电池充电系统中使用的发电机必须是监管以便不要过充电，它们连接到电池（IE）。这是一个原油，基于继电器的电压调节器，用于直流发电机：
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简单的机电继电器在1950年代，1960年代和1970年代，这种电路等电路在汽车电气系统中非常常见。他们操作所基础的基本原则被称为负面反馈：一个系统采取行动的地方反对某种变量中的任何变化。在这种情况下，变量是发电机输出电压。解释继电器如何工作，以防止发电机过度充电具有过大的电压。
机械师在最初设计为6伏操作的汽车中升级电气系统有一个想法。他想升级6伏车灯，起动电机，电池等到12伏，但希望保留原始的6伏发电机和稳压器。这里显示的是原始的6伏电气系统：
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机械师的计划是用12伏负载替换所有6伏负载，并使用两台6伏电池串联连接，原装（6伏）调节器感测电压仅为其中一个电池：
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解释该系统应该如何工作。您认为机械师的计划是否实用，或者有什么问题吗？
只要发电机能够输出12伏，这个系统就会工作！
挑战问题：识别可能阻止发电机输出足够电压的因素，并如上图所示的稳压器输出足够的电压。
在这个问题中，我们看到了OP-AMP理论的预示，稳压器的负面反馈应用于基本上是一个分压器（发电机充电的两个等压电池）。调节器电路仅感测6伏，但发电机输出12伏。
从根本上说，这个问题的重点是负面反馈其在电气工程中的许多实际应用之一。您讨论此概念的深度将根据学生的准备情况而有所不同，但在讨论此问题时，您应该至少在提及的情况下变化。
这个想法实际上来自我的教科书系列的一个读者
电路中的课程。他试图将车辆从12伏升级到24伏，但原则是一样的。他的计划中的一个重要差异是，他仍然计划在车辆中有一些12伏负载（仪表板仪表，起动电磁阀等），只需24伏只提供高功率负载（例如启动器运动本身）：
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作为您的学生的挑战，请他们觉得他们的想法这系统会起作用。由于两个不同的负载库，它比问题所示的系统更复杂。
如果电流通过该线，则将电线推动哪个方向（通过相互作用磁场）？
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这是一个电动的例子发动机或电动发电机？
电线将被推向上在这方面发动机例子。
对理解两个磁场的相互作用的视觉辅助是示出从永磁体发出的通量线的图，抵靠导线周围的圆筒的圆形线。问那些在他们的研究中遇到相似插图的学生，为那些没有看到的人在课堂上绘制这张照片的照片。
如果该电线（磁极在磁极之间）沿向上方向移动，则仪表将导致电压的极性表明？
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描述影响由运动引起的电压幅度的因素，并确定这是否是电动的一个例子发动机或电动发电机。
如果该电线（磁极之间）沿向上方向移动，并且线端连接到电阻负载，则电流将通过电线进行电阻载荷？
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我们知道，通过电线移动的电流将产生磁场，并且该磁场将对来自两个永磁体的静态磁场产生反作用力。这种反作用力推动电流携带线的哪个方向？这种力的方向如何与电线运动的方向有关？这种现象是否涉及到目前为止所学到的电磁学原则？
如Lenz的法律所述，反作用力将直接与运动方向相反。
随访问题：这种现象对我们有什么关于在负载下移动发电机机制的易于移动，而不是卸载？在发电机的输出端子上放置电负载的效果是否对转动发电机所需的机械工作？
如果您碰巧在您的教室里有了大型永磁直流电机，您可以很容易地展示您学生的这一原则。只需用双手旋转电机（发电机）的轴，电源端子打开与一起短路。您的学生将注意到这两个州之间的易于转向的巨大差异。
在您的学生们有机会讨论这种现象之后和/或自己体验，请问为什么机电仪表机芯制造商通常用带有短路电线将两个仪表终端连接在一起的换线。PMMC仪表运动以什么方式类似于发电机？如何将终端缩短在一起帮助在运输过程中保护免受物理振动的损坏？
请您的学生描述这种反作用力的大小的因素。
确定该线圈末端之间感应电压的极性，因为它在两个磁体之间旋转：
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如果线圈的端部连接到两个半圆形金属条，则布置成使得两个条带几乎形成完整的圆圈，并且这些条带由两个“刷子”接触，两个“刷子”连接到电池的相对杆，哪个极性当环逆时针旋转时，将测量电压的电压？
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随访问题：在两种碳刷中测量的极性是否相反？或者，为了用另一种方式短语，如果在两个刷子触点之间连接电阻，则会“看到”直流（DC）或交流（AC）？解释你的答案。
向您的学生询问电动机/发电机术语中的两个半圈金属条。
法拉第对电磁感应定律如何与直流发电机的电压输出相关？根据法拉第的法律，我们可以改变哪些因素来增加DC发生器的电压？
增加\（\ frac {dφ} {dt}）的变化率，或者增加电枢绕组中的转弯数。
让您的学生在白板上写下法拉第法律的等式，然后在定性的意义上分析它（具有变量增加或减少价值）以验证答案。
这个问题的第一个答案（增加\（\ frac {dφ} {dt} {dt} {dt} {dt} {dt}）以使学生们想象的。具体而言，必须改变什么，以提高这种变化率随着时间的推移？在制造发电机后，哪些现实世界变量是可变的，哪些不是？
如果连接到直流电源，直流发电机将充当直流电机，而不是以足够的速度旋转。这是DC电力系统中的一个问题，因为当发动机或其他“Prime Mover”设备停止移动时，发电机将作为负载，从电池中绘制能量。例如，这种简单的发电机/电池电路是不是实用，因为这个原因是：
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在汽车使用直流发电机充电时的日子里，一个特殊的继电器称为反向电流切断每当发动机关闭时，需要通过发电机放电，以防止电池放电：
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当发电机速度足够快时，它会产生足够的电压以激励具有足够电流的分流线圈以关闭继电器触点。这将发电机与电池连接，充电电流流过串联线圈，产生更磁力吸引力以保持继电器触点关闭。如果电池达到完全充电并且不会从发电机中抽取任何更多的充电电流，则继电器仍将保持关闭，因为分流线圈仍然是通电。
但是，如果发电机开始充当电池的负载，则继电器触点将打开，从中绘制任何电流。解释为什么会发生这种情况。
如果反向电流通过串联线圈，则产生的磁场将“降低”由分流线圈产生的磁场，从而削弱了在继电器的电枢处拉动的总磁场强度。
“反向电流切口”继电器可巧妙地利用可逆磁极度，在适当的条件下关闭或打开接触。尽管在大多数汽车电气系统中使用DC发电机（使用桥式整流器将AC转换为DC的AC交流发电机而言，但是通过整流电路自然地防止反向电流），本申请提供了探索应用的绝佳机会发电机控制背景下的继电器技术。
一种伤口分流发电机具有电磁铁“场”绕组，提供静止磁场，其中电枢旋转：
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与所有电磁铁一样，产生的磁场强度与通过线圈的电流量直接成比例。但是，当发电机静置时，其输出电压为零，因此通过现场绕组将没有电流以激励它并产生电枢旋转的磁场。这导致了一个问题，因为电枢不会在其绕组中引起任何电压，直到它旋转和它具有来自现场绕组的固定磁场来旋转。
似乎我们这里有一个Catch-22局面：发电机不能输出电压，直到它的现场绕组通电，但它的现场绕组不会通电，直到发电机（电枢）输出一些电压。鉴于这个困境，这个发电机怎么能开始输出电压？
通常，有足够的剩余的磁极留在磁极中留在转动时启动一些发电机动作。
挑战问题：如果发电机的田间杆完全失去剩余磁力，我们可以做些什么？发电机怎样才能开始？
在汽车电气系统中常见的日子里，这曾经是一个相当常见的问题。然而，发电机可以“闪烁”，以便再次重新建立该残留磁场。
在一个伤口分流DC发电机，输出电压由电枢的旋转速度和固定磁场通量的密度决定。对于给定的电枢速度，可以防止输出电压“逃跑”到无限水平，因为输出电压为现场绕组通电，这导致更大的现场通量，这导致更大的输出电压，导致更大的现场通量，导致更大的现场通量，这导致 。。。？
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显然，这违反了这种恶性循环必须存在一些固有的限制。否则，分流式DC发生器的输出电压将是完全不稳定的。
在一定数量的现场绕组电流，发电机的场磁极饱和，防止磁通量进一步增加。
这个问题提供了审查磁性“饱和”概念的绝佳机会，并介绍了工程概念正面反馈。
关于直流发电机，是什么中性平面？为什么这是重要的？
“中性平面”是旋转电枢绕组在其上没有感应电压的旋转点，由于[（dφ）/ dt]等于零。在简单的双极机中，中性平面垂直于场磁极的中心线：
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向您的学生询问为什么“中性平面”是直流发电机或电机几何形状的一个重要方面。中性平面对刷子定位有什么关系？在电枢旋转中的哪一点我们希望与一个换向器栏进行刷子断开接触，并与另一个换向器接触：当线圈初级到该换向器段输出最大电压或最小电压？
假设发电机机械地耦合到汽车中的内燃机，以便充电起动电池。为了使电池不会被发电机过度充电，必须有一些方法可以在广泛的发动机速度下控制发电机的输出电压。
这怎么样规定通常达到发电机输出电压？可以最容易地调整发电机内的变量以保持几乎恒定的输出电压？表达与法拉第的电磁诱导定律有关的答案。
最常见的发电机电压控制方法是现场绕组激励的调整。
虽然可调节的现场绕组激励是最受欢迎的发电机输出电压控制形式，但它不是唯一的手段。除了现场绕组励磁控制之外，挑战您的学生对本汽车电气系统中电池的其他电荷控制手段。我们还可以对发电机或电路进行什么，以实现电池的电荷控制？
在大多数高功率直流发电机和电机设计中，用于使现场绕组的电线比用于制造电枢绕组的电线更薄。这表示通过这些相应绕组的电流的相对幅度，电枢线圈导电比场线圈更多的电流。
电枢导致比场的电流更多，因为必须通过电枢的所有电流必须通过刷子和换向器杆进行。这些组件越多必须携带，寿命越短，所有其他因素都是平等的。
不能重新设计发电机，使该领域大部分电流进行，电枢仅进行少量？这样，刷子和换向器杆只能携带其正常电流的一小部分，使得它们更便宜且更长的寿命。解释为什么这是不可能的。
提示：考虑永磁发生器的设计。
现场绕组不可能在运行的直流发电机中传导比电枢更多的电流，因为电枢必须是来源电力，而领域只是一个加载。
作为刷子和换向器佩戴是AC电动机和发电机的主要原因，在DC上受到青睐，任何可能潜在地减少直流电机或发电机刷上的“磨损”的想法值得考虑。但是，这个问题中提出的想法永远不会有效。这不一定是一个容易回答的问题，因为它测试了学生对发电机理论的理解。在问题上给出的提示（“考虑永久磁铁发生器”）旨在通过考虑只有一个绕组（电枢）的工作发生器设计来强迫学生简化问题。通过这种方式简化问题，学生应该看到电枢绕组不得不携带DC发生器中的大部分电流。
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