МЕТОДИСТ.САЙТ Дистанционное обучение.
ФИЗИКА.
Урок № 14
1полугодие.
11 класс. Базовый уровень.
Тема урока: Переменный ток.
1. Изучить материал по презентации: «Переменный ток».
2. Сделать записи в тетради.
3. Написать самостоятельную работу по плану.
1. «Переменный ток» (презентация)
2. Самостоятельная работа
Тема: Генератор переменного тока
План ответа
- Назначение
- Устройство
- Принцип действия
- Применение
- Виды генераторов.
Текст
Сейчас существует много различных типов индукционных генераторов.
Но все они состоят из одних и тех же основных частей. Это, во-первых, электромагнит или постоянный магнит, создающий магнитное поле, и, во-вторых, обмотка, в которой индуцируется переменная ЭДС (обычно это вращающаяся рамка). Переменный электрический ток вырабатывается в генераторах переменного тока, принцип работы которых основан на законе электромагнитной индукции. Вращение генератора осуществляется механическим двигателем, использующим тепловую, гидравлическую или атомную энергию.
Поскольку ЭДС, приводят в последовательно соединенных витках, добавляются, то амплитуда ЭДС индукции в рамке пропорциональна числу витков в ней. Она пропорциональна также амплитуде переменного магнитного потока через каждый виток.
Принцип действия генератора переменного тока такой. Для получения большого магнитного потока в генераторах применяют специальную магнитную систему, состоящую из двух сердечников, сделанных из электротехнической стали. Обмотки, создающие магнитное поле, размещены в пазах одного из сердечников, а обмотки, в которых индуцируется ЭДС, — в пазах другого. Один из сердечников (обычно внутренний) вместе со своей обмоткой вращается вокруг горизонтальной или вертикальной оси. Поэтому он называется ротором. Неподвижный сердечник с его обмоткой называют статором. Зазор между сердечниками статора и ротора делают как можно меньше для увеличения потока магнитной индукции.
Магнитное поле создает неподвижный постоянный магнит. Разумеется, можно было бы поступить и наоборот: вращать магнит, а рамку оставить неподвижной.
В больших промышленных генераторах вращается именно электромагнит, который является ротором, в то время как обмотки, в которых наводится ЭДС, уложены в пазы статора и остаются неподвижными. Дело в том, что подводить ток к ротору или уводить его из обмотки ротора в внешний круг приходится с помощью скользящих контактов. Для этого ротор обеспечивают контактными кольцами, присоединенными к концам его обмотки.
Неподвижные пластины — щетки — прижаты к кольцам и обеспечивают связь обмотки ротора с внешним кругом. Сила тока в обмотках электромагнита, создающего магнитное поле, значительно меньше силы тока, что отдает генератор внешний круг. Поэтому генерируемый ток удобнее снимать с неподвижных обмоток, а через скользящие контакты подводить сравнительно слабый ток до вращающегося электромагнита.
В маломощных генераторах магнитное поле создает вращающийся постоянный магнит. В таком случае кольца и щетки вообще не нужны.
Появление ЭДС в неподвижных обмотках статора объясняют возникновением в них вихревого электрического поля, обусловленного изменением магнитного потока во время вращения ротора.
Современный генератор электрического тока — это большое сооружение из медных проводов, изоляционных материалов и стальных конструкций. Из-за размеров в несколько метров, важнейшие детали генераторов изготавливаются с точностью до миллиметра. Нигде в природе нет такого соединения подвижных частей, которые могли бы порождать электрическую энергию столь же непрерывно и экономично.
домашнее задание: обязательное!
