|
Меню сайта
Статистика
|
Генератор переменного токаГенератор переменного токаПосле открытия и исследования электромагнитной индукции стала очевидной возможность создать генератор, который сможет преобразовывать механическую энергию в энергию электрическую. Для получения тока в замкнутом витке проволоки нужно изменять пронизывающий его поток индукции. Сделать это можно двояким путем: либо перемещать магнит относительно витка проволоки, либо перемещать виток проволоки относительно магнита. Первый генератор электрического тока, построенный в 1832 г., был весьма несовершенен. Посмотрите на его изображение (рис. 20): вы видите, что ЭДС в обмотках его катушек возбуждалась вращением подковообразного магнита. Ток, создаваемый такой машиной, был не похож на ток от гальванического элемента — он как бы метался из стороны в сторону, то и дело меняя свое направление. Этот ток назвали переменным, в отличие от постоянного тока, производимого гальваническим элементом. По-иному был сконструирован другой генератор: рамка проводника вращалась между неподвижными полюсами магнита. Ее концы соединялись с двумя кольцами на оси вращения рамки, а к кольцам при помощи скользящих контактов подключалась электрическая цепь. На контактах колец возникал то «плюс» ,то «минус», что и означало генерирование переменной ЭДС. То, что ток получался переменным, сочли недостатком и принялись искать способ его выпрямить. Для этого прибегли к так называемому коммутатору. Во второй машине, например, оба конца рамки подсоединили к кольцу, которое разрезали пополам, и изолировали каждую половину слоем не проводящего ток вещества. Один скользящий контакт касался только того конца вращающейся рамки, на котором был «плюс», а второй контакт замыкался на «минусе». Но хотя ток в цепи и стал постоянным по направлению, его величина менялась с каждым полуоборотом рамки. Чтобы избежать резких изменений величины тока, увеличили количество рамок. Их концы подсоединили к диаметрально противоположным участкам разрезанного кольца-коллектора. Ток от такой машины тем более похож на постоянный, чем больше рамок на вращающемся барабане — роторе (неподвижные магниты в такой машине называют статором). Униполярная машина. Рассмотрим движение проводника длиною L в плоскости, перпендикулярной направлению поля, когда один конец проводника неподвижен, а другой описывает окружность. Электродвижущая сила на концах проводника определяется формулой закона электромагнитной индукции:
Изменение потока индукции (рис. 21) выразится произведением площади малого сектора DS, которую опишет проводник при вращении с угловой скоростью w за время Dt, на индукцию магнитного поля В, в котором движется проводник:
Машина, работающая по этой схеме (рис. 22), может быть построена, если проводник заменить проводящим диском, который вращается относительно оси, расположенной параллельно магнитному полю. Электрическую цепь следует подключить одним концом к оси диска, а другим — к его краю с помощью скользящего контакта. Машина эта называется униполярной, так как она генерирует ток одного направления ЭДС униполярной машины тем больше, чем больше индукция магнитного поля, радиус диска и угловая скорость вращения. Усилить индукцию магнитного поля постоянных магнитов нельзя, но их можно заменить катушкой проволоки и пропускать по ней постоянный ток; поток индукции, создаваемый катушкой, пропорционален силе протекающего в ней тока. Униполярная машина очень проста, но она в состоянии создать очень большую ЭДС и, значит, постоянный ток большой силы.
|
ПОИСК
Block title
|
