie widać na filmie z youtube zalinkowanym w jednej z notek przez kolegę Jacora
http://www.youtube.com/watch?v=t9-1c6NOTQ0.
Widać na nim, że przy wkładaniu magnesu prąd płynie w jedną stronę, a przy wyciąganiu płynie w drugą stronę. Jest to równoważne z obrotem ramki z polu magnetycznym: w pierwszej połowie obrotu nazwijmy to „zgonie z kierunkiem pola magnetycznego”(prąd płynie w jedną stronę) w drugiej połowie obrotu „przeciwnie do kierunku pola” (prąd płynie w druga stronę).
Zastanawiałem się, czy w taki sposób dałoby się wygenerować prąd stały. Jakby na przykład zamiast na walec nawinąć przewodnik na torus i wewnątrz tego torusa poruszać magnes dookoła w jedną stronę, wtedy prąd o określonym natężeniu powinien płynąc tylko w jedną stronę. Pewnie są takie generatory, ale nie chce mi się szukać. Na pewno któryś z kolegów podzieli się konstrukcja i nazwą takiego generatora.
Generatorem napięcia i tym samym prądu stałego są też wszelkiego rodzaju fotodetektory i fotoogniwa, w których separacja nośników i powstanie SEM następuje dzięki promieniowaniu EM.
Zapraszam szanownych czytelników do podzielenia się wiedzą na temat różnych innych generatorów prądu, zarówno stałego jak i przemiennego.
Pozdrawiam
rzech
PS. Zasady komentowania na moim blogu jak wcześniej.
