Чи змінює комутатор змінного струму на постійний струм?

У царині електротехнікикомутаторє життєво важливим компонентом як у генераторах постійного струму, так і в постійних двигунах. Незважаючи на те, що його роль може здатися складною, розуміння її функції може дати цінну інформацію про те, як діють ці пристрої. Зокрема, комутатор відіграє вирішальну роль у перетворенні електричного струму з однієї форми в іншу. Але чи змінює комутатор змінного струму на постійний струм? Давайте детальніше вивчимо це питання.

Для початку важливо зрозуміти різницю між змінним (змінним струмом) та постійним струмом (постійний струм). AC характеризується синусоїдальною формою хвилі, яка чергується в напрямку з часом, тоді як постійний струм протікає лише в одному напрямку. У контексті генераторів та двигунів постійного струму комутатор має вирішальне значення для перетворення струму між цими двома формами.

У генераторі постійного струму комутатор служить для перетворення змінного струму, створеного в обмотках арматури в постійний струм. Коли арматура обертається в магнітному полі, вона генерує напругу змінного струму в його обмотках. Комоутатор у поєднанні з пензлями збирає цю напругу змінного струму і перетворює його в постійний струм, повертаючи полярність вихідного струму кожні половину циклу. Цей процес гарантує, що вихідна напруга залишається постійною у напрямку, тим самим виробляючи постійний струм.

З іншого боку, в двигуні постійного струму,комутаторВідіграє подібну, але трохи іншу роль. Поки двигун працює від постійного струму, комутатор використовується для перетворення цього постійного струму в зміну в межах обмоток арматури. Це може здатися контрінтуїтивним, оскільки двигуни постійного струму працюють від постійного струму, але процес необхідний для ефективного роботи двигуна. Коли арматура обертається, комутатор і щітки розподіляють вхідний струм постійного струму до обмоток арматури таким чином, що він створює магнітне поле змінного струму всередині двигуна. Це магнітне поле змінного струму взаємодіє з постійними магнітами двигуна, внаслідок чого арматура обертається і виробляє крутний момент.

В обох випадках комутатор має важливе значення для перетворення струму між змінним та постійним струмом. Однак важливо зазначити, що сам комутатор не фізично не змінює струм з змінного струму на постійний струм або навпаки. Натомість він покладається на механічне обертання арматури та конструкцію пензлів для досягнення цього перетворення.

ЗкомутатораДизайн має вирішальне значення для своєї функції. Зазвичай він складається з циліндричної сегментованої поверхні, виготовленої з міді або іншого провідного матеріалу. Ці сегменти ізольовані один від одного і з'єднані з обмотками арматури. Коли арматура обертається, щітки їздять на поверхні комутатора, встановлюючи контакт з різними сегментами та відповідно розподіляючи струм.