Name: dc motors and generator action
Uploaded: 2023-04-30T06:43:07.000Z
Duration: 9 min 29 s
Channel: JoVE

K12 Standards

Arizona Science Standards

High School

Physical Science

HS.P3

HS.P3U2.7

DC Motors

1. DC テスト
<ol><li>低消費電力 DC 電源と 0.8 A に限定、直流機の電機子に供給端子を接続します。</li>
	<li>電源の直流電圧・電流の測定値を記録します。</li>
	<li>それぞれの巻線の抵抗を推定します。</li>
	<li>について、他の巻線、シャント フィールドと系列フィールドを 1 つずつ。</li>
	<li>切り、低消費電力 DC 電源を切断します。</li>
	<li>最大抵抗を組み込みフィールド レオスタットを設定し、その抵抗を測定します。</li>
	<li>最大の抵抗にシリーズ フィールド レオスタットの (外部) を設定し、その抵抗を測定します。</li>
</ol>2. 原動機セットアップと残留磁気
この実験では原動機は、直流発電機回転子 (アーマチュア) を回転させるモータとして動作する同期機です。
<ol><li>三相の切断スイッチ、同期モータのスイッチ、および DC モーター スイッチすべてをしていることを確認します。</li>
	<li>変圧器が、0% であることを確認します。</li>
	<li>三相のコンセントを変圧器に配線し、図 5 に示すようにセットアップを接続します。</li>
	<li>「スタート/実行」スイッチが「スタート」位置にあるを確認します。</li>
	<li>三相切断スイッチを入れます。</li>
	<li>高電圧直流電源を入れます。</li>
	<li>すべての接続は、電源端子から明らかであることを確認します。</li>
	<li>プレス、"V 私は DIS/"供給電圧と電流の動作点を表示するボタン。125 V に電圧ノブを調整します。<ol>
<li>[スタート] ボタンを押さないでください。</li>
	</ol>
</li>
	<li>直流電源盤の「スタート」ボタンを押します。</li>
	<li>VAC1読み取る 120 V まで徐々 に VARIAC の出力を増やします。</li>
	<li>同期電動機では、定常状態の速度に達すると、スタート/実行スイッチを実行位置に左右反転させます。</li>
	<li>測定しストロボ ライトを使用して回転速度を記録し、 VAを記録します。</li>
	<li>DC 電源をオフにして、変圧器を 0% に戻ります。</li>
	<li>「スタート」に「スタート/実行」スイッチをリセットします。</li>
	<li>三相切断スイッチを切ります。</li>
</ol><img alt="Figure 5" src="/files/ftp_upload/10166/10166fig5.jpg"> 図 5: - 原動機をセットアップする方法の模式図.<a href="//cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/10166/10166fig5large.jpg" target="_blank">この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください</a>。
3. DC シャント発電機特性
<ol><li>DC ジェネレーター側では、図 6 に示すように、アーマチュア フィールドと並行してシャント フィールドを接続します。</li>
	<li>RFsh(ext)の組み込みのレオスタットを使用し、私は Fshを測定する電流計としてマルチ メーター。</li>
	<li>「S1」は無負荷テストを開いたまま。</li>
	<li>保つ「RFsh(ext)"最大の抵抗で。</li>
	<li>三相切断スイッチを入れます。</li>
	<li>直流電源盤の「スタート」ボタンを押します。</li>
	<li>VAC1読み取る 120 V まで徐々 に VARIAC の出力を増やします。</li>
	<li>同期モータは、定常状態の速度を達すると、「実行」の位置に「スタート/実行」スイッチを入れます。</li>
	<li>他の場所で説明したストロボ ライト技術を使用して軸の回転速度を測定します。</li>
	<li>レコードV直流発電機側でこの無負荷条件。</li>
	<li>VAの電圧が約 150 V になるまでは、 RFsh(ext)を減らします。</li>
	<li>そのポイントの後を減らす「RFsh(ext)"最小限抵抗に達するまで 5 つのほぼ等しいステップの。
	<ol>
<li>各ステップのVAと私は Fshを測定します。</li>
	</ol>
</li>
	<li>RFsh(ext)を最小値のまま。</li>
	<li>DC 電源をオフにします。</li>
	<li>0% に出力変圧器を減らします。</li>
	<li>私は Fsh 私Aを測定するための測定から電流計を移動します。</li>
	<li>前述のように、セットアップを再起動します。</li>
	<li>300 Ω にRLを設定し、「S1」をオンにします。VAと私の Aを測定します。</li>
	<li>「S1」200 Ω にRLを設定してオンに「S1」メジャー VAと私は A。</li>
	<li>「S1」 RLを 100 Ω に設定して「1S」オンにメジャー VAと私は A。</li>
	<li>DC 電源をオフにし、0% に出力変圧器を設定します。</li>
	<li>同期発電機側のセットアップのまま。</li>
	<li>DC ジェネレーター接続を切断します。</li>
	<li>「スタート」に「スタート/実行」スイッチをリセットします。</li>
	<li>三相切断スイッチを切ります。</li>
</ol><img alt="Figure 6" src="/files/ftp_upload/10166/10166fig6.jpg"> 図 6: シャント DC ジェネレーター設定の概略図。<a href="//cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/10166/10166fig6large.jpg" target="_blank">この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください</a>。
4. DC シリーズ発電機特性
<ol><li>DC ジェネレーター側では、図 7 に示すように、アーマチュアのフィールドを持つシリーズの系列フィールドを接続します。<ol>
<li>RFse(ext)に外部抵抗器を使用します。</li>
		<li>RLとして組み込みのレオスタットを使用し、最大の抵抗であります。</li>
		<li>「S1」は無負荷テストを開いたまま。</li>
		<li>最大の抵抗でRFse(ext)を維持します。</li>
	</ol>
</li>
	<li>三相切断スイッチを入れます。</li>
	<li>直流電源盤の「スタート」ボタンを押します。</li>
	<li>VAC1読み取る 120 V まで徐々 に VARIAC の出力を増やします。</li>
	<li>同期モータは、定常状態の速度を達すると、「実行」の位置に「スタート/実行」スイッチを入れます。<ol>
<li>メジャー V の直流発電機側でこの無負荷条件。</li>
	</ol>
</li>
	<li>「S1」をオンにし、非ゼロVAを参照してくださいに必要なRFse(ext)を減らします。</li>
	<li>異なるRL 5 つのほぼ等しいステップの 50% 設定に達するまで、300 Ω に設定し、「S1」をオンに速度、 VA、および私は Aを測定します。<ol>
<li>「S1」200 Ω にRLを設定してオンに「S1」速度、 VA、および私は Aを測定します。</li>
		<li>「S1」 RLを 100 Ω に設定して「1S」オンに速度、 VA、および私は Aを測定します。</li>
	</ol>
</li>
	<li>DC 電源をオフにします。<ol>
<li>変圧器の出力を 0% に設定します。</li>
		<li>同期発電機側のセットアップのまま。</li>
		<li>DC ジェネレーター接続を切断します。</li>
		<li>「スタート」に「スタート/実行」スイッチをリセットします。</li>
	</ol>
</li>
	<li>三相切断スイッチを切ります。</li>
	<li>すべてのワイヤとメートルを分解します。</li>
</ol><img alt="Figure 7" src="/files/ftp_upload/10166/10166fig7.jpg"> 図 7: シリーズ DC ジェネレーター設定の概略図。<a href="//cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/10166/10166fig7large.jpg" target="_blank">この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください</a>。
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直流機は彼ら AC 誘導と同期機の発明の前に使用されるよりも著しくより少なく共通です。彼らはおもちゃ、小型ロボットは、従来のレガシー機器など単純な低電力アプリケーションで一般的なままです。永久磁石直流機は、豊富な非希土類磁石を使用して、特に低コスト ・低複雑さのアプリケーションでの単純な励起によるそのシャントとシリーズのカウンターの部分よりも共通しています。

dc モータ

ソース: アリ バッツィ、電気工学科大学コネチカット州ストーズ、ct 検査
直流機は直流電流と交流機、AC 電流と電圧を必要とするのではなく電圧で動作します。直流機は最初に発明される、DC 電流によって制御される 2 つの磁場を利用しました。モーターや発電機直流機はフィールドとアーマチュアと呼ばれる 2 つのフィールドを持っているので、適切な場励起を利用できる場合に、同じマシンを簡単に再構成できます。フィールドは通常固定子側とアーマチュアはローター側 (反対またはインサイド アウト交流機と比較して)。場励起は、永久磁石または巻線 (コイル) によって提供することができます。 電機子または回転子のコイルに電流を流すとき通過 DC 電源からコイルに定常とブラシを触れる回転するローターに取り付けられたスリップ リングのブラシ。ローター アーマチュア コイルは電流のループと固定子または界磁から外部磁場にさらされ、力はループに出る。ループは、軸受を用いたモータの両側に"hanging"は、以来、力は他の方向に移動ではなくローターの軸が回転されるトルクを生成します。
この回転合わせが同時にスリップ リング スイッチ側面ブラシ、または「通勤」に磁場が発生、減刑のプロセスとして知られているものです。この転流が発生すると、回転子コイル内の電流の流れが逆になって、磁場回転の同じ方向でさらにトルクを引き起こすと再び、お互いに反対します。このプロセスが続行され、ローター シャフト回転モーター アクションを提供します。発電機操作の磁場下可動コイルによる誘導され後、機械的な回転は回転軸とローターから電流が流れるに提供されます。
この実験で説明した機械には、永久磁石ではなく、界磁巻線があります。DC 機械操作における重要な転流プロセスでスリップ リングを使用し、ローターを回転し、ワイヤを回転を有するので、ローター (アーマチュア) から外の世界にエネルギーを伝達するブラシにツイストしそれらを破る。ただし、これらのブラシとスリップ リングは定期的なメンテナンスを必要とする、ブラシの交換、洗浄、および火花を引き起こす可能性があります、信頼性の主要な欠点を持っています。これは、これらの問題を持っていない AC 機械によってほとんどの直流機の交換につながっているし、残りの直流機主、永久磁石場励起などおもちゃや簡単な低消費電力ツール。AC 機ブラシレス直流機と呼ばれる (または BLDCs) は、インバーターからの AC 電圧を得るための DC ソースと電源電子インバーターを利用する AC マシンです。
この実験の目的は 2 つの主要な DC マシン構成をテストする: シャントとシリーズ。テストのマシンで残留磁束密度を推定するため、さまざまな構成の無負荷電力基準や読み込み特性を研究するものです。

シリーズ巻線は通常シリーズのシリーズおよび電機子巻線があるので、現在、マシンの定格アーマチュアで定格電流を運ぶ。シリーズ巻線がいくつか Ω。 短絡巻線に mΩ の順序ことが期待されますその一方で元電源をマシンのアーマチュアと一緒に、したがって、数十から数百の大きい抵抗値、最小電流を描く必要がありますしたがって、または、Ω の数千も。
残留λRは、無負荷時の電機子電圧を測定することにより推定できます。以来、この無負荷条件、バックの起電力と電圧が同じで、バックの起電力 (EA) λRなどの関数であるEA=私f λRωm 、 私fフィールドに現在して、 ωm<...

DC モータ

Source: Ali Bazzi, Department of Electrical Engineering, University of Connecticut, Storrs, CT. 
The DC machine operates with DC currents and voltages as ...

DCモーター、小さなおもちゃや充電式電動工具から電気自動車に至るまでの駆動機器。これらの電気機械は、アーマチュアと呼ばれる内部の導電性コイルと、ステーターと呼ばれる外部磁石で構成されています。DC電源は、整流子スリッパを介して電機子に電流を供給します。電磁力を誘導し、ループの回転を可能にします。電磁力の大きさは、磁場とコイルの間の角度に依存し、回転に伴ってトルクに変動を生じさせます。アーマチュアの周囲に間隔を空けた複数の巻線により、トルク変動を最小限に抑え、整流子形式が電源を短絡するのを防ぎます。整流子スリッパリングは、コイルを流れる電流の方向を定期的に切り替え、磁場の位置合わせをさらに防止します。このビデオでは、DCモータの構成を紹介し、速度、電流、負荷が変動する電圧などのDCモータの性能特性の測定を示します。DCマシンでは永久磁石ステータが最も一般的ですが、ステータの磁界が導体巻線を介して生成される場合、速度やトルク出力などの性能特性は、電界設計によって変更できます。たとえば、速度は、電気モーター力(EMF)と呼ばれるモーターによって発生する電圧に関連しています。同様に、トルクは電流に比例します。これらの特性は、モータの設計によって異なり、特定のアプリケーション用に選択されるモータ設計に影響を与えます。DCマシンの4つの基本的な電子構成は、励起、シャント、直列、およびコンパウンドです。別々に励磁されたモーターは、フィールドとアーマチュアに別々の電源を使用するため、さまざまな負荷をサポートするための独立した制御が可能になります。最も一般的な構成であるシャント設計では、界磁巻線はアーマチュア負荷と並列に接続され、共通のDC電源が使用されます。これにより、さまざまな負荷で速度を調整でき、工作機械や遠心ポンプで役立ちます。直列構成では、DC電源がフィールドとアーマチュアに直列に電力を供給します。これにより、列車、エレベーター、ホイストなどの機器の相互負荷を克服するためのより高い始動トルクが得られます。コンパウンド設計モーターは、高始動トルクと速度調整の両方にシャント回路と直列回路の両方を使用します。シャント フィールドは、シリーズ フィールドの前または後に読み込まれる場合があります。DCモーターの構成の概要を説明したので、シャントDCモーターの電流、電圧、および負荷の関係の解析を示します。DCテストで収集されたデータは、必要に応じて同等の回路モデルを構築するために使用できます。DCモーターの電気的特性を測定する前に、低電力DC電源を0.8アンペアに設定し、電源端子を機械のアーマチュアに接続してください。次に、電源電圧と電流を記録します。次に、マルチメータを使用してアーマチュアの両端の電圧と電流を測定し、シャントフィールドと直列フィールドを巻き取ります。データを使用して、各コンポーネントの抵抗を推定します。DCモーター発電機の基本特性を測定した後、内蔵のフィールドレオスタットを最大設定に設定し、その抵抗を測定します。最後に、外部級数フィールドレオスタットを上限に設定し、その抵抗を測定します。DCモーターのテストに続いて、同期機を使用してDCマシンのアーマチュアを回転させます。したがって、DCマシンは発電機として、電界励磁なしで、その後無負荷で運転されます。これらの条件下では、端子電圧はEMFに等しくなります。発電機の回転速度が測定され、コイル励起がない場合にアーマチュアが保持する磁気(残留磁気)を計算するために使用されます。まず、三相切断、同期モーター、およびDCモーターがすべてオフになっていることを確認します。次に、DCモーターの外部ローターに小さなテープを貼り付けます。バリアックがゼロパーセントに設定されていることを確認した後、バリアックを三相コンセントに配線します。次に、図のようにセットアップを接続します。次に、スタートランスイッチがスタート位置にあることを確認します。バリアックの調整後、すべての接続が供給端子からクリアされていることを確認します。その後、三相切断スイッチをオンにします。次に、高電圧DC電源をオンにし、VI表示ボタンを押して動作終了電流を表示し、電圧を調整しますtageつまみを125ボルトに。巻を調整する前にスタートボタンを押さないでくださいtageつまみ。DC電源パネルのスタートボタンを押し、機器の電源を入れます。次に、端子電圧が120ボルトを示すまで、バリアック出力をゆっくりと増やします。同期モーターが定常状態の回転速度に達したら、スタートランスイッチを切り替えて実行します。機械の音の変化に注意してください。機械の音は定常状態では単調になります。ストロボライトを使用して、ストロボレートをモーターの回転速度に同期させることにより、モーターの動きをフリーズします。ローターに取り付けられたテープは、ストロボライトが同期すると静止したように見えます。ストロボレートをゆっくりと上げて、ファンを次に高いレートで同期させることにより、このレートがモーター速度であることを確認します。これが正しければ、最初に観測されたストロボ同期率の 2 倍になります。この起動シーケンスは、後続の各テスト実行の前に繰り返されます。起動後、モーターの回転速度とアーマチュア電圧を記録します。次に、このデータを使用して残留磁場強度を計算します。DCマシンは、さまざまな用途で使用されています。さまざまな機械の動作パラメータを特徴付けたら、特定のデバイスの設計仕様に基づいて選択できます。DC発電機は、シャント構成など、さまざまな構成で特性評価できます。スイッチS1が開いている場合、負荷テストがない場合、フィールドエンドの負荷抵抗は最大に調整されます。そして、前述したように軸速度と端子電圧が記録される。シャント抵抗は、最小抵抗に達するまで5段階で減少します。そして、シャント抵抗器の両端の端子電圧と電流を測定しました。モーターは、同じプロトコルに従って、負荷抵抗器を使用してシミュレートされた負荷で測定できます。各タイプのDC発電機には、独自の電圧電流出力があります。シャント発電機は広範囲の電流負荷に電圧を供給できますが、直列発電機は電流負荷に増加する電圧を提供します。電動義肢など、ワイヤレス電源が好まれるさまざまなアプリケーションでは、DCモータがアクチュエータとして選択されます。神経制御下肢義肢では、表面センサーまたは経皮センサーのいずれかを使用して、無傷の脚と同様に、置換肢の電動関節に信号を送信します。ゲートと足のたわみは、リジッドリムリプレースメントを使用する場合よりも自然かつ直感的に制御されます。JoveのDCモーターの紹介を見ました。これで、DCモーターがどのように機能し、そのパラメーターを特徴付ける方法を理解できるはずです。ご覧いただきありがとうございます。

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dc motors and generator action

DC machines use direct current and direct voltage to create motion or generate electricity. They were the first machines of this kind to be invented. A DC machine works with two magnetic fields that are controlled by DC currents, and the same machine can be set up as either a motor or a generator when the right field excitation is available.

In a DC machine, the field is usually on the stator side and the armature is on the rotor side. That arrangement is the reverse of what is found in many AC machines. The field can come from permanent magnets or from a winding, which is a coil of wire.

When current reaches the armature coil, it passes from the DC source through brushes and slip rings. The brushes stay still, while the slip rings are mounted on the rotating rotor and touch the brushes as the rotor turns. A current-carrying loop in the armature, when placed in the field from the stator or field magnet, feels a force.

Because the loop is supported by bearings, that force creates torque. Torque makes the rotor shaft spin instead of moving in some other direction. As the shaft turns, the magnetic fields line up, and the slip rings switch sides on the brushes. This switching is called commutation.

During commutation, the current in the rotor coil reverses. The magnetic fields then oppose each other again, which keeps producing torque in the same direction. The cycle repeats, and the rotor shaft continues to spin. That is how the machine produces motor action.

In generator operation, the process is reversed. Mechanical rotation is applied to the rotor shaft, and current is induced in the moving coil under a magnetic field. The machines discussed here use a field winding rather than permanent magnets.

Brushes and slip rings are critical because they transfer energy between the spinning rotor and the outside circuit. They are needed because spinning wires would twist and break. At the same time, these parts have reliability problems. They need regular maintenance, brush replacement, and cleaning, and they may also cause sparking.

These drawbacks have led most DC machines to be replaced by AC machines that do not have the same issues. The DC machines that remain are often simple systems with permanent magnet field excitation, such as toys and low-power tools. AC machines called brushless DC machines, or BLDCs, use a DC source and a power electronic inverter to produce AC voltages.

The experiment in this collection focuses on two DC machine setups: shunt and series. It also aims to estimate the residual flux in the machine. In addition, it studies the no-load and loading characteristics of the different configurations.

DC Motors and Generator Action

electrical safety precautions and basic equipment

electrical-safety-precautions-and-basic-equipment

Safe Handling of High-Voltage Lab Power

Safe handling of high-voltage lab power is essential in electric machine and power electronics experiments. These labs involve electrical currents, voltages, power, and energy that require extreme care. The systems used in this work can include three-phase AC voltage at 208 V, 230 V, or 480 V. They may also use up to 250 V DC and currents that can reach 10 A. These levels can be dangerous if handled without proper attention. Electrocution can happen when electricity passes through the body.

characterization of magnetic components

B-H Curves and Inductor Core Limits

Magnetic components such as inductors and transformers depend on the core material around their windings. In this experiment, students get hands-on experience with these parts from both a design view and a material view. The work focuses on B-H curves, which show the magnetic behavior of a material. A B-H curve describes the magnetic flux density the core can support as current flows through the windings. It also helps show the limit before magnetic saturation occurs. Magnetic saturation...

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Power Pole Board for DC/DC Converter Labs

The HiRel Power Pole Board is a flexible tool for studying DC/DC converters. A DC/DC converter changes direct-current voltage and current from one level to another. In many cases, voltage conversion is the main goal. This board supports several converter types on one platform. It can be used to examine boost converters, which step voltage up, and buck converters, which step voltage down. It also helps students study buck-boost converters, which can step voltage up or down. The board is also...

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Stepping Up DC Voltage with Boost Converters

DC voltage can be increased with a boost converter. This step-up circuit is useful in many applications where a DC source must be raised without first converting it to AC, using a transformer, and then rectifying the transformer output. A boost converter uses an inductor as an energy storage device. The inductor supports the output with extra energy in addition to the DC input source. That added energy raises the output voltage. This experiment studies several characteristics of a boost...

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Buck Converter Step-Down DC Voltage

A DC/DC buck converter steps down DC voltage in an efficient, regulated way. Unlike transformers, which easily raise or lower AC voltage and current, DC systems need switching power converters to change voltage levels. The buck converter works by chopping the input DC voltage with a series input switch. An L-C low-pass filter then smooths the chopped signal and extracts the average output voltage. A diode gives the inductor current a path when the switch is off during part of the switching...

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Flyback Converter Voltage Step-Up and Step-Down

A flyback converter is a buck-boost converter that can both step voltage up and step it down. It also provides electrical isolation between the input and the output by using a coupled inductor, or flyback transformer. The coupled inductor acts like a transformer with a turns ratio, but it also stores energy through the air gap. This setup gives the converter both voltage step-up and step-down capability. In the experiment, the converter is studied in open-loop operation with a manually set...

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Single Phase Transformer Testing

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AC to DC Conversion with Rectifiers

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DC to AC conversion is the main idea behind a power inverter. DC power flows in one direction, while AC current changes direction at about 50-60 Hz. Many electronic devices are designed to run on AC power, so a DC source must be inverted before it can be used with them. An inverter makes this change through switching action. The switches repeatedly flip the polarity of the input DC source at the output, or load side, for part of a switching period. A typical power inverter needs a stable DC...

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Three-phase induction motor testing can be used to find equivalent circuit parameters. The experiment uses the per-phase equivalent circuit to model the motor. This model keeps the important behavior of the original system and makes calculations easier. The procedure uses tests similar to those used in transformer characterization. These measurements help estimate the motor's circuit values from its electrical response. The experiment also aims to operate the motor in the linear torque-speed...

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Variable frequency drives, or VFDs, control the speed of AC induction motors. They are a type of adjustable speed drive and are becoming standard equipment for powering most AC induction motors. In industrial and automation settings, VFDs can provide strong control of motor speed, torque, or position. This experiment focuses on speed control with open-loop operation. It uses constant voltage-to-frequency ratio control, also called V/f control. The motor usually operates at a rated stator flux,...

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AC synchronous generators are a major source of electrical power worldwide. They are three-phase, wound-rotor machines that are used in many power plants. These generators need a prime mover and an exciter to produce power. A prime mover is the device that spins the generator, often a turbine driven by fluid. That fluid can come from water flowing from a dam through a long nozzle or from steam made by burning coal. Most power plants use synchronous generators, including coal, nuclear, natural...

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Three-Phase Synchronous Motor Starting and V-Curves

Three-phase synchronous motors and generators are important AC machines. Wound-rotor synchronous motors are less common than permanent magnet rotor synchronous motors because the rotor field uses brushes. Synchronous generators are much more common. They are used in most existing power plants because they provide excellent frequency and voltage regulation. A synchronous motor runs at the same speed as the stator magnetic field. This gives it almost 0% speed regulation, so the rotor speed stays...

electrical engineering

このコレクションは電気実験室で一般的に使用される機器に関する最良の実践を紹介する電気安全ビデオから始まります。続くビデオでは、コイル、変圧器、コンバータ、整流器、インバータなどの素子を紹介します。

Explore how DC machines use brushes, slip rings, commutation, and field excitation to act as motors or generators, with shunt and series tests.

DC Motors and Generator Action | JoVE K12

south-carolina-college-and-career-ready-science-standards

South Carolina College and Career Ready Science Standards

Physics

motion-and-stability-forces-and-interactions

Motion and Stability: Forces and Interactions

P-PS2-6.

Georgia Standards of Excellence

9-12

SP5.

Applications in Motors and Generators

Ali Bazzi

Overview

Principles of DC Motors

DC Tests

Measurement of Residual Magnetism

Applications

Summary

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The position of an object defines its location relative to a convenient frame of reference at any particular time. A frame of reference is an arbitrary ...

Average Velocity

To calculate the other physical quantities in kinematics, we must introduce the time variable. The time variable allows us not only to state the position ...

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The importance of understanding acceleration spans our day-to-day experiences, as well as the vast reaches of outer space and the tiny world of subatomic ...

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Velocity and Position by Graphical Method

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Kinematic Equations: Problem Solving

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Mass and Weight

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Newton's Laws of Motion

Source: Andrew Duffy, PhD, Department of Physics, Boston University, Boston, MA
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Newton's First Law: Introduction

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First Law: Particles in One-dimensional Equilibrium

Newton&#39;s first law of motion states that a body at rest remains at rest, or if in motion, remains in motion at constant velocity, unless acted on by a ...

Newton's Second Law

Newton&#39;s second law is closely related to his first law of motion. It mathematically gives the cause-and-effect relationship between force and changes ...

Force and Acceleration

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Second Law: Motion under Same Force

Newton&#39;s laws can be applied to bodies at rest and bodies in motion. Newton&#39;s first law is applied to bodies in equilibrium, whereas the second ...

Newton's Third Law: Introduction

Whenever one body exerts a force on a second body, the first body experiences a force equal in magnitude and opposite in direction, to the force that it ...

Drawing Free-body Diagrams: Rules

The first step in describing and analyzing most phenomena in physics involves the careful drawing of a free-body diagram. Free-body diagrams are useful in ...

Free Body Diagrams: Examples

Solving problems that involve forces is easy using free-body diagrams. A free-body diagram is a sketch showing all the external forces that are acting on ...

Equilibrium and Free-body Diagrams

Source: Ketron Mitchell-Wynne, PhD, Asantha Cooray, PhD, Department of Physics &#38; Astronomy, School of Physical Sciences, University of California, ...

Collect, analyze and interpret data regarding the change in motion of an object or system in one dimension, to construct an explanation using Newton’s Laws.

HS.P3U1.6

Solving Problems in Physics

Problem-solving is the ability to apply general physical principles to specific situations, usually expressed by equations. It is an essential skill in ...

Problem Solving in Statics

Problem-solving in statics is a crucial aspect of engineering and physics that involves resolving issues associated with bodies in a state of equilibrium. ...

An Introduction to Mechanics

Humans have been making ships, shelters, pyramids, weapons, agricultural equipment, and many more items without recording the process or theory behind ...

Introduction to Structures

A structure is defined as a system of interconnected members designed to support or transfer forces and successfully withstand the loads acting on them. ...

Simple Trusses

A truss is a structural framework consisting of slender members connected at joints, designed to support external loads while minimizing material usage ...

Method of Joints

The method of joints is a commonly used technique to analyze the forces in structural trusses. The method is based on the principle of equilibrium, which ...

Rigid Body Equilibrium Problems - I

A rigid body is said to be in static equilibrium when the net force and the net torque acting on the system is equal to zero. To solve for rigid body ...

Stability of structures

Consider two rods connected at point O by a pin and a torsional spring of constant k. The ends of both the rods are pin-connected.
If both the rods are ...

Buckling of Steel Columns

Source:&#160;Roberto Leon, Department of Civil and Environmental Engineering, Virginia Tech, Blacksburg, VA
In the design of civil works, it is important ...

Machines

Machines are complex structures consisting of movable, pin-connected multi-force members that work together to transmit forces. One example of a machine ...

Rolling Resistance

When a solid cylinder rolls steadily on a rigid surface, the normal force applied by the surface on the cylinder is perpendicular to the tangent at the ...

Propulsion and Thrust

Source: Alexander S Rattner; Department of Mechanical and Nuclear Engineering, The Pennsylvania State University, University Park, PA
Aircraft, rockets, ...

Rocket Propulsion in Empty Space - I

The driving force for the motion of any vehicle is friction, but in the case of rocket propulsion in space, the friction force is not present. The motion ...

aerodynamic-performance-of-a-model-aircraft-the-dc-6b

Aerodynamic Performance of a Model Aircraft: The DC-6B

Source: Jose Roberto Moreto and Xiaofeng Liu, Department of Aerospace Engineering, San Diego State University, San Diego, CA
The low-speed wind tunnel is ...

airfoil-behavior-pressure-distribution-over-a-clark-y-14-wing

Airfoil Behavior: Pressure Distribution over a Clark Y-14 Wing

Source: David Guo, College of Engineering, Technology, and Aeronautics (CETA), Southern New Hampshire University (SNHU), Manchester, New Hampshire
An ...

Use mathematics and computational thinking to explain how Newton’s laws are used in engineering and technologies to create products to serve human ends.

DC Motors and Generator Action

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