Već smo na početku prethodnog poglavlja govorili o tome da se u modernoj tehnologiji koriste gotovo isključivo indukcijski generatori. električna struja, tj. strojevi u kojima e. itd. sa. nastaje kao rezultat procesa elektromagnetske indukcije. Stoga se riječ "indukcija" obično izostavlja i jednostavno se govori o električnim generatorima, odnosno ovim indukcijskim generatorima.

U § 138 raspravljali smo najjednostavniji model indukcijski generator i pokazao da e. d. stranica koja nastaje u zavojnici koja rotira u magnetskom polju je promjenjiva; stoga je i struja dobivena iz indukcijskog generatora promjenjiva, osim ako se ne poduzmu posebne mjere da se ona ispravi, odnosno pretvori u stalnu, ili istosmjernu, struju koja ne mijenja svoj smjer. Naravno, moderni tehnički generatori, često građeni za ogromne kapacitete (do 200-400 tisuća kilovata u jednom stroju), neusporedivo su kompliciraniji od našeg modela. Takav auto sa svima dodatni uređaji za kontrolu i reguliranje njezina rada, za zaštitu od nesreća, za distribuciju struje između potrošača itd., vrlo je složena tehnička struktura (sl. 322). Međutim, na našem jednostavnom modelu mogu se razlikovati svi njegovi glavni dijelovi, koji su temeljno potrebni za rad bilo kojeg generatora, ma koliko složen bio. Ti dijelovi su: a) induktor – magnet ili elektromagnet koji stvara magnetsko polje; b) armatura - namot u kojem se pri promjeni magnetskog toka stvara inducirani e. itd.; c) klizni prstenovi i kontaktne ploče (četke) koje klize po njima, uz pomoć kojih se struja uklanja ili dovodi do rotacionog dijela generatora. Rotirajući dio naziva se rotor generatora, a stacionarni dio naziva se stator.

Riža. 322. Snažni indukcijski generator

U našem modelu, npr. itd. sa. indukcija je nastala kada se armatura rotirala u polju induktora, odnosno armatura je bila rotor, a induktor stator. Ali, naravno, možete, naprotiv, rotirati induktor, a armaturu ostaviti da miruje. Dakle, i rotor i stator mogu djelovati kao induktor ili kao armatura. U oba slučaja, rotor mora biti opremljen kliznim prstenovima i četkama, koji tijekom rotacije stvaraju kontinuirani kontakt. Jasno je, međutim, da je prikladnije kroz takve klizne kontakte provući relativno malu struju potrebnu za magnetiziranje induktora. Struja koja nastaje u armaturi velikog generatora dostiže ogromnu snagu i prikladnije je uzeti ovu struju iz stacionarnih zavojnica koje ne zahtijevaju klizni kontakti... Stoga u snažnim generatorima radije koriste stator kao armaturu, a rotor kao induktor.

Kako bi primili velike magnetske tokove kroz namote armature, i stoga Velike promjene od tih tokova, armatura je opskrbljena željeznom jezgrom čiji su krajevi oblikovani tako da između polova magneta i jezgre ostaje samo mali razmak koji je neophodan za rotaciju. Elektromagneti se gotovo uvijek koriste u tehničkim generatorima kao induktor koji stvara magnetsko polje (slika 323). Samo u vrlo rijetkim slučajevima, pri projektiranju generatora male snage, kao induktori se koriste trajni magneti. To se radi, na primjer, u takozvanim magneto - malim generatorima koji se koriste u nekim vrstama motora s unutarnjim izgaranjem za paljenje s iskrom zapaljive smjese u cilindrima motora.

Riža. 323. Zavojnica namotana na željeznu jezgru rotira se u polju elektromagneta. Magnetski tok kroz zavojnicu: a) je velik; b) mali. Kada se zavojnica okreće, mijenja se magnetski tok i u njemu se inducira izmjenična struja.

Na sl. 324 prikazuje strujni krug, a sl. 325 opći pogled na generator naizmjenična struja s rotirajućim induktorom i fiksnom armaturom. Rotor (induktor) ovog generatora prikazan je zasebno na Sl. 326. Kao što vidite, ovaj rotor je cilindar s izbočinama na koje se stavljaju zavojnice. Namoti na tim zavojnicama, kroz koje se D.C., stvarajući magnetsko polje, spojeni su tako da na zasebnim izbočinama imamo naizmjenično sjeverni i južni pol elektromagneta (sl. 327). Broj parova ovih polova obično je prilično velik: 4, 6, 8, ... To se radi iz sljedećih razloga.

Riža. 324. Šema generatorskog uređaja: 1 - fiksna armatura, 2 - rotirajući induktor,

3 - klizni prstenovi, 4 - četke koje klize po njima

Riža. 325. Opći oblik alternator s unutarnjim polovima. Rotor je induktor, a stator je armatura

Riža. 326. Rotor (induktor) alternatora s unutarnjim polovima. Osovina rotora s desne strane prikazuje rotor pomoćnog stroja, koji osigurava istosmjernu struju za napajanje induktora.

Riža. 327. Rotirajući induktor generatora 1 (rotor) i armatura (stator) 2, u čijem se namotu inducira struja

Kad bismo u induktoru imali samo jedan par polova, tada bi period izmjenične struje odgovarao vremenu jednog potpunog okretaja rotora. Dakle, za dobivanje izmjenične struje s frekvencijom od 50 Hz, rotor bi se morao okretati frekvencijom od 50 okretaja u sekundi, odnosno 3000 okretaja u minuti, što nije uvijek tehnički izvedivo za velike strojeve. Ako ima veliki broj parova polova, trenutni period odgovara vremenu potrebnom da se rotor okrene kroz dio kruga koji zauzima jedan par polova. Tako je, na primjer, u prisutnosti 6 pari polova dovoljno rotor rotirati frekvencijom od 500 o/min kako bi se dobila izmjenična struja frekvencije 50 Hz.

167.1. Rotor alternatora ima 12 parova polova i okreće se pri 1500 o/min. Kolika je frekvencija električne struje? Koliko puta u sekundi ova struja promijeni smjer?

Stoga ove generatore obično pokreću relativno spore vodene turbine ili motori s unutarnjim izgaranjem. 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 u utorima položen namot. To je povoljnije pri velikim brzinama vrtnje, jer izbočine na rotoru stvaraju zračne vrtloge i povećavaju mehaničke gubitke.

Oblik stupova na izbočinama rotora posebno je proračunat tako da e. itd. sa. mijenjao tijekom vremena prema sinusnom zakonu, odnosno tako da je oblik napona i struje koji daje generator bio sinusni.

Stator generatora - njegov stacionarni dio - je željezni prsten, u čijim su žljebovima položeni namoti armature. Kako bi se smanjili gubici zbog Foucaultovih struja (§ 143), ovaj prsten nije napravljen čvrstim, već se sastoji od zasebnih tankih željeznih listova, izoliranih jedan od drugog.

167.2. Na sl. 328 je shematski prikaz presjeka generatora u kojem su i zavojnice polja I i indukcijske zavojnice II namotane, kao što je prikazano, na stator, a rotor ima oblik zupčanika i ne nosi nikakve zavojnice. Objasni zašto se u ovom slučaju indukcijska struja javlja u zavojnicama II?

Riža. 328. Vježba 167.2

13. /20.Magnetno polje.doc
14./21.Lorentzova sila.doc
15./22.Lenzovo pravilo.doc
16./23.vibracije i valovi.doc
17./23.dok
18./24 Swingarms.doc
19./24.dok
20./25.El.m broj i valovi.doc
21. / 26. Izmjenična struja.doc
22./27.odraz i lom.doc
23./28.Objektiv.doc
24./29.Valna optika.doc
25./3.povratak.doc
26./30.quants.doc
27./31.Zgrada kernela.doc
28./32.STO.doc
29./4. Newtonovi zakoni.doc
30./5.Z-n Sunce tereta.doc
31./6.Puls,ZSI.doc
32./7.ZSE.doc
33./8.Statika.doc
34./9.Hidrostatika.doc Ravnomjerno translacijsko gibanje
Test 12. Primjena prvog zakona termodinamike na procese u idealnom plinu. Učinkovitost toplinskog motora
Gustoća: specifična toplina: specifična toplina isparavanja
Coulombov zakon. Električno polje
Test 15. Potencijal električnog polja
Test 16. Električni kapacitet A1
Ohmov zakon za dio lanca
Ohmov zakon za kompletan krug. Eds
Test 2 Jednako ubrzano kretanje
Test 20. Magnetno polje. Amperov zakon
Test 21. Kretanje nabijenih čestica u magnetskom polju. Lorentzova sila. A1
Faradayev zakon. Lenzovo pravilo, induktivnost. Samoindukcija
Test 23. Osnovni pojmovi teorije oscilacija. Valovi. A1
Test 23. Osnovni pojmovi teorije oscilacija. Valovi. 441
Test 24. Mehaničke vibracije i valovi. Matematičko i opružno njihalo. A1
Test 24. Mehaničke vibracije i valovi. Matematičko i opružno njihalo. 460
Test 25. Elektromagnetske vibracije i valovi A1
Ispitivanje 26. Izmjenična struja A1
Test 27. Zakoni refleksije i loma A1
Test 28. Leće. Al
Test 29. Optika valova A1
Test 3 Rotacijski pokret
Test 30. Svjetlosni kvanti. Foto efekt. 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 duljine i vremenskih intervala. Veza između mase i energije. A1
Testirajte Newtonove zakone. Snage
Zakon univerzalne gravitacije. Težina. Dimenzija gravitacijske konstante u si sustavu 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. Vlast. Dimenzija impulsa sile u si sustavu može se predstaviti kao 1 N ∙ m; 2 H ∙ s; 3 N/s; 4 N/m; 5 N / m, kretanje tijela težine 2 kg opisano je jednadžbom X = 30
Test zakona očuvanja u mehanici. Energetske transformacije
Statički test. Uvjeti ravnoteže
Hidrostatički test
preuzmi doc

Test 22. Elektromagnetski indukcija. Faradayev zakon.

Lenzovo pravilo, induktivnost. Samoindukcija

A1... Vremenska ovisnost magnetskog toka F, koji prodire u petlju, prikazana je na Sl. Što jednaka struja u petlji ako mu je otpor 1 ohm?

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

A2... Zabave a jedan i b druge kvadratne konture koje leže u istoj ravnini, u kojoj se pri istoj brzini promjene indukcije magnetsko polje probijajući ove konture, pojavljuje se indukcijski EMF, odnosno 16V odnosno 4V. međusobno su povezani omjerom: l) a = 8b; 2) a = 4b; 3) a = 2b; 4) a = 0,5b; 5) a = 0,25b.

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

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

A4... U jednoličnom magnetskom polju, čija je indukcija 1 T, kreće se vodič duljine 1 m. Brzina vodiča je 15m/s i usmjerena je okomito na magnetsko polje. EMF inducirana u vodiču je 1) 1,5 V; 2) 0,15 V; 3) 15 V; 4) 1,5 ∙ 10 2 V; 5) 6,28 V.

A5... U vertikalnom homogenom magnetskom polju s indukcijom B, šipka duljine ℓ rotira se u horizontalnoj ravnini s konstantnom frekvencijom ν. Os rotacije prolazi kroz kraj šipke. EMF indukcije koja nastaje u štapu nalazi se formulom 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... Koliki je prosječni EMF koji se javlja u zavojnici od 400 zavoja ako se magnetski tok promijeni za 0,8 Vb u 0,2 s? 1) 800 V; 2) 40 V; 3) 3,2 kV; 4) 1,6 kV; 5) 4,8 kV.

A7. Odredite induktivitet zavojnice ako se, kada se struja u njemu promijeni od 1A do 5A za 0,2 s, u zavojnici pojavi EMF samoindukcije jednak 20V. 1) IH; 2) 2H; 3) 3Gn; 4) 0,5H; 5) 10H.

A8 ... Jačina struje u svitku duljine 0,6 m i površine poprečnog presjeka od 4 cm 2 s induktivitetom 4 ∙ 10 -2 H jednaka je 1,55 A. Kolika je volumetrijska gustoća energije magnetskog 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/m 3; 5) 4 ∙ 10 3 J / m 3

A9... Svitak žice je u magnetskom polju, a njegovi krajevi su zatvoreni za ampermetar. Vrijednost magnetske indukcije pile mijenja se tijekom vremena prema grafikonu na sl. U kojem će vremenskom razdoblju ampermetar pokazati prisutnost električne struje u petlji? 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 5 s; 4) od 2 do 3 s; 5) od 1 do 2s i od 4 do 5s.

A 10 ... Na slici je prikazan graf promjene jakosti struje tijekom vremena u zavojnici s induktivitetom od 10mH. Vrijednost EMF-a samoindukcije je 1) 5mV; 2) 50mV; 3) 25mV; 4) 6mV; 5) 15 mV.

A 11, Žičana petlja promjera 8 cm i otpora od 0,01 Ohma nalazi se u jednoličnom magnetskom polju s indukcijom Bi = 0,04 T. Ravnina petlje čini kut α = 30º s linijama vektora V. Koji će naboj q teći kroz petlju ako se magnetsko polje isključi? 1) 0,1 Cl; 2) 0,01C 3) 1C; 4) 2Cl; 5) 0,4 Cl.

A12. U zavojnici s induktivitetom od 4 H struja je 3A. Kolika će biti jakost 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 postoji ravan zavoj s površinom od 50 cm 2, smješten okomito na polje. Koja će struja teći duž petlje ako se indukcija smanji sa konstantna brzina 0,01 T/s? Otpor petlje 2 Ohma. 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... Magnetski tok kroz solenoid koji sadrži 1000 zavoja žice jednoliko se smanjuje brzinom od 30 mVb/s. EMF indukcije u solenoidu je 1) 120V; 2) 150 V; 3) 12 V; 4) 60 V; 5) 30 V,

A15... Zatvoreni vodič u obliku kvadrata ukupne duljine ℓ a otpor R nalazi se u horizontalnoj ravnini i nalazi se u okomitom magnetskom polju s indukcijom B. Ako, povlačeći suprotne kutove kvadrata, presavijemo vodič na pola, tada će kroz vodič proteći naboj 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 s indukcijom od 5 T, zavojnica od 10 zavoja jednoliko se okreće. Površina poprečnog presjeka zavojnice je 100 cm 2. Os rotacije je okomita na os zavojnice i na vektor V... Kutna brzina rotacije zavojnice je 10 s -1, Maksimalni EMF u zavojnici je 1) 1 V; 2) 2,5 V; 3) 5V; 4) 10 V; 5) 20 V.

A
17 ... Odredite energiju magnetskog polja solenoida, u kojem se pri struji od 5 A javlja magnetski tok od 1Vb. 1) 0, bJ; 2) 2J; 3) 2,5 J; 4) 1,25 J; 5) 5 J.
U 1... Koliki bi trebao biti induktivitet prigušnice (u H), tako da pri jakosti struje od njegov namot, jednak 2A, ispostavilo se da je energija magnetskog polja jednaka 200 J?

U 2. Ako se struja u zavojnici s induktivitetom od 15 H mijenja tijekom vremena, kao što je prikazano na grafikonu, tada maksimalna vrijednost EMF samoindukcije u

zavojnica je jednaka (u Wb):

U 3... Ravno okretanje bakrene žice S otpornost 1,7 ∙ 10 -8 Ohm ∙ m nalazi se u magnetskom polju čije su linije sile okomite na ravninu petlje. Promjer zavojnice je 20 cm, promjer žice zavojnice je 2 mm. Duž petlje teče struja od 10 A, brzina promjene magnetske indukcije ∆B / ∆t je (u mT / s).

2. Iz automobila je skinut teret čija je masa 5 puta veća od mase samog automobila. Koliko se puta promijenio impuls automobila ako je nakon istovara

nastavio vožnju istom brzinom kao prije istovara?
A) povećana 5 puta B) smanjena 5 puta
C) smanjen za 6 puta D) nije se promijenio

1) koliko je puta potrebno smanjiti masu tereta opružnog njihala da se period titranja smanji za 4 puta 2) Kolika količina topline

potrebno je potrošiti za zagrijavanje komadića leda mase 0,2 kg od -10C do temperature topljenja?

3) kada sunčeva svjetlost udari u kapi kiše, formira se duga, pojava pruga u dugi različite boje zbog kojeg fenomena?

4) Dva aluminijska vodiča iste duljine imaju različite površine poprečnog presjeka: površina poprečnog presjeka prvog vodiča je 0,5 mm², a površina poprečnog presjeka drugog vodiča je 4 mm². Otpor kojeg od vodiča je veći i koliko puta?

Prilikom odgovora navedite broj pitanja, hvala.

1. Električna struja naziva se ... A). kretanje elektrona. B). uređeno kretanje nabijenih čestica. B). uređeno kretanje elektrona. 2.

Da biste stvorili električnu struju u vodiču, trebate ... A). stvoriti u njemu električno polje. 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 ioni. B). Negativni ioni. ^ 4. Koje se djelovanje struje koristi u galvanometrima? A. Toplinska. B. Kemijski. B. Magnetski. 5. Struja u strujnom krugu električne ploče za kuhanje je 1,4 A. Što električno punjenje prođe kroz presjek svoje spirale za 20 min? A). 3200 CL B). 1680 CL. B). 500 cl. ^ 6. Na kojem je dijagramu (slika 1) ampermetar ispravno uključen u krug? A). 1. B). 2. B). 3. 7. Kad kroz vodič prođe električni naboj jednak 6 C, izvrši se rad od 660 J. Koliki je napon na krajevima tog vodiča? A). 110 V. B). 220 V. V). 330V. ^ 8. Na kojem je dijagramu (slika 2) voltmetar ispravno uključen u krug? A). 1. B). 2. 9. Dvije zavojnice bakrene žice istog presjeka dugi su 50 odnosno 150 m. Koji od njih ima najveći otpor i koliko puta? A). Prvi je 3 puta. B). Drugi je 3 puta. ^ 10. Kolika je struja koja teče kroz nikalnu žicu duljine 25 cm i presjeka 0,1 mm2, ako je napon na njezinim krajevima 6 V? A). 2 A. B). 10 A. B). 6 A

4. Ne možemo vidjeti elektrone koji se kreću u metalnom vodiču. O prisutnosti električne struje u strujnom krugu možemo suditi po djelovanju struje. Koja vrsta

radnje se ne odnose na radnje koje uzrokuju električnu struju? A) toplinski; B) mehanički; C) magnetski; D) kemijski. 5. U antičko doba se pretpostavljalo da se i pozitivni i negativni električni naboji mogu kretati u svim vodičima. Gibanje kojih čestica u električnom polju uzima se za smjer struje? A) pozitivni naboji; B) elektroni; C) neutroni; D) negativni ioni. 6. Ampere André Marie - francuski fizičar i matematičar. Stvorio je prvu teoriju koja je izrazila vezu između električnih i magnetskih fenomena. Amper pripada hipotezi o prirodi magnetizma. I koji je pojam prvi put uveo u fiziku?A) jačina struje; B) električna struja; C) elektron; D) električni naboj. 7. Rad sila električnog polja koje stvara električnu struju naziva se rad struje. Ovisi o jačini struje. Ali rad ne ovisi o jednoj jakosti struje. O kojoj još vrijednosti ovisi? A) napon; B) moć; C) količina topline; D) brzina. 8. Za mjerenje napona na polovima izvora struje ili na nekom dijelu strujnog kruga koristi se uređaj koji se zove voltmetar. Mnogo voltmetara vanjski izgled vrlo su slični ampermetrima. Kako bi se razlikovao od drugih uređaja, na vagu se stavlja slovo V. Ali kako je voltmetar uključen u krug? A) paralelno; B) dosljedno; C) strogo iza baterije; D) spojiti na ampermetar. 9. Ovisnost jakosti struje o svojstvima vodiča objašnjava se činjenicom da različiti vodiči imaju različit električni otpor. O čemu ne ovisi otpor? A) iz razlike u strukturi kristalne rešetke; B) iz mase; C) od duljine; D) iz površine presjeka. 10. Postoje dva načina povezivanja vodiča: paralelni i serijski. Vrlo zgodan za korištenje paralelna veza potrošača u svakodnevnom životu i tehnologiji. Koja je od električnih veličina jednaka za sve paralelno spojene vodiče: A) jakost struje; B) napon; C) vrijeme; D) otpor. 11. Za 5 s gibanja tijelo prijeđe put jednak 12,5 m. Koji put će tijelo preći za 6 s kretanja, ako se tijelo giba konstantnim ubrzanjem? A) 25 m; B) 13 m; C) 36 m; D) 18 m. 12. Učenik je prešao trećinu puta autobusom brzinom od 60 km/h, drugu trećinu puta - biciklom brzinom od 20 km/h. Posljednju trećinu puta prevalili smo brzinom od 5 km/h. Odredite svoju prosječnu brzinu vožnje. A) 30 km/h; B) 10 km / h; C) 283 km / h; D) 11,25 km/h. 13. Gustoća vode uzima se jednakom 1000 kg / m3, a gustoća leda - 900 kg / m3. Ako ledenica pluta, strši 50 m3 iznad površine vode, koliki je onda volumen cijele ledene plohe? A) 100 m3; B) 200 m3; C) 150 m3; D) 500 m3. 14. Na krajevima tanke šipke duljine L učvršćeni su utezi i (). Šipka je obješena na navoj i postavljena je vodoravno. Odrediti udaljenost x od težine m1 do točke 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 tlak dok se sportaši kreću? A) će se povećati; B) neće se promijeniti; C) nema točnog odgovora. D) smanjit će se;

Višepolni alternatori

Ako rotor generatora ima jedan par polova (vidi sliku 18.4), tada se ispostavlja da je frekvencija EMF-a inducirana u generatoru jednaka frekvencija rotacije rotora, budući da jedan okret rotora odgovara jednom periodu induciranog EMF-a. Da bi se dobio EMF s frekvencijom n = 50 Hz, motor koji pokreće rotor generatora s jednim parom polova mora se okretati frekvencijom od 50 r/s . Neki motori (npr. vodene turbine) ne mogu postići ove brzine. Stoga, osim generatora s jednim parom polova, multipolarni generatori kod kojih rotor ima nekoliko pari polova.

Riža. 18.5

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

U prisutnosti P parova polova, frekvencija induciranog EMF-a u generatoru je jednaka

n = itd, (18.1)

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

Čitač: Ne razumijem kako broj parova polova može utjecati na frekvenciju EMF-a! Uostalom, frekvencija EMF bi trebala biti jednaka brzini rotora, jer ako je F = F 0 sinw t, tada je ℰ = –F t¢ = wF 0 cosw t! A argument kosinusa ne ovisi o broju polova.

Razmotrite dva položaja okvira (pogled odozgo) (slika 18.6, b i v) u ovom polju. Imajte na umu da zbog simetrije kruga, magnetski tok kroz okvir u slučaju na Sl. 18.6, b potpuno isto kao u slučaju na sl. 18.6 v... To jest, dva položaja okvira, koji se međusobno razlikuju rotacijom za (360: 2) = 180 ° "sa gledišta" toka koji prodire u okvir, apsolutno su isti. To znači da je period promjene toka smanjen za točno 2 puta, pa se frekvencija promjene toka (a time i indukcijski EMF) udvostručila.

Druga stvar je da, s obzirom na složeniju geometriju ovog kruga zakon, uz koje se mijenja protok kroz okvir, složeniji od F = F 0 sinw t.

Riža. 18.8

Na sl. 18.8 prikazuje rotirajući generator induktora 1 (rotor) i armatura (stator) 2 , u čijem se namotu inducira struja. Lako je provjeriti da u prisutnosti velikog broja parova polova ( R> 2) EMF period je jednak vremenu potrebnom za okretanje rotora kroz dio kruga koji zauzima jedan par polova. Ako je u statoru R parova polova, tada je period jednak vremenu okretanja po.

Zadatak 18.2. Rotor alternatora ima 12 parova polova i okreće se pri 1500 o/min. Kolika je frekvencija električne struje? Koliko puta u sekundi ova struja promijeni smjer?

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

Ovaj izraz "izmjenična električna struja" treba shvatiti kao struju koja se na bilo koji način mijenja u vremenu, u skladu s konceptom "promjenjive količine" uvedenom u matematiku. Međutim, izraz "izmjenična električna struja" ušao je u elektrotehniku ​​u značenju električne struje imputirane u smjeru (za razliku od), a time i po veličini, budući da je fizički nemoguće zamisliti promjene u smjeru električne struje bez odgovarajućih promjena u veličina.

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

Vrijeme jedne oscilacije naziva se period i označava se slovom T. Period se izražava u sekundama ili u jedinicama koje čine djelić sekunde. To uključuje: tisućiti dio sekunde - milisekunda (ms) jednaka 10 -3 s, milijunti dio sekunde - mikrosekunda (μs) jednaka 10 -6 s, i milijardni dio sekunde - nanosekunda (ns) jednako 10 -9 s.

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

i

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

Učestalost - bitna karakteristika naizmjenična struja.Električni strojevi i AC uređaji mogu normalno raditi samo na frekvenciji za koju su projektirani. Paralelni rad električni generatori i stanice na zajednička mreža moguće samo na istoj frekvenciji. Stoga je u svim zemljama frekvencija izmjenične struje koju proizvode elektrane zakonom normirana.

V električna mreža frekvencija izmjenične struje je 50 Hz. Trenutno pedeset puta po drugi ide u jednom smjeru i pedeset puta u drugom smjeru. Sto puta u sekundi doseže vrijednost amplitude i sto puta postaje jednaka nuli, tj. pri prolasku mijenja smjer stotinu puta nultu vrijednost... Svjetiljke spojene na mrežu gase se stotinu puta u sekundi i bljeskaju jače isto toliko puta, ali oko to ne primjećuje, zbog vizualne inercije, odnosno sposobnosti zadržavanja primljenih dojmova oko 0,1 s.

Prilikom izračunavanja s izmjeničnim strujama također koriste kutnu frekvenciju, jednaka je 2pif ili 6,28f. Ne bi se trebao izražavati u hercima, već u radijanima po sekundi.

Na primljenoj frekvenciji industrijska struja 50 Hz maksimalni mogući broj okretaja generatora - 50 r / s (p = 1). Za ovaj broj okretaja izgrađeni su turbinski generatori, tj. generatori koje pokreću parne turbine. O tome ovisi broj okretaja hidrauličnih turbina i hidrogeneratora koje one pokreću prirodni uvjeti(prvenstveno od tlaka) i fluktuira u širokim granicama, ponekad se smanjuje na 0,35 - 0,50 o/s.

Broj okretaja ima veliki utjecaj na ekonomski pokazatelji automobili - dimenzije i težina. Hidrogeneratori s nekoliko okretaja u sekundi imaju vanjski promjer 3 - 5 puta veći i njihova je težina višestruko veća od turbinskih generatora iste snage s n = 50 o/s. Kod suvremenih alternatora njihov magnetski sustav rotira, a vodiči u kojima se inducira emf postavljaju se u stacionarni dio stroja.

Izmjenične struje se obično dijele po frekvenciji. Struje s frekvencijom manjom od 10 000 Hz nazivaju se niskofrekventne struje (LF struje). Za ove struje, frekvencija odgovara frekvenciji različite zvukove ljudski glas ili glazbeni instrumenti, pa se 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.

ali glavnu ulogu u radiokomunikaciji provode izmjenične struje frekvencije veće od 10 000 Hz, tzv. visoka frekvencija, odnosno radio frekvencije (HF struje). Za mjerenje frekvencije ovih struja koriste se jedinice: kilohertz (kHz), jednak tisuću herca, megahertz (MHz), jednak milijun herca i gigahertz (GHz), jednak milijardu herca. Inače, kiloherci, megaherci i gigaherci označavaju kHz, MHz, GHz. Struje s frekvencijom od stotine megaherca i više nazivaju se struje ultravisoke ili ultravisoke frekvencije (UHF i UHF).

Radio postaje rade koristeći izmjenične struje HF s frekvencijom od stotine kiloherca i više. U suvremenoj radiotehnici za posebne namjene koriste se struje s frekvencijom od milijardi herca, a postoje uređaji koji mogu precizno mjeriti takve ultravisoke frekvencije.