Меню

Почему генераторы переменного тока называют индукционными их действие основано

Принцип действия генератора электрического тока

Действие генератора электрического тока основано на явлении электромагнитной индукции.

Основным элементом генератора электрического тока является рамка, которую вращают в магнитном поле. При этом пронизывающий рамку магнитный поток изменяется во времени, вследствие чего в рамке возникает индукционный ток (рис. 16.2).

При равномерном вращении рамки в ней индуцируется переменный электрический ток: сила тока изменяется по синусоидальному закону (рис. 16.3).

Отрицательные значения силы тока соответствуют противоположному направлению тока.

Чтобы «снимать» с вращающейся рамки ток, не перекручивая при этом проводов, используют скользящие контакты, называемые щетками (рис. 16.2).

Напряжение в сети переменного тока можно повышать и понижать практически без потерь с помощью трансформаторов. Как мы увидим ниже, без этого была бы просто невозможна передача электроэнергии на большие расстояния.

Щетки обеспечивают, конечно, худший контакт, чем закрепленные проводники. Из-за большого сопротивления щетки греются и, кроме того, вследствие трения они стираются.

Поэтому в современных небольших генераторах электрического тока вращают не рамку, а постоянные магниты: при такой конструкции генератора скользящие контакты не нужны.

В промышленных генераторах на электростанциях вращают тоже не рамки, в которых индуцируется ток, а электромагниты. Ток к вращающимся электромагнитам приходится подводить с помощью скользящих контактов, но этот ток значительно меньше, чем индукционный ток в рамке.

Источник

Индукционный генератор переменного тока

Индукционный генератор переменного тока. В индукционных генераторах переменного тока механическая энергия превращается в электрическую. Индукционный генератор состоит из двух частей: подвижной, которая называется ротором, и неподвижной, которая называется статором. Действие генератора основано на явлении электромагнитной индукции. Индукционные генераторы имеют сравнительно простое устройство и позволяют получать большие токи при достаточно высоком напряжении. В настоящее время имеется много 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, состоящая из последовательно соединенных витков, в которых индуцируется переменная электродвижущая сила. Так как электродвижущие силы, наводимые в последовательно соединенных витках, складываются, то амплитуда электродвижущей силы индукции в обмотке пропорциональна числу витков в ней.

Число силовых линий, пронизывающих каждый виток, непрерывно меняется от максимального значения, когда он расположен поперек поля, до нуля, когда силовые линии скользят вдоль витка. В результате при вращении витка между полюсами магнита через каждые пол-оборота направление тока меняется на противоположное, и в витке появляется переменный ток. Во внешнюю цепь ток отводится при помощи скользящих контактов. Для этого на оси обмотки укреплены контактные кольца, присоединенные к концам обмотки. Неподвижные пластины – щетки – прижаты к кольцам и осуществляют связь обмотки с внешней цепью (рис. 6.9).

Пусть виток провода вpащается в одноpодном магнитном поле с постоянной угловой скоpостью . Магнитный поток, пронизывающий виток, меняется по закону , здесь S – площадь витка. Согласно закону Фаpадея в обмотке наводится электродвижущая сила индукции, которая опpеделяется следующим обpазом:

Читайте также:  Как найти силу тока при законе электролиза

где N – число витков в обмотке. Таким образом, электродвижущая сила индукции в обмотке изменяется по синусоидальному закону и пpопоpциональна числу витков в обмотке и частоте вpащения.

В опыте с вращающейся обмоткой статором является магнит и контакты, между которыми помещена обмотка. В больших промышленных генераторах вращается электромагнит, который является ротором, в то время как обмотки, в которых наводится электродвижущая сила, уложены в пазах статора и остаются неподвижными. На тепловых электростанциях для вращения ротора используются паровые турбины. Турбины, в свою очередь, приводятся во вращение струями водяного пара, полученного в огромных паровых котлах за счет сжигания угля или газа (теплоэлектростанции) или распада вещества (атомные электростанции). На гидроэлектростанциях для вращения ротора используются водяные турбины, которые вращаются водой, падающей с большой высоты.

Электрогенераторы играют важнейшую роль в развитии нашей технологической цивилизации, поскольку позволяют получать энергию в одном месте, а использовать ее в другом. Паровая машина, например, может преобразовывать энергию сгорания угля в полезную работу, но использовать эту энергию можно только там, где установлены угольная топка и паровой котел. Электростанция же может размещаться весьма далеко от потребителей электроэнергии – и, тем не менее, снабжать ею заводы, дома и т.п.

Рассказывают (скорее всего, это всего лишь красивая сказка), будто Фарадей демонстрировал прототип электрогенератора Джону Пилу, канцлеру казначейства Великобритании, и тот спросил ученого: «Хорошо, мистер Фарадей, все это очень интересно, а какой от всего этого толк?».

«Какой толк? – якобы удивился Фарадей. – Да вы знаете, сэр, сколько налогов эта штука со временем будет приносить в казну?!»

Источник

Тест по теме «Трансформатор» для 11 класса

Получение и передача переменного электрического тока. Трансформатор

Какой электрический ток называется переменным?
1) Электрический ток, переодически меняющийся со временем по модулю и направлению
2) Электрический ток, переодически меняющийся со временем
3) Электрический ток, переодически меняющийся по модулю
4) Электрический ток, переодически меняющийся со временем по направлению

Где используют переменный электрический ток?
Выберите несколько 1) в домах 2) квартирах 3) на производстве
4) на автомобилях 5) велосипедах

Почему генераторы переменного тока называют индукционными?
1) их действие основано на явлении электрического тока
2) их действие основано на магнитном действии
3) их действие основано на явлении электромагнитной индукции
4) их действие основано на явлении посточнного магнита

Из чего состоит электромеханический индукционный генератор?
Выберите несколько 1) генератора 2) станины 3) статора
4) ротора 5) полукольца 6) щетки

Какая часть индукционного генератора подвижная?
1) статор 2) ротор 3) щетки 4) обмотка

Читайте также:  Световое поражение электрическим током вызывает

Какая часть индукционного генератора не подвижна?
1) обмотка 2) ротор 3) статор

Чем приводится во вращение ротор генератора на тепловых станциях?
1) водой 2) паром от сгоревшего топлива 3) бензином 4) керосином

Чем приводится во вращение ротор генератора на гидроэлектростанции?
1) паром 2) водой 3) керосином 4) кувалдой

Какова стандартная частота промышленного тока в России?
1) 65Гц 2) 55 Гц 3) 40 Гц 4) 50 Гц 5) 70 Гц

Из каких элементов состоит трансформатор?
Выберите несколько 1) сердцевина 2) сердечник 3) первичная обмотка
4) вторичная обмотка 5) обмотки из проволоки

Для чего предназначен трансформатор?
1) Трансформатор предназначен для увеличения или уменьшения переменного напряжения и силы тока
2) Трансформатор предназначен для увеличения или уменьшения переменного напряжения
3) Трансформатор предназначен для увеличения или уменьшения силы тока
4) Трансформатор предназначен для уменьшения переменного напряжения и силы тока
5) Трансформатор предназначен для увеличения напряжения и силы тока

Сколько видов трансформаторов существует?
1) 1 2) 2 3) 3 4) 4 5) 5

К какой обмотке трансформатора подключают переменный электрический ток?
1) к первичной 2) к вторичной 3) к первичной и вторичной

По какому физическому закону можно определить потери электроэнергии в ЛЭП?
1) закон Джоуля 2) закон Джоуля-Ленца 3) закон Ленца
4) закон Паскаля 5) закон Ньютона

Кто изобрел трансформатор?
1) Лебедев 2) Темерязев 3) Яблочков 4) Паскаль

Ответы:
1) (1 б.) Верные ответы: 1;
2) (1 б.) Верные ответы: 1; 2; 3;
3) (1 б.) Верные ответы: 3;
4) (1 б.) Верные ответы: 3; 4; 5; 6;
5) (1 б.) Верные ответы: 2;
6) (1 б.) Верные ответы: 3;
7) (1 б.) Верные ответы: 2;
8) (1 б.) Верные ответы: 2;
9) (1 б.) Верные ответы: 4;
10) (1 б.) Верные ответы: 2; 3; 4;
11) (1 б.) Верные ответы: 1;
12) (1 б.) Верные ответы: 2;
13) (1 б.) Верные ответы: 1;
14) (1 б.) Верные ответы: 2;
15) (1 б.) Верные ответы: 3.

Источник



Индукционные генераторы

ИНДУКЦИОННЫЙ ГЕНЕРАТОР — это преобразователь механической энергии в электрическую. Нужен электромеханический индукционный генератор? Росиндуктор — генератор от профессионалов с нашего склада. Индукционные генераторы работают при возникновении переменного магнитного поля в катушке. Катушка создаёт переменное магнитное поле, вектор которого меняется с заданной генератором частотой. Созданные вихревые токи, индуцированные магнитным полем, производят нагрев металлического элемента, который передаёт энергию теплоносителю.

Принцип действия индукционного генератора

Принцип действия индукционного генератора основан на законе электромагнитной индукции — индуцирование электродвижущей силы в прямоугольном контуре (проволочной рамке), находящейся в однородном вращающемся магнитном поле, или наоборот, прямоугольный контур вращается в однородном неподвижном магнитном поле. Если в контуре вращается однородное магнитное поле с равномерной угловой скоростью, то в нем индуктируется синусоидальная электродвижущая сила.

Читайте также:  Датчик переменного тока 50а

Индукционный генератор переменного тока

Это электрическая машина, преобразующая механическую энергию в электрическую энергию переменного тока, например, за счет вращения проволочной катушки в магнитном поле, или, наоборот, за счет вращения магнита. До тех пор, пока силовые линии магнитного поля пересекают проводящую катушку, в ней индуцируется электрический ток. Индуцированный электрический ток течет таким образом, что его поле отталкивает магнит, когда рамка приближается к нему, и притягивает, когда рамка удаляется. Каждый раз, когда рамка изменяет ориентацию относительно полюсов магнита, электрический ток также изменяет свое направление на противоположное. Все то время, пока источник механической энергии вращает проводник (или магнитное поле), генератор будет вырабатывать переменный электрический ток.

Устройство индукционного генератора

По конструкции выделяют генераторы:

  • с неподвижными магнитными полюсами и вращающимся якорем,
  • с вращающимися магнитными полюсами и неподвижным статором.

Генераторы с неподвижными магнитными полюсами используются чаще, поскольку при неподвижной статорной обмотке нет необходимости снимать с помощью скользящих контактов (щеток) и контактных колец с ротора большой ток высокого напряжения. Статор (неподвижная часть) собирается из отдельных железных листов, изолированных друг от друга, а на внутренней поверхности статора имеются пазы, куда вкладываются провода статорной обмотки генератора. Ротор (подвижная часть) обычно изготавливают из сплошного железа, а полюсные наконечники магнитных полюсов ротора собирают из листового железа. Для создания максимально возможной магнитной индукции при вращении между статором и полюсными наконечниками ротора желателен минимальный зазор, а геометрическую форму полюсных наконечников подбирают такой, чтобы вырабатываемый генератором ток был наиболее близок к синусоидальному. На сердечники полюсов садят катушки возбуждения, питаемые постоянным током, который подводится с помощью щеток к контактным кольцам, расположенным на валу генератора.

Электромеханический индукционный генератор

Магнитное поле в электромеханическом генераторе создается с помощью постоянного или электромагнита, переменная электродвижущая сила индуцируется в обмотке. В промышленных генераторах поле создается вращающимся магнитом, обмотки остаются неподвижными.

Генератор индукционного тока

Генераторы индукционного тока имеют широкую область применения: чаще всего их используют в местах, в которых требуется непрерывная подача электроэнергии, таких как медицинские учреждения, морозильные склады и т.п. также такие генераторы могут быть востребованы на строительных площадках и для электрификации загородных домов.

Генератор индукционного нагрева

Индукционный нагрев — это нагревание электропроводящих материалов электрическими токами, которые индуцируются переменным магнитным полем. Генераторы индукционного нагрева применяются для:

  • нагрева заготовок из магнитных материалов, в том числе для гибки и термообработки деталей,
  • термической обработки мелких и хрупких деталей,
  • поверхностной закалки изделий,
  • плавки, сварки и пайки металлов,
  • обеззараживания медицинского инструмента.

Источник