«В чем разница между генератором переменного тока и генератором постоянного тока?» — Яндекс Кью
Electronics Triton
Популярное
Сообщества
ФизикаЭлектричество
Дима Акулин
Electronics Triton·
9,5 K
На Кью задали 1 похожий вопросОтветить1УточнитьВладимир Яшагин
Технологии
207
Инженер путей сообщения электромеханик. Электро и теплоэнергетика ,электрические машины. э… · 29 дек 2021
Возможность преобразования механической энергии в электрическую была доказана знаменитыми опытами Фарадея в 1831 году. Первые попытки использования явлений электромагнитной индукции для целей генерирования электрического тока были сделаны самим Фарадеем в 1833 году.
Практическое осуществление эта идея получила лишь спустя более чем 30 лет. Значительным шагом вперед было применение в электрической машине электромагнитов, сделанное в 1862 году Wilde в Манчестере. Настоящей эрой в истории эл. машины явилось открытое Сименсом в 1867 году явление самовозбуждения машины постоянного тока и до 1885 года продолжался триумф машины постоянного тока. С появлением первого трансформатора и до 1891 года происходило постепенное распространение для целей освещения однофазного переменного тока, громадные преимущества которого при передаче электрической энергии на расстояние были сразу учтены. Появившиеся в 1891 году асинхронные двигатели положили начало вытеснения постоянного тока как в области генерирования так и в области распределения эл. энергии. Началась эра генератора переменного тока с гениальной подачи нашего соотечественника М. О. Доливо Добровольского.
Теперь о самих генераторах.
Принцип работы генераторов переменного и постоянного тока одинаков и основан на двух законах электротехники : это закон электромагнитной индукции и закон электромагнитных сил.
По Фарадею индукционный ток можно вызвать двумя способами :1-й способ — перемещение замкнутого проводника в постоянном магнитном поле создаёт в проводнике ток индукции, 2-й способ — изменяющееся магнитное поле создаёт в замкнутом проводнике ток индукции. По первому способу работает генератор постоянного тока в нем неподвижная обмотка возбуждения на статоре создаёт постоянное электромагнитное поле, а в этом поле вращается якорь с рабочей обмоткой и коллектором со щетками.
Коллектор со щетками выполняет роль механического выпрямителя
переменного индукционного тока . Генератор постоянного тока сложнее в изготовлении и в эксплуатации, чем генератор переменного тока. Ток генератора постоянного тока пульсирующий одного направления, величина пульсаций менее 1%.
Генератор переменного тока в настоящее время является основным источником электроэнергии на планете Земля. Энергетические генераторы переменного тока (ГПТ) синхронные, работающие с постоянной скоростью вращения ротора.
Турбину МАN турбинисты звали Маней и эта Маня с 1935 года бесперебойно проработала всю войну и вот в 1963 году мне новоиспеченному мастеру эл. цеха Мурманской ТЭЦ, поручают ревизию генератора с вскрытием и проверкой центровки! Восторгу не было предела и всё прошло благополучно . Потом был пуск генератора №2 уже родного — Электросила. Ну а потом пуск
2го, 3го , 4го блока Кольской АЭС, Серебрянской ГЭС -2, НижнеТериберской ГЭС,подземного рыбохода с вертикальным подъемником на Верхне Туломской ГЭС и много чего.
Поздравляю энергетиков с 75 летием атомной энергетики и наступающим Новым годом!
Владимир
5 января
В МФТИ бы Вам, студентов зелёных истории учить, но не тому, куда электроны бегут и с какой скоростью.
С уважением…
Комментировать ответ…Комментировать…
Автор канала Vivan755
15
Работал в авиации, строительстве, на трамваях и локомотивах, ходил в дикие одиночные.
.. · 6 окт 2021
Любая электромашина вырабатывает переменный ток, так как создаётся ток за счёт движения проводника в магнитном поле, а магнитных полюсов всегда два, и в проводнике, вращающемся в их поле, наводится переменная ЭДС. Только из генератора переменного тока ток выводится напрямую, а на выходе из генератора постоянного тока он выпрямляется — коллекторным узлом, если машина… Читать далее
Иван
11 ноября 2021
Любой двигатель является генератором? В случае вращения вала внешней силой?
Комментировать ответ…Комментировать…
Владимир
23
Системы автоматики промышленных объектов, электроника, электрика, радиолюбительство. ПОЛЕЗ… · 20 нояб 2021
Генератор переменного тока превращается в генератор постоянного обычным выпрямителем. Плюс — небольшие габариты и отсутствие токоснимающих щёток. Минус — необходимость выпрямителя, в надёжности которого не всегда есть уверенность.
Случайное КЗ мгновенно выведет из строя, если нет дополнительных мер защиты.
Не будем углубляться в тиристоры, симисторы и в IGBT… Читать далее
Владимир Яшагин
5 января
Уважаемый , Владимир, Вы грамотный человек, а по этому : ,,генератор переменного тока не превращается в генератор… Читать дальше
Комментировать ответ…Комментировать…
Константин Тверев
940
мат-мех СПбГУ · 24 апр
Разница в том, что один из них генерирует переменный ток, а другой — постоянный. Примеры — зарядные устройства, электролизёры, сварочные агрегаты… Те генераторы, о которых очень правильно рассуждали в других ответах — на самом деле источники напряжения. Посмотрите на обычную розетку 220 Вольт. Возможно, на ней есть надпись 6 Ампер (или 10, или другое число). Это наш с… Читать далее
Комментировать ответ…Комментировать…
Вы знаете ответ на этот вопрос?
Поделитесь своим опытом и знаниями
Войти и ответить на вопрос
1 ответ скрыт(Почему?)
Ответы на похожие вопросы
Чем отличается генератор постоянного от генератора переменного тока? — 12 ответов, задан
217Z»>18 января 2019Asutpp
1,2 K
⚡Информационный сайт «ASUTPP». Статьи и рекомендации по ремонту электрооборудования… · 10 мар 2020 · asutpp.ru
Отвечает
Юрий Макаров
И тот и другой генератор вырабатывает электрическую энергию посредством вращения ротора внутри статора. Физический результат для электрических машин постоянного и переменного тока отличается только формой функции ЭДС от времени.
Конструктивно генератор постоянного и переменного тока практически ничем не отличается. И один, и другой вид электрической машины включает в себя статор и ротор. Основным отличием машины постоянного тока является полукольцо, которое предназначено для смены направления движения, что и обеспечивает протекание электрического тока в одном направлении, в отличии от генератора переменного тока, где ЭДС меняет свое направление движения от фазы к нулю и от нуля к фазе 100 раз за секунду.
Технически постоянный ток на выходе с генератора также представляет собой пульсирующую кривую, которая изменяется в пространстве и времени. Однако за счет кучности ЭДС, вырабатываемых реальными генераторами, кривая имеет структуру близкую к непрерывной линии, за счет чего на выходе получается постоянный ток. В генераторах переменного тока присутствуют три различных обмотки, которые представляют собой три фазы, смещенные друг относительно друга и не соединенные электрически. Поэтому в электрических машинах переменного тока происходит плавное изменение ЭДС во времени по всем трем фазам.
Больше полезной информации по электрике вы можете найти на нашем сайте:
Перейти на asutpp.ru43,5 K
Комментировать ответ…Комментировать…
Чем отличается генератор постоянного от генератора переменного тока? — 12 ответов, заданЮрий Романов
Технологии
178
Интересно всё обо всём.
Не самая плохая эрудиция. Образование среднее техническое… · 18 авг 2021
Конструкцией щёточно — коллекторного узла(скользящий контакт, коллектор расположен на роторе, выполнен из бронзы(чаще всего) или латуни, щётки — на статоре, они графитовые/медно-гафитовые, прижим осуществляется пружиной). У машины постоянного тока коллектор имеет вид разрезного кольца, с подключением концов обмотки возбуждения к полукольцам, щётки располагаются диаметрально — противоположно, и соосно. Полукольца, естественно, изолированы друг от друга. У машины переменного тока — несколько цельных колец, к которым и подключаются концы обмотки возбуждения, щётки расположены рядом, параллельно друг другу.
Комментировать ответ…Комментировать…
Чем отличается генератор постоянного от генератора переменного тока? — 12 ответов, заданNaeel Maqsudov
Топ-автор
7,9 K
IT, телеком, телефония, базы данных, интеграционные решения, естествознание, образование · 25 мар 2019
В обоих генераторах применяется постоянный магнит, с помощью которого создаётся магнитный поток.
Также в обоих генераторах мы найдём обмотка медного провода, которая благодаря вращению (строго говоря всё равно что мы вращаем обмотку или магнит) занимает различное положение в магнитном поле. В проводниках обмотки возникает наведённая ЭДС. Удобнее представить себе обмотку в виде прямоугольной рамки. Магнитный поток направим вертикально. И начальное положение рамки тоже возьмём вертикальное. Нижний край рамки назовём A, а верхний — B.
Если вращение рамки будет застигнуто в этот самый момент, то проводник А пересекает магнитный поток в одном направлении (по направлению к нам), а B — в противоположном (от нас). ЭДС в этот момент максимальна. К моменту когда рамка займёт горизонтальное положение ЭДС уменьшится до нуля, а потом опять будет расти. Но при дальнейшем вращении проводники A и B поменяются местами: А окажется сверху. Всё то же самое, но с точностью до знака. Если к этому витку подключить какой-нибудь потребитель, то ток потечёт в обратном направлении. Так направление тока будет меняться на противоположное 2 раза за 1 оборот.
Стрелка прибора на этом рисунке будет качаться от центрального нулевого положения то в одну, то в другую сторону.
Если на втором полуобороте мы как-нибудь мгновенно переключим потребителя тока поменяв полярность, а на первом обратно быстро переключим обратно, то вместо переменного тока меняющего знак (то есть направление), он потребитель будет получать пульсирующий ток, но уже не знакопеременный.
В этом и есть конструктивное отличие генератора постоянного тока. Ток снимается с обмотки через специальный коллектор, позволяющий быстро, 2 раза за оборот поменять полярность подключения. Коммутация должна происходить в тот самый момент, когда ЭДС минимальна.
Теперь, при горизонтальном положении рамки щётки коллектора пересоединяются, меняются полукольцами. Стрелка амперметра будет по-прежнему делать два дрыга за 1 оборот, но уже не в разные стороны, а в одну и ту же.
UPD: (Тут выяснилось, что вопрос был про автомобильный генератор)
Ну, да, в автомобильном генераторе всё чуть-чуть сложнее, но сути это не меняет.
Роль постоянного магнита там играет обмотка возбуждения, которая находится в роторе. Но давайте по порядку:
1) Автомобильный генератор — это генератор переменного тока, снабжённый диодным мостом, который «выпрямляет» переменный ток. На положительном полупериоде синусоиды ток идёт через один диод, а на отрицательном — через другой, встречный. По сути диодный мост выполняет ту же самую работу, что и коллектор в генераторе постоянного тока, но только без механического переключения, искр и механического износа.
2) Ток снимается с обмоток статора, расположенных в корпусе генератора. Т.е. условная вышеупомянутая рамка не вращается, а вращается всё остальное. Для уменьшения пульсации тока этих обмоток сделано не одна, а три. Когда максимум ЭДС на одной уже только прошёл, то на второй он только начинается. Выходы всех трёх обмоток подключены к парам диодов. В таком генераторе мы найдём шесть диодов.
3) Ну а вращается ротор, и, как справедливо замечено в комментарии, там нет постоянного магнита, однако там есть обмотка с током, которая превращается в магнит во время работы генератора.
Она называется возбуждающей, и её ток — током возбуждения. Этот ток берётся с самого же генератора. Все три обмотки статора через еще три диода и регулятор напряжения питают обмотку ротора.
1 эксперт согласен
95,5 K
Комментировать ответ…Комментировать…
Чем отличается генератор постоянного от генератора переменного тока? — 12 ответов, заданМихаил Лощинский
81
Электромеханик ГПМ · 27 апр 2020
Генератор переменного тока, синхронная электрическая машина. А постоянного, коллекторная. Да и обмотки возбуждения у коллекторной
в статоре, у синхронной в роторе.
44,5 K
Комментировать ответ…Комментировать…
Чем отличается генератор постоянного от генератора переменного тока? — 12 ответов, задан
217Z»>18 января 2019Владимир Аринин
3
Математик, специализация — алгебра изображений в аксиоматике Римана. Разбираюсь в химии… · 12 окт 2020
В большинстве случаев конфигурацией щеток. Но есть одно исключение — использование асинхронного двигателя в качестве генератора, при этом генерируется переменный ток той же частоты и фазности. Это происходит, если тратить механическую энергию на опережающее вращение подключенного к сети двигателя. Это широко используется во встречных эскалаторах — и двигатели одни и те-же, и направление движения можно переключать.
10,8 K
Комментировать ответ…Комментировать…
Чем отличается генератор постоянного от генератора переменного тока? — 12 ответов, заданПервый
Виктор Минайлов
Пенсионер и этим все сказано 69 лет · 28 дек 2020
Сами по себе генераторы не отличаются друг от друга оба имеют постоянные магниты в статоре Различие лишь в постоянном генераторе встроин диодный мост который преобразует переменное напряжение в постоянное вот и вся разница А в переменном генераторе таких выпрямительных диодов нет
Комментировать ответ…Комментировать…
Чем отличается генератор постоянного от генератора переменного тока? — 12 ответов, задан
217Z»>18 января 2019Олег Моичкин
-1
изобретатель · 4 нояб 2020
Оба генератора имеют пульсирующий ток, разница в том, что называется переменным, по факту является переменнонаправленным. А переменного тока в природе просто не существует, ни каких плюсов и минусов, просто при наличии разности электрических потенциалов происходит движение электрических зарядов от большего потенциала к меньшему. Это всё похоже на движение жидкости или газов по трубам. И расчёт схем производится по законам Киргофа, а принцип их аналогичен движению газов или жидкости по трубам. Любопытен такой факт, если в магистрали жидкости резко перекрыть кран, то возникает гидроудар (всплеск давления), Если на подстанции выключить рубильник, то от всплеска электричества возникает мощный хлопок в результате скачка напряжения.
Комментировать ответ…Комментировать…
Чем отличается генератор постоянного от генератора переменного тока? — 12 ответов, задан
217Z»>18 января 2019Владимир Берендяев
1,2 K
инженер-химик,любитель книг проф.Перельмана. · 19 окт 2020
Некоторые взрослые пишут ,что генераторы генерируют (масло масляное)не ток ,а Э.Д.С. Вообще-то за счет Э.Д.С. ( электродвижущей силы ) с генератора снимается напряжение ( разность потенциалов ) при определенной силе тока. На генераторе переменного тока напряжение снимается графитовыми щетками с коллектора с множества ламелей . Поэтому напряжение получается волнообразным (синусоида) т.е. то плюс ,то минус с частотой 50 герц.На генераторе постоянного тока всего две круглые ,по оси вращения ,ламели . На них снимается напряжение положительного и отрицательного значения.
Комментировать ответ…Комментировать…
Чем отличается генератор постоянного от генератора переменного тока? — 12 ответов, заданworker999 all time
-42
Worker 999 all time
Я у вас на Дзен давно! Тысячи просмотров!
И не одного «бана».
.. · 5 янв 2021
Граждане кью — канал?
А вы ЗАЧЕМ такое в ТЕМУ ставите?
У вас тут ликбез для 9-классников школ РФ??
Это конечно благородно: — неучей, к физике и электротехнике приобщать.
Но тут и Магистр -Энергетик тусуется!
Мне это даже как — то обидно читать!
Да Я больше и не читаю! оставайтесь!
Комментировать ответ…Комментировать…
Чем отличается генератор постоянного от генератора переменного тока? — 12 ответов, задан7 мая 2020
У генератора переменного, на выходе переменная полярность «тока», а у простоянного полярность постоянная. В остальном разницы никакой..
У обоих «ток» пульсирующий.. Оба «пускают» волны.. 🙂
18,2 K
Комментировать ответ…Комментировать…
О сообществе
Electronics Triton
Разбираем все тонкости работ о тех или иных вещах дискутируем ,электронику со всех ее сторон,и рассмотрим аспекты и значимость электроники в обществе человека
Презентация на тему: «Электрический ток вырабатывается в генераторах
1
2
Электрический ток вырабатывается в генераторах — устройствах, преобразующих энергию того или иного вида в электрическую энергию.
Переменный ток можно рассматривать как вынужденное колебательное движение свободных электронов или вынужденные электромагнитные колебания силы тока и напряжения, меняющееся со временем по гармоническому закону.
3
Преобладающую роль в наше время играют электромеханические индукционные генераторы переменного тока. В этих генераторах механическая энергия превращается в электрическую. Их действие основано на явлении электромагнитной индукции. Такие генераторы имеют сравнительно простое устройство и позволяют получать большие токи при достаточно высоком напряжении.
4
Современный генератор электрического тока это внушительное сооружение из медных проводов, изоляционных материалов и стальных конструкций. При размерах в несколько метров важнейшие детали генераторов изготовляются с точностью до миллиметра. Нигде в природе нет такого сочетания движущихся частей, которые могли бы порождать электрическую энергию столь же непрерывно и экономично. Современный генератор электрического тока это внушительное сооружение из медных проводов, изоляционных материалов и стальных конструкций.
При размерах в несколько метров важнейшие детали генераторов изготовляются с точностью до миллиметра. Нигде в природе нет такого сочетания движущихся частей, которые могли бы порождать электрическую энергию столь же непрерывно и экономично.
5 СХЕМА УСТРОЙСТВА ГЕНЕРАТОРА 1 неподвижный якорь, 2 вращающийся индуктор, 3 контактные кольца, 4 скользящие по ним щетки
6
Общий вид генератора переменного тока с внутренними полюсами.
Ротор является индуктором, а статор якорем В настоящее время имеется много типов индукционных генераторов. Но все они состоят из одних и тех же основных частей. Это электромагнит или постоянный магнит, создающий магнитное поле, и обмотка, в которой индуцируется переменная электродвижущая сила (ЭДС).
7
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
8
ВИДЫ ГЕНЕРАТОРОВ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА — С- СИНХРОННЫЙ — АСИНХРОННЫЙ — ТРЕХФАЗНЫЙ Асинхронные генераторы, имевшие ограниченное применение, главным образом в автономных системах электропитания, к 70-м годам 20 века практически полностью заменены синхронными генераторами. Наибольшее применение имеют трехфазные генераторы переменного тока.
9 Синхронный генератор – синхронная машина, работающая в генераторном режиме. Синхронные генераторы используют обычно в качестве источников переменного тока постоянной частоты и устанавливают на электростанциях, в электрических установках, на транспорте и т. д.
10
Обмотки ротора синхронного генератора питаются постоянным током от отдельного генератора –возбудителя, размещаемого обычно на общем валу с синхронным генератором и приводимого совместно с ним во вращение, или от выпрямительного устройства.
Обмотки ротора синхронного генератора питаются постоянным током от отдельного генератора –возбудителя, размещаемого обычно на общем валу с синхронным генератором и приводимого совместно с ним во вращение, или от выпрямительного устройства. При вращении ротора его магнитное поле наводит в трёхфазной обмотке статора переменную э. д. с., частота которой f = p n, где р и n число пар полюсов и частота вращения ротора.
11
Асинхронный генератор – асинхронная электрическая машина, работающая в генераторном режиме.
Ротор в асинхронном генераторе вращается приводным двигателем в том же направлении, что и магнитное поле, но с большей скоростью. При этом скольжение ротора становится отрицательным, на валу машины возникает тормозящий момент и она работает генератором, отдавая энергию в сеть.
12
Асинхронный генератор потребляет намагничивающий ток значительной силы и требует наличия в сети генераторов реактивной мощности в виде синхронных машин. Асинхронный генератор потребляет намагничивающий ток значительной силы и требует наличия в сети генераторов реактивной мощности в виде синхронных машин.
Несмотря на простоту обслуживания, асинхронные генераторы применяют сравнительно редко, в основном как вспомогательные источники небольшой мощности и как тормозные устройства.
13
Трехфазная система переменного тока получила широкое распространение во всем мире, так как она обеспечивает наиболее выгодную передачу энергии и позволяет использовать надежные в работе и простые по устройству асинхронные электродвигатели. Трехфазная система переменного тока получила широкое распространение во всем мире, так как она обеспечивает наиболее выгодную передачу энергии и позволяет использовать надежные в работе и простые по устройству асинхронные электродвигатели.
В настоящее время на всех электрических станциях России электрическая энергия вырабатывается генераторами трехфазного переменного тока. Схема электрического генератора трехфазного тока
14
В простейшем генераторе трехфазного тока на статоре расположены три отдельные обмотки (фазные обмотки), оси которых сдвинуты одна относительно другой на угол 120°. В простейшем генераторе трехфазного тока на статоре расположены три отдельные обмотки (фазные обмотки), оси которых сдвинуты одна относительно другой на угол 120°.
Каждую из обмоток трехфазного генератора вместе с присоединенной к ней внешней цепью принято называть фазой.
15 Ротор генератора представляет собой постоянный магнит или электромагнит, который вращается каким- либо двигателем. При вращении ротора в трех фазных обмотках статора индуктируются синусоидальные э д с Обычно фазные обмотки трехфазного генератора и приемники электрической энергии соединяют по схеме «звезда» или «треугольник».
16
Соединение обмоток трехфазного генератора и потребителей электрической энергии: а звездой; б — треугольником.
17 Трёхфазные генераторы переменного тока используются на современных автомобилях для зарядки автомобильного аккумулятора. На тепловозах устанавливаются синхронные трёхфазные тяговые генераторы.
18
Область применения каждого из перечисленных генераторов электроэнергии определяется их характеристиками.
Какие источники производят переменный ток?
Ответить
Проверено
229,8 тыс.+ просмотров
Подсказка: Переменный ток — это тип тока, который течет как в положительном, так и в отрицательном направлении. Источники, производящие этот тип тока, будут состоять из компонентов, вращающихся в магнитном поле, потому что изменяющееся магнитное поле будет производить ток различной величины.
Полный пошаговый ответ:
Переменный ток можно представить следующей диаграммой. Простейшим случаем является синусоида, колеблющаяся вокруг своего среднего положения, представляющая ток, который течет как в положительном, так и в отрицательном направлениях.
Устройства, которые можно использовать для производства переменного тока, включают генератор переменного тока, тепловые генераторы, ядерные генераторы и т.
д. Из них генератор переменного тока является самым простым. Основной принцип работы генератора переменного тока основан на фундаментальной концепции электромагнитной индукции. Когда проводящая катушка подвергается воздействию изменяющегося магнитного поля или если она вращается в однородном магнитном поле, то в этой катушке возникает электрический ток. Целью генератора переменного тока является преобразование механической энергии в электрическую энергию в форме переменного тока.
Дополнительная информация: Другим видом тока является постоянный ток. В отличие от переменного тока, постоянный ток течет только в одном направлении. Различные источники постоянного тока включают в себя электрическую ячейку, батарею, генератор постоянного тока и т. д. Генератор переменного тока вырабатывает переменный ток, а генератор постоянного тока вырабатывает постоянный ток.
Примечание: Электричество в наши дома подается переменным током, потому что потери энергии меньше в случае переменного тока.
Но большинство устройств, которыми мы пользуемся, работают на постоянном токе. Из-за этого нам нужно сначала преобразовать переменный ток в постоянный, чтобы управлять этими устройствами.
Недавно обновленные страницы
Большинство эубактериальных антибиотиков получены из биологии ризобия класса 12 NEET_UG
Биоинсектициды саламин были извлечены из класса 12 Biology NEET_UG
Какое из следующих утверждений, касающихся Baculovirussess, Neet_ug
. Какое из следующих утверждений, касающихся Baculoviruses, Neet_ug
. муниципальные канализационные трубы не должны быть непосредственно 12 класса биологии NEET_UG
Очистка сточных вод выполняется микробами A B Удобрения 12 класса биологии NEET_UG
Иммобилизация фермента – это конверсия активного фермента класса 12 биологии NEET_UG
Большинство эубактериальных антибиотиков получают из биологического класса Rhizobium 12 NEET_UG
Саламиновые биоинсектициды были извлечены из биологического класса А 12 NEET_UG
12 класс биологии NEET_UG
Канализационные или городские канализационные трубы не должны быть напрямую 12 класс биологии NEET_UG
Очистка сточных вод выполняется микробами A B Удобрения 12 класс биологии NEET_UG
Иммобилизация фермента — это преобразование активного фермента класса 12 в биологии NEET_UG
Тенденции сомнения
Генератор переменного тока
Генератор переменного токаДалее: Генератор постоянного тока Вверх: Магнитная индукция Предыдущий: Вихревые течения Электрический генератор, или динамо-машина, представляет собой устройство, преобразующее механическую энергию в электроэнергия.
Самый простой практичный генератор состоит из прямоугольного
катушка, вращающаяся в однородном магнитном поле. Магнитное поле обычно создается
постоянным магнитом. Эта установка показана на рис. 38. Пусть — длина катушки по оси вращения, а
ширина катушки перпендикулярна этой оси. Предположим, что
катушка вращается с постоянной угловой скоростью в равномерном
магнитное поле силы. Скорость, с которой оба
длинные стороны катушки ( т.е. ,
стороны и ) двигаться через магнитное поле просто произведение
угловой скорости вращения и расстояния до каждого
сторону от оси вращения, поэтому
. ЭДС движения
индуцированный в каждой стороне определяется выражением
, где
составляющая магнитного поля, перпендикулярная мгновенному направлению
движения рассматриваемой стороны.
Если направление магнитного поля стягивает
угол с нормалью к
катушку, как показано на рисунке, затем
.
Таким образом, величина ЭДС движения, создаваемая в сторонах и
является
| (209) |
где площадь катушки. ЭДС равна нулю, когда или , так как направление движения сторон и параллельно направлению магнитного поля в этих случаях. ЭДС достигает своего максимального значения, когда или , так как направление движения стороны и перпендикулярно направлению магнитного поля в этих случаях. Между прочим, из симметрии ясно, что никакая чистая подвижная ЭДС создается в боковых сторонах и в катушке.
Предположим, что направление вращения катушки таково, что сторона
перемещается на страницу на рис. 38 (вид сбоку), тогда как сбоку
уходит со страницы. ЭДС движения, наведенная в боковых сторонах, действует от
к . Так же и двигательный
ЭДС наведения в побочных действиях от к . Видно, что обе ЭДС
действовать по часовой стрелке вокруг катушки.
Таким образом, чистая ЭДС
действуя вокруг
катушка
. Если в катушке есть витки, то результирующая ЭДС становится равной . Таким образом, общее выражение для ЭДС, возникающей вокруг
постоянно вращающаяся, многовитковая катушка в однородном магнитном поле
| (210) |
где мы написали для равномерно вращающейся катушки (при условии, что в ). Это выражение также можно записать
| (211) |
куда
| (212) |
— пиковая ЭДС, создаваемая генератором, и это количество полных оборотов катушки в секунду. Таким образом пиковая ЭДС прямо пропорциональна площади катушки, числу витков в катушке, частота вращения катушки, и напряженность магнитного поля.
На рис. 39 показана ЭДС, указанная в уравнении. (211) в виде функции времени. Видно, что изменение ЭДС со временем равно синусоидальный в природе. ЭДС достигает своих максимальных значений, когда плоскость катушка параллельна плоскости магнитного поля, проходит через ноль, когда плоскость катушки перпендикулярна магнитному полю и меняет направление знак каждые полпериода вращения катушки. ЭДС периодическая ( т.е. , он постоянно повторяет один и тот же шаблон во времени), с период (который, разумеется, является периодом вращения катушки).
Предположим, что некоторая нагрузка ( например, , лампочка или электрическое отопление
элемент) сопротивления подключается через клеммы
генератор. На практике это достигается соединением двух концов
катушки к вращающимся кольцам, которые затем подключаются к внешней цепи с помощью
металлических щеток.
По закону Ома ток, протекающий в
нагрузка определяется
| (213) |
Обратите внимание, что этот ток постоянно меняет направление, как и ЭДС генератора. Следовательно, тип генератора, описанный выше, является обычно называется генератором переменного тока или .
Ток, протекающий через нагрузку, также должен протекать по катушке.
Поскольку катушка находится в магнитном поле, этот ток вызывает
крутящий момент на катушке, который, как легко показать, замедляет ее
вращение. Согласно разд. 8.11, тормозной момент действует
на катушке дается
| (214) |
куда составляющая магнитного поля, которая лежит в плоскости катушки. Это следует из уравнения (210) что
| (215) |
поскольку .
Внешний
крутящий момент, равный и противоположный крутящему моменту, должен быть приложен к
катушка, если она должна вращаться равномерно , как предполагается
выше. Скорость, с которой работает этот внешний крутящий момент, равна
произведение крутящего момента и угловой скорости катушки. Таким образом, | (216) |
Неудивительно, что скорость, с которой внешний крутящий момент совершает работу, точно соответствует скорость, с которой электрическая энергия вырабатывается в цепи, состоящей из вращающейся катушки и нагрузки.
Уравнения (210), (213) и (215) дают
| (217) |
куда . На рис. 40 показано нарушение крутящий момент, построенный как функция времени, согласно уравнение (217).
Можно видеть, что
крутящий момент всегда одного знака ( т.е. , он всегда действует в одном и том же
направлении, чтобы постоянно противостоять
вращения катушки), но не является постоянным
во время. Вместо этого он периодически пульсирует с периодом . Нарушение
крутящий момент достигает своего максимального значения, когда плоскость катушки параллельна
плоскости магнитного поля и равен нулю, если плоскость катушки перпендикулярна
к магнитному полю. Ясно, что внешний крутящий момент необходим
чтобы катушка вращалась с постоянной угловой скоростью, она также должна пульсировать
вовремя с периодом . Постоянный внешний крутящий момент привел бы к неравномерно вращающемуся
катушки, а, следовательно, и к переменной ЭДС, изменяющейся со временем в более
сложным образом, чем
. Практически все коммерческие электростанции вырабатывают электроэнергию с помощью генераторов переменного тока.
Внешняя мощность, необходимая для вращения генераторной катушки, обычно обеспечивается
паровая турбина (обдув пара веерообразными лопастями,
вынуждены вращаться). Вода испаряется, образуя
высокое давление
пара при сжигании угля или при использовании энергии, выделяемой внутри ядерной
реактор.
Конечно, на гидроэлектростанциях мощность, необходимая
для вращения катушки генератора подается водяная турбина (которая аналогична
к паровой турбине, только роль пара играет падающая вода).
Недавно был разработан новый тип электростанции, в которой
мощность, необходимая для вращения генераторной катушки, обеспечивается газовой турбиной.
(в основном это большой реактивный двигатель, работающий на природном газе). В Соединенных Штатах
и Канаде переменная ЭДС, создаваемая электростанциями, колеблется с
Гц, что означает, что
катушки генератора на электростанциях вращаются ровно
шестьдесят раз в секунду. В Европе и большей части остального мира частота колебаний
электроэнергии, произведенной в коммерческих целях, составляет Гц.
