PhysBook:Электронный учебник физики — PhysBook

Содержание

• 1 Учебники
• 2 Механика
  • 2.1 Кинематика
  • 2.2 Динамика
  • 2.3 Законы сохранения
  • 2.4 Статика
  • 2.5 Механические колебания и волны
• 3 Термодинамика и МКТ
  • 3.1 МКТ
  • 3. 2 Термодинамика
• 4 Электродинамика
  • 4.1 Электростатика
  • 4.2 Электрический ток
  • 4.3 Магнетизм
  • 4.4 Электромагнитные колебания и волны
• 5 Оптика. СТО
  • 5.1 Геометрическая оптика
  • 5.2 Волновая оптика
  • 5. 3 Фотометрия
  • 5.4 Квантовая оптика
  • 5.5 Излучение и спектры
  • 5.6 СТО
• 6 Атомная и ядерная
  • 6.1 Атомная физика. Квантовая теория
  • 6.2 Ядерная физика
• 7 Общие темы
• 8 Новые страницы

Здесь размещена информация по школьной физике:

1. материалы из учебников, лекций, рефератов, журналов;
2. разработки уроков, тем;
3. flash-анимации, фотографии, рисунки различных физических процессов;
4. ссылки на другие сайты

и многое другое.

Каждый зарегистрированный пользователь сайта имеет возможность выкладывать свои материалы (см. справку), обсуждать уже созданные.

Учебники

Формулы по физике – 7 класс – 8 класс – 9 класс – 10 класс – 11 класс –

Механика

Кинематика

Основные понятия кинематики – Прямолинейное движение – Криволинейное движение – Движение в пространстве

Динамика

Законы Ньютона – Силы в механике – Движение под действием нескольких сил

Законы сохранения

Закон сохранения импульса – Закон сохранения энергии

Статика

Статика твердых тел – Динамика твердых тел – Гидростатика – Гидродинамика

Механические колебания и волны

Механические колебания – Механические волны

---

Термодинамика и МКТ

МКТ

Основы МКТ – Газовые законы – МКТ идеального газа

Термодинамика

Первый закон термодинамики – Второй закон термодинамики – Жидкость-газ – Поверхностное натяжение – Твердые тела – Тепловое расширение

---

Электродинамика

Электростатика

Электрическое поле и его параметры – Электроемкость

Электрический ток

Постоянный электрический ток – Электрический ток в металлах – Электрический ток в жидкостях – Электрический ток в газах – Электрический ток в вакууме – Электрический ток в полупроводниках

Магнетизм

Магнитное поле – Электромагнитная индукция

Электромагнитные колебания и волны

Электромагнитные колебания – Производство и передача электроэнергии – Электромагнитные волны

---

Оптика.

СТО

Геометрическая оптика

Прямолинейное распространение света. Отражение света – Преломление света – Линзы

Волновая оптика

Свет как электромагнитная волна – Интерференция света – Дифракция света

Фотометрия

Фотометрия

Квантовая оптика

Квантовая оптика

Излучение и спектры

Излучение и спектры

СТО

СТО

---

Атомная и ядерная

Атомная физика. Квантовая теория

Строение атома – Квантовая теория – Излучение атома

Ядерная физика

Атомное ядро – Радиоактивность – Ядерные реакции – Элементарные частицы

---

Общие темы

Измерения – Методы решения – Развитие науки- Статья- Как писать введение в реферате- Подготовка к ЕГЭ — Репетитор по физике

Новые страницы

Запрос не дал результатов.

Направление индукционного тока – правило определения

4.4

Средняя оценка: 4.4

Всего получено оценок: 106.

4.4

Средняя оценка: 4.4

Всего получено оценок: 106.

Направление индукционного тока, возникающего в процессе явления электромагнитной индукции, неслучайно. Рассмотрим закономерности, по которым определяется это направление.

Электромагнитная индукция

Явление электромагнитной индукции заключается в том, что в проводящем контуре при изменении магнитного потока, пронизывающего его, возникает электродвижущая сила (ЭДС), приводящая к возникновению индукционного тока.

Возникновение индукционного тока впервые обнаружил М. Фарадей в своих опытах. Если подключить катушку к гальванометру, и внутри нее двигать постоянный магнит, гальванометр будет отмечать появление индукционного тока:

Рис. 1. Опыт Фарадея, катушка, постоянный магнит.

Взаимодействие магнита и катушки

Если в опыте Фарадея двигающийся постоянный магнит будет связан с динамометром, то при движении динамометр будет фиксировать возникновение дополнительной силы. Происходит это потому, что возникающий в катушке индукционный ток, как и любой другой ток, приводит к появлению собственного магнитного поля, которое начинает взаимодействовать с магнитным полем постоянного магнита. Силу такого взаимодействия и будет фиксировать динамометр.

При движении магнита внутрь катушки сила будет направлена на выталкивание магнита. Однако, если мы начнем вынимать магнит из катушки, эта сила наоборот, начнет притягивать магнит, не давая его вынимать из катушки. То есть, возникающее магнитное поле в катушке в этих двух случаях имеет разное направление, а значит, и порождающий его ток также течет в разных направлениях.

Правило Ленца

Взаимодействие контура тока и магнитного поля изучалось русским физиком Э.Ленцем.

Рис. 2. Э. Х. Ленц.

Он установил правило, которое было впоследствии названо его именем:

Индукционный ток, возникающий в контуре, всегда направлен так, чтобы препятствовать причине, его породившей.

И действительно, в соответствии с этим правилом, когда магнит вводится в катушку, возникающий в катушке ток создает такое магнитное поле, которое сопротивляется введению магнита. И наоборот – при выведении магнита из катушки, в ней возникает индукционный ток такого направления, чтобы препятствовать выведению магнита.

Обоснование правила Ленца

Для объяснения правила Ленца достаточно вспомнить закон сохранения энергии.

Возникающий в контуре ток, проходя по сопротивлению контура, совершает работу, которая тратится на нагревание провода катушки. Энергия для этого как раз и возникает при движении магнита. И, поскольку магнит должен при этом совершать положительную механическую работу – магнитное поле катушки должно быть направлено против поля самого магнита, в какую бы сторону он не двигался.

Только в этом случае магнит будет совершать положительную работу, энергия которой будет двигать заряды внутри контура, порождая индукционный ток, а индукционный ток, в свою очередь, будет совершать работу по нагреванию провода катушки (и отклонения стрелки гальванометра).

Рис. 3. Направление индукционного тока.

Что мы узнали?

Для определения направления индукционного тока используется правило, открытое Э. Ленцем. Индукционный ток всегда имеет такое направление, чтобы сопротивляться причине, его порождающей.

Это правило является следствием законов сохранения.

Тест по теме

Доска почёта

Чтобы попасть сюда — пройдите тест.

Пока никого нет. Будьте первым!

Оценка доклада

4.4

Средняя оценка: 4.4

Всего получено оценок: 106.

---

А какая ваша оценка?

2-3-3. Характеристики асинхронных двигателей

Как описано в главе 1, синхронная скорость вращающегося двигателя с магнитным полем определяется по следующей формуле:

N _S

: Синхронная скорость вращения (оборотов в минуту) [об/мин] N ₀ : Синхронная скорость вращения (оборотов в секунду) [об/с]

f: Частота питания [Гц] p: Число полюсов двигателя

Слип

Когда мы думаем об асинхронных двигателях, есть важный момент. То есть катушка должна пересекать магнитное поле, чтобы через катушку протекал ток.

Для этого должна быть относительная разница скоростей между магнитным полем и катушкой.

Из-за этой разницы скоростей двигатель вращается со скоростью, немного меньшей, чем синхронная скорость.

Это отличие скорости от синхронной скорости называется скольжением и обозначается символом s. Скольжение s выражается следующей формулой:

N: Скорость вращения ротора [об/мин] N _S : Синхронная скорость вращения [об/мин]

Скольжение обычно выражается в процентах. Скольжение мощного асинхронного двигателя составляет от 2 до 3%, когда двигатель работает под номинальной нагрузкой. Вышеупомянутое значение становится несколько больше с небольшими однофазными двигателями.

Скорость вращения и крутящий момент

На рис. 2.40 показаны характеристики асинхронных двигателей. Когда двигатель сконструирован таким образом, что полное сопротивление алюминиевого проводника ротора уменьшено, его КПД повышается в диапазоне высоких скоростей.

И, с другой стороны, при проектировании двигателя с высоким импедансом он имеет повышенный крутящий момент в диапазоне низких скоростей.

В области справа от максимального крутящего момента на характеристической кривой увеличение нагрузки не так сильно снижает скорость низкоимпедансных двигателей. Крутящий момент увеличивается и становится стабильным.

А именно, скорость этих двигателей остается практически неизменной, несмотря на изменения нагрузки.

На рис. 2.41 представлены характеристики этих двигателей с учетом крутящего момента по горизонтальной оси и скорости вращения по вертикальной оси с добавлением тока и КПД.

Сравнивая этот график с приведенными выше характеристиками двигателей постоянного тока, вы обнаружите следующую характеристику асинхронных двигателей.

• ● Изменения нагрузки не сильно влияют на их скорость, хотя их крутящий момент изменяется.
• ● Зависимость между крутящим моментом и током не является линейной.

рис.>

Рис. 2.40 Крутящий момент и скорость вращения асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором (характеристики N-T)Рис. 2.41 Нагрузочные характеристики асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором (пример)

• 2-3-1 Структура и характеристики коллекторных двигателей переменного тока
• 2-3-2 Принцип вращения асинхронного двигателя
• 2-3-3 Характеристики асинхронных двигателей
• Двигатель 2-3-4 с использованием диска Араго

Основная информация о двигателе

• Предыдущий
• Следующий

Индукционный генератор: работа, характеристики и многое другое

электрическая зона / 20 января 2022 г. 14 февраля 2022 г.

Асинхронный генератор также известен как асинхронный генератор. Как и машина постоянного тока, асинхронная машина работает как двигатель и генератор.

Содержание

Что такое асинхронный генератор?

Асинхронный генератор — это асинхронная машина, которая работает как генератор, когда скольжение становится отрицательным. И тогда он начинает подавать энергию обратно в основной источник.

Работа асинхронной машины зависит от величины скольжения. Когда скольжение положительное, машина работает как асинхронный двигатель. А при отрицательном значении скольжения машина работает как асинхронный генератор.

Скольжение становится отрицательным, когда ротор достигает скорости выше синхронной скорости.

S = (N _S -N _R )/N _R

Где,

N _S = Синхронная скорость

N _R = Скорость ротора

Когда скольжение положительно, то есть. скорость ротора меньше синхронной скорости. Асинхронная машина работает как асинхронный двигатель.

Но обычно асинхронный двигатель работает со скоростью ниже синхронной. Поэтому для достижения скорости выше синхронной скорости требуется внешняя сила.

Здесь первичный двигатель используется для приложения внешней силы, которая помогает достичь скорости, превышающей синхронную скорость.

Как это работает?

Когда обмотка статора асинхронной машины подключена к сети переменного тока. Он индуцирует вращающееся поле в статоре, который вращается с синхронной скоростью. Это индуцирует ток в роторе.

Взаимодействие полей статора и ротора создает крутящий момент. Благодаря этому ротор начинает вращаться. Скорость ротора меньше синхронной скорости, т. е. скольжение становится положительным.

Таким образом, сначала асинхронная машина начинает работать как асинхронный двигатель.

Если скорость ротора незначительно увеличилась за счет внешнего первичного двигателя. Скорость ротора соответствует синхронной скорости. Поэтому скольжение становится равным нулю, и ротор не производит тока. Таким образом, в этом положении машина не потребляет ток и не подает его в сеть.

При дальнейшем увеличении скорость вращения ротора превысит синхронную скорость. Благодаря этому скольжение становится отрицательным и проводники ротора начинают генерировать ток в обратном направлении.

Ток ротора создает вращающееся магнитное поле в роторе, которое прикладывает крутящий момент к статору в противоположном направлении. это приводит к ЭДС в обмотке статора.

Величина ЭДС в обмотке статора больше приложенного напряжения, а также ЭДС имеет противоположное направление. это выталкивает ток из машины, , таким образом, машина начинает работать как асинхронный генератор.

Это показывает, что асинхронный генератор не является самозапускающейся машиной. Он требует тока намагничивания и потребляет реактивные вольт-ампер от основного источника питания и в то же время подает активный вольт-ампер к основному источнику питания.

Выходная мощность генератора зависит от величины скольжения, т. е. сколько активной мощности выдает генератор, зависит от того, насколько скольжение превышает синхронную скорость.

Моментно-скоростная характеристика асинхронного генератора

Асинхронная машина работает как двигатель и как генератор. Поведение асинхронной машины на графике проскальзывания крутящего момента показано и объяснено ниже:

График разделен на 3 категории: область торможения, область движения и область генерации.

Асинхронная машина работает как двигатель при положительном скольжении, а при отрицательном скольжении машина начинает работать как генератор.

Здесь пункт 1 указывает максимальный крутящий момент 3-φ асинхронной машины. А пункт 3 указывает максимальный крутящий момент асинхронного генератора, также известный как начальный крутящий момент.

Если по какой-либо причине значение крутящего момента превышает максимальное значение крутящего момента. Индукционный генератор превысит скорость, и генерирующий эффект исчезнет.

В соответствии с характеристикой проскальзывания момента рабочий диапазон асинхронного генератора ограничен значением пускового момента.

Асинхронный генератор с самовозбуждением или изолированный

Асинхронный генератор работает как двигатель и генератор, который не запускается самостоятельно.

Но изолированный асинхронный генератор не требует наличия источника переменного тока для реактивной мощности.

Батарея конденсаторов, подключенная к терминалу, обеспечивает реактивную мощность как для генератора, так и для нагрузки. Это показано на рисунке ниже:

ИЗОЛИРОВАННЫЙ ИНДУКЦИОННЫЙ ГЕНЕРАТОР

Но как это работает?

Требуется начальный остаточный поток. Для создания начального остаточного потока асинхронная машина запускается как двигатель до тех пор, пока скорость не превысит синхронную скорость.

Генерируемый поток индуцирует небольшое напряжение на клеммах, которое создает ток. Ток создает больший поток, который способствует остаточному потоку, что увеличивает чистый поток, что, в свою очередь, вызывает чистое увеличение напряжения.

Этот процесс нарастания напряжения продолжается до пересечения кривой намагничивания с вольт-амперной характеристикой конденсаторной батареи.

В точке пересечения реактивная мощность, вырабатываемая генератором, равна реактивной мощности, вырабатываемой конденсаторной батареей.

Преимущества

• Может защитить себя. Если на его выводах происходит короткое замыкание, то автомат прекращает генерацию.