Techniek - Dynamo
Michael Faraday kwam er een tijdje geleden achter dat als je een koper draadje door een magnetisch veld beweegt, je een elektrisch stroompje op kan wekken. We zijn intussen wat verder met de techniek als in 1831, maar op dat principe werkt de dynamo in jouw auto.
Door meerdere draadjes op een spoel te winden, en deze te laten draaien in een magnetisch veld kan je een simpele dynamo/generator maken, zoals je op de meeste fietsen aantreft. Onderstaand plaatje laat dat versimpeld zien, de blauwe delen zijn de sleepcontacten waar de spanning (V) over gemeten wordt.
Zoals je kan zien levert dit wisselspanning/wisselstroom (I) op, in het Engels Alternating Current (AC) daarom wordt dit ook wel een alternator genoemd. Voor een fietslampje maakt AC niets uit, maar voor het opladen van een accu wil je gelijkstroom hebben.
De commutator is ontworpen om een deel van de gelijkrichting voor z’n rekening te nemen. Onderstaand plaatje laat dezelfde opstelling met commutator (blauw) zien.
In onderstaand voorbeeld kan je de boel in beweging zien.
Als je dan meerdere spoelen en commutatoren op de draaiende cilinder aanbrengt krijg je de spanning zoals in dit plaatje :
Dus in mijn dynamo zitten meerdere spoelen en commutatoren om op 12 volt uit te komen? Tenzij je een echte oldtimer heb: Nee. Maar ik vond het leuk om even te laten zien. Commutatoren zijn niet efficiënt en slijten relatief snel. Met de introductie van goedkopere en betrouwbare elektronica is het makkelijker de boel elektronisch gelijk te richten. De gemiddelde dynamo in een auto bestaat uit 3 AC spoelen waarvan de spanning via een diodebrug en wat andere elektronica gelijk gericht en op niveau gehouden wordt.
Tot nu toe hebben we het gehad over het magnetisch veld dat opgewerkt wordt door een permanente magneet. Maar die zie je niet in een auto-dynamo. Daar wordt een elektromagneet gebruikt. Faraday’s ontdekking werkt namelijk ook de andere kant op. Als je een stroompje door een koperen draad stuurt, wek je een magnetisch veld op. Door die draad op te winden tot een spoel kan dat behoorlijk krachtig worden. Het voordeel hiervan is dat je het veld kan controleren door de stroom in de spoel te veranderen. Wat dus ook gebeurt.
De ene zet spoelen (3) zit vast in het dynamohuis en noemen we de stator. De andere spoel wordt aangedreven door de poelie en v-snaar en noemen we de rotor. De spanning die de statorspoelen afgeeft is te regelen met het toerental en de veldsterkte in de rotorspoel. Toerental hebben we nodig om de auto voort te bewegen met verschillende snelheden, dus die valt af.
De aansturing van die veldsterkte gebeurt met de zogenaamde velddraad (field). De initiële spanning om het veld in de rotor op te wekken komt van de accu, eventueel via een spanningsregelaar (Voltage Regulator). Als de boel eenmaal draait met de juiste veldsterkte, kan de dynamo zijn eigen veld zelf regelen. Bij sommige modellen zit de spanningsregelaar dan ook intern in de dynamo.
Externe links :
http://www.ngsir.netfirms.com/englishhtm/Induction.htm
http://www.fraeijenhove.nl/dynamo_s.htm
http://www.walburgcollege.nl/vakken/natuurkunde/ntnujava/ph_nl/generator_nl.htm
http://www.familycar.com/Classroom/charging.htm
http://www.snowvalley.20m.com/bikes/genr8rs.htm
http://micro.magnet.fsu.edu/electromag/electricity/generators/index.htmlAuteur : Thom
[ vorige pagina ]