Механіка
Елементи СТВ
Молекулярна фізика та термодинаміка
Електродинаміка
- Електричне поле
- Постійний електричний струм
- Електричний струм в різних середовищах
- Магнітне поле
- Електромагнітна індукція
Електромагнітні коливання і хвилі
Оптика
Атомна та ядерна фізика
18.2. ПЕРЕДАЧА ТА ВИКОРИСТАННЯ ЕНЕРГІЇ ЗМІННОГО СТРУМУ. ТРАНСФОРМАТОР
18.1. ЗМІННИЙ СТРУМ. ГЕНЕРАТОРИ ЗМІННОГО СТРУМУ
Вимушені електромагнітні коливання – незатухаючі коливання заряду, напруги та сили струму, які спричинені електрорушійною силою, що періодично змінюється:
де е – значення ЕРС у даний момент часу (миттєве значення ЕРС);
Ԑmax – амплітудне значення ЕРС; ω – циклічна частота змінної ЕРС.
Змінний електричний струм – електричний струм, сила якого змінюється за гармонічним законом:
де і – миттєве значення сили струму; 1max – амплітудне значення сили струму; ω – циклічна частота змінного струму, що збігається з частотою змінної ЕРС; φ0 – зсув фаз між коливаннями струму та ЕРС.
Джерело електричної енергії, що створює ЕРС, яка періодично змінюється, називають генератором змінного струму.
Рис. 18.1. Будова найпростішого генератора змінного струму
Найпростіший індукційний генератор змінного струму (рис. 18.1) являє собою металеве осердя, в пази якого вкладено обмотку (дротяна рамка 2). Кінці обмотки з’єднані з кільцями 3, до кожного з яких притиснута щітка 4 для відведення напруги до споживача. Осердя з обмоткою обертається в магнітному полі нерухомого постійного магніту 1 або електромагніту. Обертову частину генератора називають ротором, нерухому частину – статором.
Для одержання ЕРС індукції не має значення, що слугуватиме ротором – рамка, яка обертається в магнітному полі нерухомого електромагніту, чи електромагніт, який обертається всередині нерухомої рамки. І в тому, і в іншому випадках магнітний потік, що пронизує рамку, змінюється.
Рис. 18.2. Схема двополюсного генератора
В сучасних потужних генераторах (рис. 18.2) ротором є електромагніт 1, що являє собою великий циліндр, у пази якого вкладено обмотку 2. До обмотки ротора через колектор подається напруга від джерела постійного струму. Обмотки статора 4, в яких створюється ЕРС індукції, вкладають у пази нерухомого порожнистого важкого металевого циліндра 3, виготовленого, як і осердя сталі.