Д.З. Изучите конспект и ответьте на вопросы:

Электротехника.гр№5 ур№16

Тема программы: Электрические цепи переменного тока.

Тема урока: Получение переменной электродвижущей силы.

Цель урока: Рассмотреть получение переменной электродвижущей силы.

План.

Простейшее устройство для получения переменной Э.Д.С.

Величины характеризующие переменный ток.

Содержание темы.

Возбуждение электродвижущей силы индукции в контуре, вращаемом в магнитном поле, используется в технике для электрического тока.

Рассмотрим плоский прямоугольный контур , который может вращаться вокруг оси 00', перпендикулярной магнитному полю (рис) Пусть магнитное поле является однородным: индукция В = const и контур вращается равномерно с угловой скоростью =const.

Тогда магнитный поток Ф, связанный с контуром в любой момент времени , равен

где S площадь, ограниченная контуром; угол поворота контура, отсчитываемый от начального положения контура, при котором S В.

При вращении контура поток Ф периодически изменяется. В связи с этим в контуре возникает периодически изменяющаяся ЭДС индукции, равная, согласно закону Фарадея,

Так как максимальное значение этой ЭДС (наступающие при ) равно

то

Следовательно, если в однородном магнитном поле равномерно вращается проводящий контур, то в нем возникает переменная электродвижущая сила, изменяющаяся по закону синуса. Эта э. д. с. создает в контуре синусоидальный переменный ток силой

где максимальное значение силы тока; омическое сопротивление контура и электрической цепи, в которую отводится ток (посредством щеток N, скользящих по кольцам К).

Переменный ток является колебательным процессом (гармоническим колебанием). Поэтому названия характеристик колебательного процесса сохраняются и за характеристиками переменного тока. Именно: называется амплитудой электродвижущей силы, амплитудой тока, круговой частотой тока, фазой тока. Переменный ток характеризуется также периодом тока Т и частотой тока , причем

электродвижущей силы и силы тока.

Очевидно, что изменения (колебания)

ЭДС и силы тока совершаются в

одинаковых фазах.

Принцип работы однофазного

машинного генератора

В промышленных генераторах магнитное поле создается мощным электромагнитом. Вращающийся контур состоит из п последовательно соединенных витков проволоки, намотанной на ферромагнитный сердечник (ротор генератора). Поэтому электродвижущая сила, возбуждаемая в таком генераторе, равна

. (11.5)

Современные генераторы переменного тока могут создавать

напряжение в несколько десятков тысяч вольт; их мощность достигает 300 МВт и более.

От контура, вращаемого в магнитном поле, можно получить и постоянный ток. Для этого надо соединить концы контура с полукольцами и (рис. 11.4). При повороте контура на направление тока в нем изменится на противоположное. Но при этом щетки и придут в соприкосновение с противоположными полукольцами и . Поэтому во внешней цепи ток идет всегда в одном направлении. Этот ток будет пульсирующим (рис. 11.5). Для сглаживания пульсаций ротор генератора постоянного тока изготовляется из нескольких многовитковых контуров, расположенных в различных плоскостях.

Если через обмотку ротора генератора пропускать ток, то под действием лоренцевой силы ротор придет во вращение. Таким образом, электромашинный генератор тока может быть превращен в электродвигатель. Отметим, что первый электродвигатель, имевший практическое

применение, был сконструирован в 1834 г. Б. С. Якоби. В 1839 г. он построил лодку, приводимую в движение электродвигателем мощностью 735 Вт. Лодка везла против течения 14 пассажиров (по р. Неве).

Определение ЭДС и внутреннего сопротивления эквивалентного генератора

Для определения ЭДС и внутреннего сопротивления рассмотрим два крайних режима эквивалентного генератора – режим холостого хода и режим короткого замыкания.

Отсоединим исследуемую ветвь Rаb в точках а и b, тогда эквивалентный генератор будет находиться в режиме холостого хода.

Напряжение холостого хода Uх на его внешних зажимах а к b согласно схеме, представленной на рис. 53, равно эквивалентной ЭДС:

Напряжение холостого хода Uх можно измерить (рис. )

или определить с помощью расчета (рис. 55).

Рис. 55

Для рассматриваемой цепи

Сопротивление R4 в расчет не вошло, так как при отключенном сопротивлении Rаb ток в сопротивлении R4 также равен нулю.

П Перечень рекомендуемых учебных изданий, Интернет-ресурсов, дополнительной литературы:

Основные источники:

1. Китаев В.Е. Электротехника с основами промышленной электроники. Издание второе, переработанное и дополненное. Москва «Высшая школа», 1985

2. Гольгин А.Ф., Ильяшенко Л.А. Устройство и обслуживание электрооборудования промышленных предприятий, Москва «Высшая школа», 1986

3. Новиков П.Н., Толчеев О.В. Задачник по электротехнике, Москва, издательский центр «Академия», 2008

4. Ломоносов В.Ю., Поливанов К.М., Михайлов О.П. Электротехника, Москва, «Энергоатомиздат», 1990

5. Касаткин А.С. Основы электротехники, Москва «Высшая школа», 1986

Д.З. Изучите конспект и ответьте на вопросы:

Дата добавления: 2020-11-23; просмотров: 137; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

Мы поможем в написании ваших работ!