ההבדלים בין מנועים וגנרטורים

מנועים וגנרטורים הם מכשירים אלקטרומגנטיים. יש להם לולאות נושאות זרם המסתובבות בשדות מגנטיים. שדה מגנטי זה המשתנה במהירות מייצר כוחות אלקטרומוטוריים, המכונים emfs או מתח. מנועים וגנרטורים חשמליים הם ההפך זה מזה. מנועים חשמליים ממירים אנרגיה חשמלית לאנרגיה מכנית, ואילו גנרטורים חשמליים ממירים אנרגיה מכנית לאנרגיה חשמלית.

מנועים חשמליים וגנרטורים כוללים לולאות נושאות זרם המסתובבות ברציפות בשדה מגנטי. הלולאות נכרכות סביב ליבת ברזל הנקראת אבזור ההופכת את השדה המגנטי בתוכם לחזק יותר. הזרם בלולאות הופך כיוון וגורם לאבזור ומכאן שהלולאות מסתובבות ללא הרף. כיוון הלולאות המשתנה גורם לייצור EMF מושרה.

EMF הוא קיצור של כוח אלקטרומוטיבי. זה לא כוח, אלא הוא ההבדל הפוטנציאלי בין הדקים של מכשיר שמשנה צורה אחת של אנרגיה לאנרגיה חשמלית. סוללה, למשל, ממירה אנרגיה כימית לאנרגיה חשמלית, וכך גם מקור EMF. הבדל פוטנציאלי הוא מתח.

ה- EMF המושרה שנוצר מתנועת הלולאות הולך וגדל ככל שהשדה המגנטי משתנה במהירות רבה יותר. זהו חוק ההשראה של פאראדיי, על שמו של מגלהו, הפיזיקאי הנודע מייקל פאראדיי.

גנרטורים של זרם חילופין מנוגדים למנועים מכיוון שהם ממירים אנרגיה מכנית לזו של חשמל. אנרגיה מכנית משמשת לסיבוב הלולאות בשדה המגנטי, וה EMF הנוצר הוא גל סינוס המשתנה בזמן. קיטור המיוצר משריפת דלקים מאובנים כמו פחם, נפט וגז טבעי מהווה מקור נפוץ במדינות כמו ארצות הברית. באירופה משתמשים בביקוע גרעיני ליצירת קיטור. בחלק מהמפעלים ההידרואלקטריים, כמו אלה שנמצאים במפלי הניאגרה, משתמשים בלחץ מים לסיבוב הטורבינות. טורבינות הן רוטורים עם שבשנים או להבים. רוח ומים אינם משמשים בדרך כלל כדלקים מאובנים למקורות אנרגיה מכניים מכיוון שהם אינם יעילים ויקרים יותר.

מנועי זרם חילופין ממירים אנרגיה חשמלית לזו של מכני. זרם חילופין משמש לסיבוב הלולאות בשדה המגנטי. רוב מנועי ה- AC מייצרים את הזרם באמצעות אינדוקציה. אלקטרומגנט גורם לשדה המגנטי ומשתמש באותו מתח כמו הסלילים.

מנועי DC וגנרטורים דומים למקבלי AC שלהם, אלא שיש להם טבעת מפוצלת הנקראת commutator. הקומוטטור מחובר למגעים חשמליים הנקראים מברשות. כיוון הזרם המשתנה דרך הקומוטטור גורם לסיבוב האבזור ובכך ללולאות. השדה המגנטי שהאבזור מסתובב בו עשוי להיות מגנט קבוע או אלקטרומגנט. לגנרטורים של DC יש EMF שנוצר הוא זרם ישר.

כל המנועים הם גנרטורים. EMF בגנרטור מגביר את יעילותו, אך EMF במנוע תורם לבזבוז אנרגיה ולחוסר יעילות בביצועיו. EMF האחורי הוא התנגדות לשינוי בשדה מגנטי. EMF אחורי מופיע במנוע לאחר הפעלתו, אם כי לא באופן מיידי. זה מקטין את הזרם בלולאה, וגדל ככל שמהירות המנוע עולה. זה גורם לדרישות ההספק של המנוע גם לעלות, במיוחד בעומסים גדולים מאוד.