Na početku prethodnog poglavlja već smo rekli da se u modernoj tehnologiji gotovo isključivo koriste indukcijski generatori. električna struja, tj. mašine u kojima e. d.s. nastaje kao rezultat procesa elektromagnetne indukcije. Stoga se riječ “indukcija” obično izostavlja i oni jednostavno govore o električnim generatorima, odnosno o ovim konkretnim indukcijskim generatorima.

U § 138 smo raspravljali najjednostavniji model indukcijski generator i pokazao da e. d.s. koji nastaje u zavojnici koja se rotira u magnetskom polju je promjenjiva; stoga je i struja primljena od indukcionog generatora promjenjiva, osim ako se ne preduzmu posebne mjere da se ona ispravi, odnosno transformiše u konstantnu, ili jednosmjernu, struju koja ne mijenja svoj smjer. Naravno, savremeni tehnički generatori, često građeni sa enormnom snagom (do 200-400 hiljada kilovata u jednoj mašini), neuporedivo su složeniji od našeg modela. Takav auto sa svima dodatni uređaji za kontrolu i regulaciju njegovog rada, zaštitu od nesreća, distribuciju struje između potrošača itd., vrlo je složena tehnička struktura (Sl. 322). Međutim, svi njegovi glavni dijelovi, suštinski neophodni za rad bilo kojeg generatora, ma koliko on bio složen, mogu se identificirati u našem jednostavnom modelu. Ti dijelovi su: a) induktor - magnet ili elektromagnet koji stvara magnetsko polje; b) armatura - namotaj u kojem dolazi do inducirane emisije pri promjeni magnetnog fluksa. d.s.; c) po njima klize klizni prstenovi i kontaktne ploče (četke) uz pomoć kojih se struja uklanja ili dovodi do rotacionog dijela generatora. Rotirajući dio naziva se rotor generatora, a stacionarni dio se naziva stator.

Rice. 322. Snažni indukcijski generator

U našem modelu, e. d.s. indukcija je nastala kada se armatura rotirala u polju induktora, tj. armatura je bila rotor, a induktor stator. Ali, naravno, možete, naprotiv, rotirati induktor i ostaviti armaturu nepomično. Dakle, i rotor i stator mogu djelovati kao induktor ili kao armatura. U oba slučaja, rotor mora biti opremljen kliznim prstenovima i četkama koje održavaju neprekidan kontakt tokom njegove rotacije. Jasno je, međutim, da je prikladnije provesti kroz takve klizne kontakte relativno malu struju potrebnu za magnetiziranje induktora. Struja stvorena u armaturi velikog generatora dostiže ogromnu snagu, pa je prikladnije ukloniti ovu struju iz stacionarnih namotaja koji ne zahtijevaju klizni kontakti. Stoga u snažnim generatorima radije koriste stator kao armaturu, a rotor kao induktor.

Da bi se dobili veliki magnetni tokovi kroz namotaje armature, i stoga Velike promjene Ovi tokovi, armatura je opremljena željeznom jezgrom, čiji su krajevi oblikovani na takav način da između polova magneta i jezgre ostaje samo mali razmak potreban za rotaciju. Elektromagneti se gotovo uvijek koriste kao induktori koji stvaraju magnetsko polje u tehničkim generatorima (slika 323). Samo u vrlo rijetkim slučajevima, pri projektovanju generatora male snage, trajni magneti se koriste kao induktori. To se radi, na primjer, u takozvanim magnetima - malim generatorima koji se koriste u nekim vrstama motora s unutarnjim sagorijevanjem za paljenje zapaljive smjese u cilindrima motora pomoću iskre.

Rice. 323. Zavojnica namotana na gvozdeno jezgro rotira se u polju elektromagneta. Magnetni tok kroz zavojnicu: a) je velik; b) mali Kada se zavojnica rotira, magnetski tok se mijenja i u njemu se inducira naizmjenična struja

Na sl. 324 prikazuje dijagram, a na Sl. 325 opšti pogled na generator naizmjenična struja sa rotirajućim induktorom i fiksnom armaturom. Rotor (induktor) ovog generatora je posebno prikazan na Sl. 326. Kao što vidimo, ovaj rotor je cilindar sa izbočinama na koje se postavljaju zavojnice. Namoti na ovim zavojnicama kroz koje prolazi D.C., stvarajući magnetsko polje, povezani su tako da na odvojenim izbočinama imamo naizmjenično sjeverni i južni pol elektromagneta (sl. 327). Broj parova ovih stubova je obično prilično velik: 4, 6, 8,... To se radi iz sljedećih razloga.

Rice. 324. Dijagram dizajna generatora: 1 – stacionarna armatura, 2 – rotirajući induktor,

3 – kontaktni prstenovi, 4 – četke koje klize po njima

Rice. 325. Opšti oblik alternator sa unutrašnjim polovima. Rotor je induktor, a stator je armatura

Rice. 326. Rotor (induktor) generatora naizmjenične struje sa unutrašnjim polovima. Na osovini rotora sa desne strane prikazan je rotor pomoćne mašine koja obezbeđuje jednosmernu struju za napajanje induktora

Rice. 327. Rotirajući generator induktora 1 (rotor) i armatura (stator) 2, u čijem se namotu indukuje struja

Ako bismo imali samo jedan par polova u induktoru, tada bi period naizmjenične struje odgovarao vremenu jednog punog okretaja rotora. Dakle, da bi se dobila izmjenična struja frekvencije od 50 Hz, rotor bi morao da se okreće frekvencijom od 50 okretaja u sekundi, odnosno 3000 okretaja u minuti, što nije uvijek tehnički izvodljivo za velike mašine. Ako ima veliki broj parova polova, trenutni period odgovara vremenu potrebnom za rotaciju rotora kroz dio kruga koji zauzima jedan par polova. Tako, na primjer, ako postoji 6 pari polova, dovoljno je rotor rotirati frekvencijom od 500 okretaja u minuti da bi se dobila izmjenična struja frekvencije od 50 Hz.

167.1. Rotor alternatora ima 12 pari polova i rotira se frekvencijom od 1500 okretaja u minuti. Kolika je frekvencija električne struje? Koliko puta u sekundi ova struja promijeni smjer?

Stoga se takvi generatori obično pokreću relativno sporim vodenim turbinama ili motorima s unutrašnjim sagorijevanjem. Pri radu s parnim turbinama koje se okreću frekvencijom od 1500-3000 o/min, koristi se nešto drugačiji dizajn rotora (induktora). Rotor nema izbočine, već je glatki cilindar, na čijoj je vanjskoj površini namotaj položen u žljebove. Pri velikim brzinama rotacije to je povoljnije, jer izbočine na rotoru stvaraju zračne vrtloge i povećavaju mehaničke gubitke.

Oblik polova na izbočinama rotora posebno je proračunat tako da se npr. inducira u namotu. d.s. mijenjao se tokom vremena prema sinusnom zakonu, tj. tako da je oblik napona i struje koji daje generator bio sinusoidan.

Stator generatora - njegov stacionarni dio - je željezni prsten u čijim žljebovima su položeni namotaji armature. Da bi se smanjili gubici zbog Foucaultovih struja (§ 143), ovaj prsten nije napravljen čvrstim, već se sastoji od odvojenih tankih listova željeza, izolovanih jedan od drugog.

167.2. Na sl. 328 prikazuje shematski presjek generatora, u kojem su i pobudni zavojnici I i indukcijski svici II namotani, kao što je prikazano, na stator, a rotor ima oblik zupčanika i ne nosi nikakve zavojnice. Objasnite zašto se u ovom slučaju indukovana struja pojavljuje u zavojnicama II?

Rice. 328. Za vježbu 167.2

13. /20.Magnetno polje.doc
14. /21.Lorentzova sila.doc
15. /22.Lenzovo pravilo.doc
16. /23.oscilacije i talasi.doc
17. /23st.doc
18. /24.pendulums.doc
19. /24st.doc
20. /25.El.m brojanje i talasi.doc
21./26. Naizmjenična struja.doc
22. /27.refleksija i refrakcija.doc
23. /28.Objektiv.doc
24. /29.Vasna optika.doc
25. /3.rotacija.doc
26. /30.quanta.doc
27. /31.Struktura jezgra.doc
28. /32.STO.doc
29. /4.Njutnovi zakoni.doc
30. /5.Z-n Sunčeve teškoće.doc
31. /6.Impuls,ZSI.doc
32. /7.ZSE.doc
33. /8.Statika.doc
34. /9.Hidrostatika.doc Ravnomjerno kretanje naprijed
Test 12. Primjena prvog zakona termodinamike na procese u idealnom plinu. Efikasnost toplotnog motora
Gustina: Specifična toplota Kapacitet: Specifična toplota isparavanja
Coulombov zakon. Električno polje
Test 15. Potencijal električnog polja
Test 16. Električni kapacitet A1
Ohmov zakon za dio kola
Ohmov zakon za kompletno kolo. Eds
Test 2 Ravnomjerno ubrzano kretanje
Test 20. Magnetno polje. Amperov zakon
Test 21. Kretanje naelektrisanih čestica u magnetnom polju. Lorencova sila. A1
Faradejev zakon. Lenzovo pravilo, induktivnost. Samoindukcija
Test 23. Osnovni pojmovi teorije oscilacija. Talasi. A1
Test 23. Osnovni pojmovi teorije oscilacija. Talasi. 441
Test 24. Mehaničke vibracije i talasi. Matematičko i opružno klatno. A1
Test 24. Mehaničke vibracije i talasi. Matematičko i opružno klatno. 460
Test 25. Elektromagnetne oscilacije i talasi A1
Test 26. Naizmjenična struja A1
Test 27. Zakoni refleksije i prelamanja A1
Test 28. Objektivi. Al
Test 29. Talasna optika A1
Test 3 Rotacijski pokret
Test 30. Kvanti svjetlosti. Foto efekat. Bohrov model atoma vodika. Spektri, emisija i apsorpcija svjetlosti
Zakon radioaktivnog raspada. Pravilo pomaka za α raspad je: 1 a z x→ a 4 z 2 y + 4
Test 32. Relativnost dužine i vremenskih intervala. Odnos mase i energije. A1
Testirajte Newtonove zakone. Ovlasti
Zakon univerzalne gravitacije. Težina. Dimenzija gravitacione konstante u SI sistemu može se predstaviti kao 1 kg∙m 2 /s 2 2 m 2 / kg∙s 2 3 m 3 / kg 2 ∙s 2 4 m 2 / kg 2 ∙s 2 5 m 3 / kg ∙c 2
Zakon održanja impulsa. Posao. Energija. Snaga. Dimenzija impulsa sile u si sistemu može se predstaviti kao 1 N∙m; 2 N∙s; 3 N/s; 4 N/m; 5 N/m kretanje tijela težine 2 kg opisuje se jednadžbom X = 30
Test Zakon održanja u mehanici. Energy Conversions
Statički test. Uslovi ravnoteže
Hidrostatički test
preuzmi doc

Test 22. Elektromagnetski indukcija. Faradejev zakon.

Lenzovo pravilo, induktivnost. Samoindukcija

A1. Zavisnost magnetnog fluksa F koji prodire u zavojnicu od vremena t prikazana je na Sl. Zašto jednaka struji u zavoju ako je njegov otpor 1 ohm?

1)0,3 A; 2) 1A; 3)0.6A; 4) 0,4A; 5)6A

A2. Zabave A jedan i b druge kvadratne konture koje leže u istoj ravni, u kojoj se, pri istoj brzini promjene indukcije magnetsko polje, prodirući u ova kola, nastaju indukovane emf od 16V i 4V. međusobno su povezani relacijom: l)a=8b; 2) a=4b; 3)a=2b; 4)a=0,5b; 5) a=0,25b.

A3. Koliko puta u sekundi električna struja indukovana u zavojnici zatvorene žice koja se okreće između dva pola N i S promijeni svoj smjer frekvencijom od 6000 o/min?

1) 100; 2) 300 3) 50; 4) 200: 5) 120,

A4. Provodnik dužine 1 m kreće se u jednoličnom magnetskom polju čija je indukcija 1 T. Brzina provodnika je 15 m/s i usmjeren je okomito na magnetsko polje. EMF indukovana u provodniku je 1) 1,5 V; 2)0.15V; 3)15V; 4)1,5∙10 2 V; 5) 6,28 V.

A5. U vertikalnom uniformnom magnetskom polju sa indukcijom B, štap dužine ℓ rotira u horizontalnoj ravni sa konstantnom frekvencijom ν. Osa rotacije prolazi kroz kraj šipke. Indukovana emf koja nastaje u štapu nalazi se prema formuli 1)2 π Bνℓ 2 ; 2) π Bνℓ 2 ; 3)Bνℓ 2: ; 4)4 π 2 Bνℓ 2 ; 5)Bℓ 2 /4 π 2 ν

A6. Koja se prosječna emf javlja u zavojnici od 400 zavoja ako se promjena magnetskog fluksa od 0,8 Wb dogodi za 0,2 s? 1) 800 V; 2) 40 V; 3) 3,2 kV; 4) 1,6 kV; 5) 4,8 kV.

A7. Odredite induktivnost zavojnice ako se, kada se struja u njemu promijeni od 1A do 5A za 0,2 s, u zavojnici pojavi samoinduktivna emf jednaka 20V. 1)1Gn; 2)2Gn; 3)3Gn; 4)0,5 Gn; 5)10Gn.

A8 . Jačina struje u zavojnici dužine 0,6 m i površine poprečnog presjeka od 4 cm 2 s induktivnošću 4∙10 -2 H jednaka je 1,55 A. Kolika je zapreminska gustina energije magnetnog polja unutar zavojnice 1) 2∙10 4 J/m 3 ; 2) 2∙10 3 J/m 3;

3) 2∙10 2 J/m 3; 4) 0,2 J/m3; 5) 4∙10 3 J/m 3

A9. Namotaj žice nalazi se sa magnetnim poljem, a njegovi krajevi su zatvoreni za ampermetar.Vrijednost magnetne indukcione pile se mijenja tokom vremena prema grafikonu na sl. U kom vremenskom periodu će ampermetar pokazati prisustvo električne struje u zavojnici? 1) od 1 do 2 s i od 4 do 5 s; 2) od 0 do 1s i od 2 do 4s; 3) u svim vremenskim intervalima od 0 do 5s; 4) od 2 do 3s; 5) od 1 do 2s i od 4 do 5s.

A 10 . Na slici je prikazan graf promjene struje tokom vremena u zavojnici s induktivnošću od 10 mH. Veličina EMF samoindukcije je 1)5mV; 2)50mV; 3)25mV; 4)6mV; 5)15mV.

A 11, Zavojnica žice prečnika 8 cm i otpora 0,01 Ohma nalazi se u jednoličnom magnetskom polju sa indukcijom Bi = 0,04 Tesla. Ravan zavojnice čini ugao α=30º sa vektorskim linijama IN. Koji će naboj q teći kroz zavoj ako se magnetsko polje isključi? 1)0,1 C; 2)0,01Kl 3)1Kl; 4)2Kl; 5)0,4Kl.

A12. U zavojnici s induktivnošću od 4 H struja je 3A. Kolika će biti jačina struje u ovoj zavojnici ako se energija magnetskog polja smanji za 3 puta?

1) 1,5 A; 2) 3A; 3) 2 A; 4) 1,73 A; 5) 2,14 A.

A13. U jednoličnom magnetskom polju nalazi se ravna zavojnica površine 50 cm 2 koja se nalazi okomito na polje. Koja će struja teći kroz zavoj ako se indukcija smanji sa konstantna brzina 0,01 T/s? Otpor zavojnice je 2 oma. 1)2,5∙10 5 A; 2) 10 -5 A; 3) 10 -4 A; 4) 10 -3 A; 5) 2,5∙10 4 A.

A14. Magnetni fluks kroz solenoid koji sadrži 1000 navoja žice smanjuje se ravnomjerno brzinom od 30 mWb/s. Indukovana emf u solenoidu je 1) 120V; 2) 150 V; 3) 12 V; 4) 60 V; 5) 30 V,

A15. Zatvoreni provodnik u obliku kvadrata ukupne dužine ℓ a otpor R se nalazi u horizontalnoj ravni i nalazi se u vertikalnom magnetskom polju sa indukcijom B. Ako se povlačenjem suprotnih uglova kvadrata provodnik presavije na pola, tada će kroz provodnik teći naelektrisanje q

1) q=Bℓ 2 /4R; 2)R / B∙ (ℓ/4) 2 ; 3) B / R∙ (ℓ/4) 2: ; 4) Bℓ 2 / R; 5)Bℓ 2 /2R

A16 . U jednoličnom magnetskom polju sa indukcijom od 5 Tesla, zavojnica od 10 zavoja rotira jednoliko. Površina poprečnog presjeka zavojnice je 100 cm2. Os rotacije je okomita na os zavojnice i vektor IN. Ugaona brzina rotacije zavojnice je 10 s -1. Maksimalna emf u zavojnici je 1)1 V; 2) 2,5 V; 3) 5 V; 4) 10 V; 5) 20 V.

A
17 . Odrediti energiju magnetskog polja solenoida u kojem se, pri jakosti struje od 5 A, pojavljuje magnetski tok od 1 Wb. 1)0.bJ; 2)2J; 3)2.5J; 4)1,25J; 5) 5 J.
U 1. Kolika bi trebala biti induktivnost induktora (u H) tako da pri jakosti struje od njegov namotaj jednak 2A, ispostavilo se da je energija magnetnog polja jednaka 200 J?

U 2. Ako struja u kalemu od 15 H varira s vremenom kao što je prikazano na grafikonu, onda maksimalna vrijednost Samoindukovana emf in

kalem je jednak (u Wb):

U 3. Flat coil bakrene žice With otpornost 1,7∙10 -8 Ohm∙m nalazi se u magnetskom polju čije su linije sile okomite na ravan zavojnice. Prečnik zavojnice je 20 cm, prečnik žice zavojnice je 2 mm. Kroz zavojnicu teče struja od 10 A. Brzina promjene magnetske indukcije ∆B/ ∆t je jednaka (u mT/s).

2. Iz automobila je skinut teret čija je masa 5 puta veća od mase samog automobila. Koliko se puta mijenja impuls automobila ako je neopterećen?

nastavio da se kreće istom brzinom kao prije istovara?
A) povećan za 5 puta B) smanjen za 5 puta
C) smanjen za 6 puta D) nije se promijenio

1) koliko puta se mora smanjiti masa opružnog klatna da bi se period oscilovanja smanjio za 4 puta 2) Kolika je količina toplote

potrebno je potrošiti za zagrijavanje komada leda težine 0,2 kg od -10C do tačke topljenja?

3) kada sunčeva svetlost udari u kapi kiše, formira se duga, pruge se pojavljuju u dugi različite boje uzrokovano kojim fenomenom?

4) Dva aluminijska vodiča iste dužine imaju različite površine poprečnog presjeka: površina poprečnog presjeka prvog provodnika je 0,5 mm kvadratnih, a drugog provodnika 4 mm kvadratnih. Koji provodnik ima veći otpor i za koliko puta?

Prilikom odgovaranja navedite broj pitanja, hvala.

1. Električna struja se zove... A). kretanje elektrona. B). uređeno kretanje naelektrisanih čestica. B). uređeno kretanje elektrona. 2.

Da biste stvorili električnu struju u provodniku, morate... A). stvoriti električno polje u njemu. B). stvaraju električne naboje u njemu. B). odvojeni električni naboji u njemu. 3. Koje čestice stvaraju električnu struju u metalima? A). Slobodni elektroni. B). Pozitivni joni. B). Negativni joni. ^ 4. Koji efekat struje se koristi u galvanometrima? A. Thermal. B. Hemijski. B. Magnetski. 5. Jačina struje u kolu električne peći je 1,4 A. Šta električni naboj prođe kroz poprečni presjek svoje spirale za 20 minuta? A). 3200 Kl. B). 1680 Cl. B). 500 Kl. ^ 6. Na kojem dijagramu (Sl. 1) je ampermetar ispravno priključen na kolo? A). 1. B). 2. B). 3. 7. Kada kroz provodnik prođe električni naboj od 6 C, izvrši se rad od 660 J. Koliki je napon na krajevima ovog provodnika? A). 110 V. B). 220 V.V). 330V. ^ 8. Na kojem dijagramu (slika 2) je voltmetar ispravno priključen na kolo? A). 1. B). 2. 9. Dva pramena bakrene žice istog poprečnog preseka imaju dužinu 50, odnosno 150 m. Koji od njih ima veći otpor i za koliko? A). Prvi je 3 puta. B). Drugi je 3 puta. ^ 10. Kolika je jačina struje koja prolazi kroz niklovanu žicu dužine 25 cm i poprečnog presjeka 0,1 mm2, ako je napon na njenim krajevima 6 V? A). 2 A. B). 10 A. B). 6 A

4. Ne možemo vidjeti elektrone koji se kreću u metalnom provodniku. Možemo suditi o prisutnosti električne struje u strujnom kolu prema efektima struje. Koji

zar radnje nisu uzrokovane električnom strujom? A) termalni; B) mehanički; C) magnetni; D) hemijski. 5. U stara vremena, pretpostavljalo se da se i pozitivni i negativni električni naboji mogu kretati u svim provodnicima. Kretanje kojih čestica u električnom polju smatra se smjerom struje? A) pozitivni naboji; B) elektroni; C) neutroni; D) negativni joni. 6. Amper Andre Marie - francuski fizičar i matematičar. Stvorio je prvu teoriju koja je izrazila vezu između električnih i magnetskih fenomena. Amper ima hipotezu o prirodi magnetizma. I koji je koncept prvi put uveo u fiziku?A) jačina struje; B) električna struja; C) elektron; D) električni naboj. 7. Rad koji vrše sile električnog polja koje stvara električnu struju naziva se rad struje. Zavisi od jačine struje. Ali rad ne zavisi samo od trenutne snage. Od koje druge količine zavisi? A) napon; B) moć; C) količina toplote; D) brzina. 8. Za mjerenje napona na polovima izvora struje ili na nekom dijelu kola koristi se uređaj koji se zove voltmetar. Mnogo voltmetara izgled veoma sličan ampermetrima. Da bi se razlikovao od drugih uređaja, na skali se stavlja slovo V. Ali kako je voltmetar spojen na kolo? A) paralelno; B) sekvencijalno; C) strogo iza baterije; D) spojen na ampermetar. 9. Ovisnost jačine struje o svojstvima provodnika objašnjava se činjenicom da različiti provodnici imaju različit električni otpor. Od čega otpor ne zavisi? A) iz razlika u strukturi kristalne rešetke; B) po težini; C) po dužini; D) od površine poprečnog presjeka. 10. Postoje dva načina povezivanja provodnika: paralelni i serijski. Vrlo zgodan za korištenje paralelna veza potrošača u svakodnevnom životu i tehnologiji. Koja je električna veličina ista za sve paralelno spojene provodnike: A) jačinu struje; B) napon; C) vrijeme; D) otpor. 11. Za 5 s kretanja tijelo pređe put od 12,5 m. Koju će udaljenost preći tijelo za 6 s kretanja, ako se tijelo kreće konstantnim ubrzanjem? A) 25 m; B) 13 m; C) 36 m; D) 18 m. 12. Učenik je jednu trećinu puta prešao autobusom brzinom od 60 km/h, a drugu trećinu puta biciklom brzinom od 20 km/h. Posljednja trećina puta pređena je brzinom od 5 km/h. Odredite prosječnu brzinu kretanja. A) 30 km/h; B) 10 km/h; C) 283 km/h; D) 11,25 km/h. 13. Za gustinu vode uzima se 1000 kg/m3, a za gustinu leda 900 kg/m3. Ako ledenica pluta, strši 50 m3 iznad površine vode, koliki je volumen cijele ledene plohe? A) 100 m3; B) 200 m3; C) 150 m3; D) 500 m3. 14. Tegovi i () su pričvršćeni na krajeve tanke šipke dužine L. Šipka je okačena na navoj i postavljena vodoravno. Odrediti rastojanje x od mase m1 do tačke ovjesa niti. Zanemarite masu štapa A) x = (L∙m2) / (m1 – m2); B) x = (L∙m2) / (m1 + m2); C) x = (L∙m1) / (m1 – m2); D) x = (L∙m1) / (m1 + m2). 15. Penjači se penju na vrh planine. Kako se mijenja Atmosferski pritisak kako se sportisti kreću? A) će se povećati; B) neće se promijeniti; C) nema tačnog odgovora. D) će se smanjiti;

Višepolni alternatori

Ako rotor generatora ima jedan par polova (vidi sliku 18.4), tada se ispostavlja da je frekvencija EMF inducirane u generatoru jednaka frekvencija rotacije rotora, jer jedna rotacija rotora odgovara jednom periodu indukovanog EMF-a. Da bi se dobio EMF sa frekvencijom n = 50 Hz, motor koji pokreće rotor generatora sa jednim parom polova mora se okretati frekvencijom od 50 o/s . Neki motori (kao što su vodene turbine) ne mogu postići ove brzine. Dakle, pored generatora sa jednim parom polova, višepolna generatori kod kojih rotor ima nekoliko pari polova.

Rice. 18.5

Na sl. Slika 18.5 prikazuje dijagram uređaja generatora: 1 – fiksno sidro, 2 – rotirajući induktor, 3 – klizni prstenovi; 4 – po njima klize četke.

U prisustvu P parova polova, frekvencija indukovane emf u generatoru je jednaka

n= itd, (18.1)

Gdje P- frekvencija rotacije; R– broj parova polova induktora generatora.

Reader: Ne razumijem kako broj parova polova može utjecati na frekvenciju EMF-a! Na kraju krajeva, frekvencija EMF-a mora biti jednaka frekvenciji rotacije rotora, jer ako je F = F 0 sinw t, tada je ℰ = –F t¢ = wF 0 cosw t! A kosinusni argument ni na koji način ne zavisi od broja polova.

Razmotrite dva položaja okvira (pogled odozgo) (slika 18.6, b I V) u ovoj oblasti. Imajte na umu da zbog simetrije kola, magnetni tok kroz okvir u slučaju na sl. 18.6, b potpuno isto kao u slučaju na sl. 18.6 V. Odnosno, dva položaja okvira koji se međusobno razlikuju po rotaciji (360:2) = 180° „sa tačke gledišta“ protoka koji probija okvir su apsolutno identični. To znači da je period promjene fluksa smanjen za točno 2 puta, pa se frekvencija promjene fluksa (a samim tim i inducirana emf) povećala za 2 puta.

Druga stvar je da, uzimajući u obzir složeniju geometriju ovog kola zakon, duž koje se mijenja protok kroz okvir, složeniji od F = F 0 sinw t.

Rice. 18.8

Na sl. 18.8 prikazuje rotirajući generator induktora 1 (rotor) i armatura (stator) 2 , u čijem se namotu indukuje struja. Lako je vidjeti da ako postoji veliki broj parova polova ( R> 2) period EMF je jednak vremenu potrebnom za rotaciju rotora kroz dio kruga koji zauzima jedan par polova. Ako je u statoru R parova polova, tada je period jednak vremenu rotacije za .

Problem 18.2. Rotor alternatora ima 12 pari polova i rotira se frekvencijom od 1500 okretaja u minuti. Kolika je frekvencija električne struje? Koliko puta u sekundi ova struja promijeni smjer?

Odgovori:n= itd= 300 Hz; 600 puta u sekundi.

Ovaj pojam „naizmjenična električna struja“ treba shvatiti kao struju koja se mijenja tokom vremena na bilo koji način, u skladu sa konceptom „promjenjive količine“ koji je uveden u matematiku. Međutim, termin "izmjenična električna struja" ušao je u elektrotehniku ​​i označava električnu struju koja varira u smjeru (za razliku od ), a samim tim i po veličini, budući da je fizički nemoguće zamisliti promjene u smjeru električne struje bez odgovarajućih promjena u veličini. .

Kretanje elektrona u žici, prvo u jednom smjeru, a zatim u drugom, naziva se jedna oscilacija naizmjenične struje. Nakon prve oscilacije slijedi druga, zatim treća itd. Kada struja oscilira u žici oko nje, javlja se odgovarajuća oscilacija magnetnog polja.

Vrijeme jedne oscilacije naziva se period i označava se slovom T. Period se izražava u sekundama ili u jedinicama djelića sekunde. Tu spadaju: hiljaditi dio sekunde - milisekunda (ms), jednaka 10 -3 s, milioniti dio sekunde - mikrosekunda (μs), jednaka 10 -6 s, i milijarditi dio sekunde - nanosekunda (ns), jednako 10 -9 s.

Važna veličina koja karakteriše je frekvencija. Predstavlja broj oscilacija ili broj perioda u sekundi i označava se slovom f ili F. Jedinica frekvencije je herc, nazvana po njemačkom naučniku G. Hertzu i skraćena kao Hz (ili Hz). Ako se jedna potpuna oscilacija dogodi u jednoj sekundi, tada je frekvencija jednaka jednom hercu. Kada se u jednoj sekundi dogodi deset oscilacija, frekvencija je 10 Hz. Učestalost i period su recipročni:

I

Na frekvenciji od 10 Hz, period je 0,1 s. A ako je period 0,01 s, tada je frekvencija 100 Hz.

Učestalost - najvažnija karakteristika naizmjenična struja.Električne mašine i uređaji naizmenične struje mogu normalno da rade samo na frekvenciji za koju su projektovani. Paralelni rad električni generatori i stanice uključene dijeljena mreža moguće samo na istoj frekvenciji. Stoga je u svim zemljama frekvencija naizmjenične struje koju proizvode elektrane normirana zakonom.

IN električna mreža AC frekvencija je 50 Hz. Trenutno pedeset puta po prođe sekunda u jednom smjeru i pedeset puta u suprotnom smjeru. Dostigne sto puta u sekundi amplitudna vrijednost i postaje sto puta jednaka nuli, odnosno mijenja smjer stotinu puta pri prolasku null vrijednost. Lampe spojene na mrežu zatamne se stotinu puta u sekundi i bljesne jače isto toliko puta, ali oko to ne primjećuje, zahvaljujući vizualnoj inerciji, odnosno sposobnosti zadržavanja primljenih utisaka oko 0,1 s.

Prilikom izračunavanja naizmjeničnim strujama koristi se i kutna frekvencija, jednaka je 2pif ili 6,28f. Trebalo bi biti izraženo ne u hercima, već u radijanima po sekundi.

Na prihvaćenoj frekvenciji industrijska struja 50 Hz Maksimalni mogući broj obrtaja generatora je 50 o/min (p = 1). Za ovaj broj obrtaja su napravljeni turbogeneratori, odnosno generatori na parne turbine. Brzina hidrauličnih turbina i hidrauličnih generatora koje pokreću ovisi o tome prirodni uslovi(prvenstveno od pritiska) i široko fluktuira, ponekad se smanjuje na 0,35 - 0,50 o/min.

Broj obrtaja ima veliki uticaj on ekonomski pokazatelji automobili - dimenzije i težinu. Hidrogeneratori sa nekoliko obrtaja u sekundi imaju spoljni prečnik 3 - 5 puta veći i višestruko teži od turbogeneratora iste snage sa n = 50 o/s. Kod modernih generatora naizmjenične struje njihov magnetni sistem rotira, a provodnici u kojima se indukuje emf postavljaju se u stacionarni dio mašine.

Naizmjenične struje se obično dijele po frekvenciji. Struje sa frekvencijom manjom od 10.000 Hz nazivaju se struje niske frekvencije (LF struje). Ove struje imaju frekvenciju koja odgovara frekvenciji različite zvukove ljudski glas ili muzički instrumenti, pa se zbog toga inače nazivaju strujama audio frekvencije (osim struja frekvencije ispod 20 Hz, koje ne odgovaraju audio frekvencije). U radiotehnici, NF struje se široko koriste, posebno u radiotelefonskom prijenosu.

kako god glavna uloga u radio komunikacijama prenose naizmjenične struje frekvencije veće od 10.000 Hz, tzv. visoka frekvencija, ili radio frekvencije (HF struje). Jedinice koje se koriste za mjerenje frekvencije ovih struja su kiloherci (kHz), jednaki hiljadu herca, megaherci (MHz), jednaki milionu herca, i gigaherci (GHz), jednaki milijardu herca. Inače, kiloherci, megaherci i gigaherci se označavaju sa kHz, MHz, GHz. Struje sa frekvencijom od stotine megaherca i više nazivaju se struje ultra-visoke ili ultravisoke frekvencije (mikrovalne i UHF).

Radio stanice rade koristeći naizmenične struje HF sa frekvencijom od stotine kiloherca i više. U modernoj radiotehnici koriste se struje s frekvencijom od milijardi herca za posebne namjene, a postoje instrumenti koji omogućavaju precizno mjerenje tako ultravisokih frekvencija.