Ako funguje elektromotor?

Keď pripojíte elektromotor na zdroj elektrickej energie, zmení sa táto energia na mechanickú energiu.

Ako funguje generátor elektriny?

Funguje presne opačne ako elektromotor. Keď elektromotor prinútime točiť sa, bude generovať elektrickú energiu. Deje sa to preto, že sa cievky elektromagnetov v jeho vnútri pohybujú v magnetickom poli permanentného magnetu. Týmto pohybom sa v cievkach generuje elektrická energia.

Elektromotorček spredu 

Elektromotorček zozadu 

Elektromotorček zboku

Motor sa skladá zo statora a rotora. Stator je to, čo sa neotáča a rotor je samozrejme časť motora, ktorá sa točí. Na nasledovnom obrázku uvidíte motor z vnútra.

Úplne hore  na obrázku pod zápalkou vidíte rotor. Je to oska, okolo ktorej sa rotor otáča a trojcípe, zlepené plechové jadro, na ktorom je namotaný medený polakovaný drôt. Celý rotor je vlastne trojica elektromagnetov, ktoré sa otáčaním striedavo zapínajú a vypínajú.

Vľavo dole je stator. V jeho vnútri je kruhový permanentný magnet, ktorý vytvára protisilu elektromagnetom. Niektoré motory majú aj v statore elektromagnet.

Vpravo dole je zadný kryt motora spolu s elektródami, ktoré striedavo prenášajú elektrickú energiu zo zdroja na jednotlivé elektromagnety.

Zapojenie generátora.

V praxi sa generátor otáča pôsobením nejakej mechanickej sily:

• veterná vrtuľa
• vodná turbína
• naftový motorový generátor
• parný generátor 

My budeme pre jednoduchosť poháňať generátor elektrickým motorčekom. Čiže zapojenie vyzerá tak, že sme spojili dve osky elektromotorov(napríklad bužírkou z izolácie hrubšieho kábla). Jeden z motorčekov slúži ako pohon generátora a druhý energiu vyrába.

Celé zapojenie vidíte na obrázku vyššie. Motor vpravo poháňame dvomi tužkovými batériami. Motorček vľavo slúži ako generátor elektriny a rozsvecuje červenú LED diódu. Pozor, dióda svieti len ak je zapojená v priepustnom smere (podľa toho, na ktorú stranu sa točí generátor).

Dióda začne svietiť  ak generátor vytvorí dostatočné napätie, čo je asi 1,6V. Pri tomto zapojení to nie je problém. Diódu dokážete rozsvietiť aj keď osku generátora silno roztočíte rukou.

Záver

V tomto experimente si môžete vyskúšať premenu elektrickej energie na mechanickú a naopak. Toto zapojenie umožnilo rozvoj elektrotechniky a aj v dnešnej dobe stojí ako základ pri výrobe elektrickej energie.

Vlastnosti zapojenia tranzistora so spoločným kolektorom:

• vstupný odpor stredný 100kΩ až 10MΩ
• výstupný odpor stredný 50Ω až 1kΩ
• prúdové zosilnenie 20 až 800 krát

Príklady:

1. vhodné

• ak chceme zosilniť vstupný signál
• ak nemôžeme zo vstupného signálu odoberať "veľký" prúd
• ak máme na výstupe malý odpor/impedanciu

2. nevhodné

• ak je vstupný odpor menší alebo porovnateľný ako výstupný odpor. V tomto prípade by neexistovalo žiadne zosilnenie a prúd by tiekol cez bázu. Tranzistor by sa mohol zničiť. 
• ak má výstupné zariadenie veľký odpor/impedanciu

Preštudujte si video.

V zapojení je NPN tranzistor BC547B napájaný jednou 1,5V batériou. Na vstupe je odpor 100kΩ, ktorý prepúšťa na bázu prúd 8,6μA.

Bázový prúd umožňuje prechod prúdu kolektorom a emitorom, ktorý je rádovo vyšší a platí I_B = I_C + I_E.

Zosilnenie tranzistora je v tomto prípade 897μA/3,19μA = 276,7krát

Dôležité:

Toto zapojenie je dôležitý základ pre elektrotechnické obvody.

Odporúčame odskúšať viac odporov zapojených v báze tranzistora a viac odporov zapojených v kolektore tranzistora a zaznačiť výstup na milimetrový papier.

Taktiež odporúčame pripojiť 2 x batériu 1,5V a porovnať namerané hodnoty.

Vlastnosti zapojenia tranzistora so spoločným emitorom:

• vstupný odpor stredný 500Ω až 2kΩ
• výstupný odpor stredný 10kΩ až 100kΩ
• prúdové zosilnenie 20 až 800 krát

Príklady:

1. vhodné

• ak chceme zosilniť vstupný signál
• ak môžeme zo vstupného signálu odoberať "veľký" prúd
• ak máme na výstupe veľký odpor/impedanciu

2. nevhodné

• ak vstupné zariadenie nemôže dodávať "veľký" prúd 
• ak má výstupné zariadenie malý odpor/impedanciu (reproduktor 8Ω)

Preštudujte si video.

V zapojení je NPN tranzistor BC547B napájaný jednou 1,5V batériou. Na vstupe je odpor 470Ω, ktorý prepúšťa na bázu prúd 1,5mA.

Bázový prúd umožňuje prechod prúdu kolektorom a emitorom, ktorý je rádovo vyšší a platí I_B = I_C + I_E.

Zosilnenie tranzistora je v tomto prípade 897μA/3,19μA = 281,19krát

Dôležité:

Toto zapojenie je dôležitý základ pre elektrotechnické obvody.

Odporúčame odskúšať viac odporov zapojených v báze tranzistora a viac odporov zapojených v kolektore tranzistora a zaznačiť výstup na milimetrový papier.

Taktiež odporúčame pripojiť 2 x batériu 1,5V a porovnať namerané hodnoty.

Zhotovenie laboratórneho káblika z vodiča a dvoch krokosvoriek. Na kompletizáciu budete potrebovať kliešte (kombinačky) na stlačenie úchytu káblika ku krokosvorke a orezávací nožík na odblankovanie asi 7mm káblika z obidvoch strán.

Po zhotovení dvoch laboratórnych káblikov budete mať k dispozícii: 2 x laboratórny káblik [1],[2], držiak AA batérie [3], tužkovú batériu [4], žiarovku [5], objímku na žiarovku [6]

Vložte batériu [4] do držiaka batérie [5]. Stranu batérie, ktorá je označená symbolom mínus, vložte na stranu držiaka batérie, kde je strunka.

Zaskrutkujte žiarovku [5] do držiaka žiarovky [6].

Propojte kábliky [1] a [2] k držiaku batérie.

Pripojde kábliky [1] a [2] ku koncovkám držiaka žiarovky. A máte to hotové, žiarovka by mala svietiť.

 názov 

V zapojení je batéria 1,5V a rezistor 100Ω. Ako vidíte na schéme, obvodom preteká prúd 15mA. Podľa Ohmovho zákona U=R*I by malo platiť, že ak vydelíme napätia na rezistore prúdom, ktorý ním preteká dostaneme odpor rezistora. Čiže 1,5V / 0,015A = 100Ω.

V tomto zapojení sú dva rezistory zapojené paralelne k batérii. Z nákresu je vidno, že tak ako v predchádzajúcom zapojení preteká každým rezistorom prúd 15mA. Na tomto zapojení taktiež krásne vidno 1. Kirchhoff-ov zákon, že prúdy vtekajúce do uzla sa rovnajú prúdom z uzla vytekajúcim (30mA = 15mA + 15mA).

Tak ako na predchádzajúcom zapojení aj tu je krásne vidno, že prúdy vtekajúce do uzla sa rovnajú prúdom z uzla vytekajúcim. (45=15+30, 30=15+15). Kedže všetky rezistory sú zapojené k batérii paralelne, je na nich rovnaké napätie 1,5V a podľa Ohm-ovho zákona nimi preteká rovnaký prúd, ktorý sa rovná I = 1,5V / 100Ω čiže I = 0,015A = 15mA.

Toto zapojenie rezistorov sa používa ako napäťový delič. Ak napätie na zápornom pôle batérie označíme hodnotou 0V potom napätie na prvom rezistore má hodnotu polovice  napätia batérie 750mV = 1,5V / 2

Podobne ako v predchádzajúcom príklade sa toto zapojenie rezistorov používa ako napäťový delič. Ak napätie na zápornom pôle batérie označíme hodnotou 0V potom napätie na prvom rezistore má hodnotu tretiny  napätia batérie 500mV = 1,5V / 3. Napätie na prvých dvoch rezistoroch sa rovná dvom tretinám napätia batérie 1V = 2/3 x 1,5V.