Электрогенератор это физика: Электрические генераторы

Содержание

Урок физики на тему «Генераторы». 11-й класс

Цели урока:

  • продолжить изучение темы переменный ток;
  • объяснить устройство и принцип действия трехэлектродной лампы, виды и типы генераторов переменного тока;
  • продолжить формирование естественнонаучных представлений по изучаемой теме;
  • создавать условия для формирования познавательного интереса, активности учащихся;
  • способствовать развитию конвергентного мышления;
  • формирование коммуникативного общения.

Оборудование: интерактивный комплекс SMART Board Notebook, на каждом столе лежит “Сборник по физике” Г.Н. Степановой.

Метод ведения урока: беседа с использованием интерактивного комплекса SMART Board Notebook.

План урока:

  1. Оргмомент
  2. Проверка знаний, их актуализация (методом фронтального опроса)
  3. Изучение нового материала (каркасом нового материала является презентация)
  4. Закрепление
  5. Рефлексия

Ход урока

Ламповый генератор

Выше было рассмотрено применение трехэлектродной лампы в электронном усилителе. Однако триоды широко применяют и в ламповых генераторах, которые служат для создания переменных токов различной частоты.

Простейшая схема лампового генератора приведена на рис. 192. Основными его элементами являются триод и колебательный контур. Для питания нити накала лампы используется батарея накала Бн. В цепь анода включена анодная батарея Бa и колебательный контур, состоящий из катушки индуктивности Lк и конденсатора Cк, Катушка Lc включена в цепь сетки и связана индуктивно с катушкой Lк колебательного контура. Если зарядить конденсатор, а затем замкнуть его на катушку индуктивности, то конденсатор будет периодически разряжаться и заряжаться, а в цепи колебательного контура возникнут затухающие электрические колебания тока и напряжения. Затухание колебаний вызвано потерями энергии в контуре. Для получения незатухающих колебаний переменного тока необходимо периодически с определенной частотой добавлять энергию в колебательный контур с помощью быстродействующего устройства.

Таким устройством является триод. Если накалить катод лампы (см. рис. 192) и замкнуть анодную цепь, то в цепи анода появится электрический ток, который зарядит конденсатор Ск колебательного контура. Конденсатор, разряжаясь на катушку индуктивности Lк, вызовет в контуре затухающие колебания. Переменный ток, проходящий при этом через катушку Lк, индуктирует в катушке Lс переменное напряжение, воздействующее на сетку лампы и управляющее силой тока в цепи анода.

Когда на сетку лампы подается отрицательное напряжение, анодный ток в ней уменьшается. При положительном напряжении на сетке лампы в анодной цепи увеличивается ток. Если в этот момент на верхней пластине конденсатора Ск колебательного контура будет отрицательный заряд, то анодный ток (поток электронов) зарядит конденсатор и тем самым скомпенсирует потери энергии в контуре.

Процесс уменьшения и увеличения тока в анодной цепи лампы повторится во время каждого периода электрических колебаний в контуре.

Если при положительном напряжении на сетке лампы верхняя пластина конденсатора Ск заряжена положительным зарядом, то анодный ток (поток электронов) не увеличивает заряда конденсатора, а, наоборот, уменьшает его. При таком положении колебания в контуре не будут поддерживаться, а будут затухать. Чтобы этого не случилось, необходимо правильно включать концы катушек Lк и Lc и обеспечить этим своевременный заряд конденсатора. Если колебания в генераторе не возникают, то необходимо поменять местами концы одной из катушек.

Ламповый генератор является преобразователем энергии постоянного тока анодной батареи в энергию переменного тока, частота которого зависит от индуктивности катушки и емкости конденсатора, образующих колебательный контур. Нетрудно понять, что это преобразование в схеме генератора выполняет триод. Э. д. с., индуктируемая в катушке Lc током колебательного контура, периодически воздействует на сетку лампы и управляет анодным током, который в свою очередь с определенной частотой подзаряжает конденсатор, возмещая таким образом потери энергии в контуре.

Такой процесс повторяется многократно в течение всего времени работы генератора.

Рассмотренный процесс возбуждения незатухающих колебаний в контуре называют самовозбуждением генератора, так как колебания в генераторе сами себя поддерживают.

Генераторы переменного тока

Электрический ток вырабатывается в генераторах — устройствах, преобразующих энергию того или иного вида в электрическую энергию. К генераторам относятся гальванические элементы, электростатические машины, термобатареи, солнечные батареи и т.п. Область применения каждого из перечисленных видов генераторов электроэнергии определяется их характеристиками. Так, электростатические машины создают высокую разность потенциалов, но неспособны создать в цепи сколько-нибудь значительную силу тока. Гальванические элементы могут дать большой ток, но продолжительность их действия невелика. Преобладающую роль в наше время играют электромеханические индукционные генераторы переменного тока.

В этих генераторах механическая энергия превращается в электрическую. Их действие основано на явлении электромагнитной индукции. Такие 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, в которой индуцируется переменная ЭДС (в рассмотренной модели это вращающаяся рамка). Так как ЭДС, наводимые в последовательно соединенных витках, складываются, то амплитуда ЭДС индукции в рамке пропорциональна числу витков в ней. Она пропорциональна также амплитуде переменного магнитного потока Ф = BS через каждый виток. Для получения большого магнитного потока в генераторах применяют специальную магнитную систему, состоящую из двух сердечников, сделанных из электротехнической стали.

Обмотки, создающие магнитное поле, размещены в пазах одного из сердечников, а обмотки, в которых индуцируется ЭДС, — в пазах другого. Один из сердечников (обычно внутренний) вместе со своей обмоткой вращается вокруг горизонтальной или вертикальной оси. Поэтому он называется ротором. Неподвижный сердечник с его обмоткой называют статором. Зазор между сердечниками статора и ротора делают как можно меньшим. Этим обеспечивается наибольшее значение потока магнитной индукции. В больших промышленных генераторах вращается электромагнит, который является ротором, в то время как обмотки, в которых наводится ЭДС, уложены в пазах статора и остаются неподвижными. Дело в том, что подводить ток к ротору или отводить его из обмотки ротора во внешнюю цепь приходиться при помощи скользящих контактов. Для этого ротор снабжается контактными кольцами, присоединенными к концам его обмотки. Неподвижные пластины — щетки - прижаты к кольцам и осуществляют связь обмотки ротора с внешней цепью.
Сила тока в обмотках электромагнита, создающего магнитное поле, значительно меньше силы тока, отдаваемого генератором во внешнюю цепь. Поэтому генерируемый ток удобнее снимать с неподвижных обмоток, а через скользящие контакты подводить сравнительно слабый ток к вращающемуся электромагниту. Этот ток вырабатывается отдельным генератором постоянного тока (возбудителем), расположенным на том же валу. В маломощных генераторах магнитное поле создается вращающимся постоянным магнитом. В таком случае кольца и щетки вообще не нужны. Появление ЭДС в неподвижных обмотках статора объясняется возникновением в них вихревого электрического поля, порожденного изменением магнитного потока при вращении ротора.

Современный генератор электрического тока - это внушительное сооружение из медных проводов, изоляционных материалов и стальных конструкций. При размерах в несколько метров важнейшие детали генераторов изготовляются с точностью до миллиметра. Нигде в природе нет такого сочетания движущихся частей, которые могли бы порождать электрическую энергию столь же непрерывно и экономично.

Основные характеристики электротехнических материалов урок разработка презентация. Генератор переменного тока трансформатор производство передача и использование. Получение и передача переменного электрического тока Трансформатор. Устройства с постоянными магнитами для получения й электроэнергии. Получение электроэнергии при помощи генератора переменного тока. Доклад по дисциплине физика на тему применение трансформатором. Получение переменного тока с помощью индукционного генератора. Получение переменного тока с помощью индукционных генераторов. Генераторы переменного тока роль в производстве электроэнергии. Область применение промышленных генераторов переменного тока. Генераторы переменного тока и получения эдс переменного тока. Расчёт ЭДС в переменном магнитном поле.

Презентация.

Физика 8 класс. Источники электрического тока :: Класс!ная физика

Физика 8 класс. ИСТОЧНИКИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТОКА

Источник тока — это устройство, в котором происходит преобразование какого-либо вида энергии в электрическую энергию.
В любом источнике тока совершается работа по разделению положительно и отрицательно заряженных частиц, которые накапливаются на полюсах источника.
Существуют различные виды источников тока:

Механический источник тока

— механическая энергия преобразуется в электрическую энергию.


К ним относятся : электрофорная машина (диски машины приводятся во вращение в противоположных направлениях. В результате трения щеток о диски на кондукторах машины накапливаются заряды противоположного знака), динамо-машина, генераторы.

Тепловой источник тока

— внутренняя энергия преобразуется в электрическую энергию.


Например, термоэлемент — две проволоки из разных металлов необходимо спаять с одного края, затем нагреть место спая, тогда между другими концами этих проволок появится напряжение.
Применяются в термодатчиках и на геотермальных электростанциях.

Световой источник тока

— энергия света преобразуется в электрическую энергию.

Например, фотоэлемент — при освещении некоторых полупроводников световая энергия превращается в электрическую. Из фотоэлементов составлены солнечные батареи.
Применяются в солнечных батареях, световых датчиках, калькуляторах, видеокамерах.

Химический источник тока

— в результате химических реакций внутренняя энергия преобразуется в электрическую.

Например, гальванический элемент — в цинковый сосуд вставлен угольный стержень. Стержень помещен в полотняный мешочек, наполнен-ный смесью оксида марганца с углем. В элементе используют клейстер из муки на растворе нашатыря. При взаимодействии нашатыря с цинком, цинк приобретает отрицательный заряд, а угольный стержень — положительный заряд. Между заряженным стержнем и цинковым сосудом возникает электрическое поле. В таком источнике тока уголь является положительным электродом, а цинковый сосуд — отрицательным электродом.
Из нескольких гальванических элементов можно составить батарею.

Источники тока на основе гальванических элементов применяются в бытовых автономных электроприборах, источниках бесперебойного питания.
Аккумуляторы — в автомобилях, электромобилях, сотовых телефонах.


УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

Условное обозначение источника тока на электрической схеме

или батареи, состоящей из нескольких источников

Устали? — Отдыхаем!

реферат по физике — Физика — ФУ

Preview text

Генерирование электрической энергии Генератор – устройство превращающее энергию различного вида в электрическую. Генераторы вырабатывают электрический ток. Примеры генераторов: гальванические элементы, электростатические машины, солнечные батареи и др. В зависимости от характеристик применяются генераторы различных типов. Например, с помощью электростатических машин можно создать очень высокое напряжение, но при этом сила тока будет очень невелика. А с помощью гальванических элементов можно создать приемлемую силу тока, но они могут работать лишь непродолжительное время. Рассмотрим индукционный электромеханический генератор переменного тока. Генераторов такого типа много, но любой из них имеет общие основные детали.  Постоянный или электромагнит. С помощью него создается магнитное поле.  Обмотка. В ней индуцируется переменная ЭДС. Амплитуда ЭДС наводится в каждом витке обмотки. Так как витки соединены последовательно значения ЭДС будут складываться. ЭДС в рамке будет пропорциональна числу витков в обмотке. Для получения большого значения магнитного потока в генераторах делают специальную систему из двух сердечников. В пазах одного сердечника размещаются обмотки, которые создают магнитное поле, а в пазах другого, обмотки, в которых индуцируется ЭДС. Один из сердечников вращается, его называют ротором. Второй неподвижен и называется статором. Зазор между сердечниками стараются сделать как можно меньшим, чтобы увеличить поток вектора магнитной индукции. Ниже на рисунке представлена модель простейшего генератора Принцип действия генератора  В генераторе, модель которого представлена на рисунке выше, магнитное поле создается постоянным магнитом, а проволочная рамка вращается внутри него. В принципе, можно оставить рамку неподвижной и вращать магнит. От этого ничего бы не изменилось. В промышленных генераторах именно так и делается. Вращается электромагнит, а обмотки, в которых появляется ЭДС остаются неподвижными. Это связано с тем, что для того, чтобы подвести ток к ротору или снять с обмоток ротора, необходимо использовать скользящие контакты. Для этого используются щетки и контактные кольца. Сила тока, которая заставит вращаться ротор, много меньше, чем та, которую мы снимем с обмоток. Поэтому удобнее подводить ток к ротору, а снимать ток со статора. В генераторах малой мощности, для создания магнитного поля используют вращающийся постоянный магнит, тогда подводить ток к ротору вообще необязательно. И использовать щетки и кольца не нужно. При вращении ротора, в обмотках статора возникает ЭДС. Это происходит потому, что возникает вихревое электрическое поле. Современные генераторы это очень большие машины. Причем при таких размерах (несколько метров), некоторые важнейшие внутренние части изготавливаются с точность до миллиметра.   2 Первые трансформаторы с замкнутыми сердечниками были созданы в Англии в 1884 году братьями Джоном и Эдуардом Гопкинсон[4]. В 1885 г. венгерские инженеры фирмы «Ганц и К°» Отто Блати, Карой Циперновский и Микша Дери изобрели трансформатор с замкнутым магнитопроводом, который сыграл важную роль в дальнейшем развитии конструкций трансформаторов. Братья Гопкинсон разработали теорию электромагнитных цепей[3]. В 1886 году они научились рассчитывать магнитные цепи. Эптон, сотрудник Эдисона, предложил делать сердечники наборными, из отдельных листов, чтобы ограничить вихревые токи. Большую роль для повышения надежности трансформаторов сыграло введение масляного охлаждения (конец 1880-х годов, Д. Свинберн). Свинберн помещал трансформаторы в керамические сосуды, наполненные маслом, что значительно повышало надежность изоляции обмоток[6]. С изобретением трансформатора возник технический интерес к переменному току. Русский электротехник Михаил Осипович Доливо-Добровольский в 1889 г. предложил трёхфазную систему переменного тока с тремя проводами (трёхфазная система переменного тока с шестью проводами изобретенаНиколой Тесла, патент США № 381968 от 01.05.1888, заявка на изобретение № 252132 от 12.10.1887), построил первый трёхфазный асинхронныйдвигатель с короткозамкнутой обмоткой типа «беличья клетка» и трёхфазной обмоткой на роторе (трёхфазный асинхронный двигатель изобретён Николой Тесла, патент США № 381968 от 01.05.1888, заявка на изобретение № 252132 от 12. 10.1887), первый трёхфазный трансформатор с тремя стержнями магнитопровода, расположенными в одной плоскости. На электротехнической выставке во Франкфурте-на-Майне в 1891 г. ДоливоДобровольский демонстрировал опытную высоковольтную электропередачу трёхфазного тока протяжённостью 175 км. Трёхфазный генератор имел мощность 230 кВт при напряжении 95 кВ. Устройство и работа трансформатора Трансформатор состоит из двух катушек с проволочными обмотками. Эти катушки надевают на стальной сердечник. Сердечник не является монолитным, а собирается из тонких пластин. Одна из обмоток называется первичной. К этой обмотке подсоединяют переменное напряжение, которое идет от генератора, и которое нужно преобразовать. Другая обмотка называется вторичной. К ней подсоединяют нагрузку. Нагрузка это все приборы и устройства, которые потребляют энергию.  Работа трансформатора основана на явлении электромагнитной индукции. Когда через первичную обмотку проходит переменный ток, в сердечнике возникает переменный магнитный поток. А так как сердечник общий, магнитный поток индуцирует ток и в другой катушке. Работа трансформатора основана на двух базовых принципах: 4 1. Изменяющийся во времени электрический ток создаёт изменяющееся во времени магнитное поле(электромагнетизм) 2. Изменение магнитного потока, проходящего через обмотку, создаёт ЭДС в этой обмотке (электромагнитная индукция) На одну из обмоток, называемую первичной обмоткой, подаётся напряжение от внешнего источника. Протекающий по первичной обмотке переменный ток намагничивания создаёт переменный магнитный поток в магнитопроводе. В результате электромагнитной индукции, переменный магнитный поток в магнитопроводе создаёт во всех обмотках, в том числе и в первичной, ЭДС индукции, пропорциональную первой производной магнитного потока, при синусоидальном токе сдвинутой на 90° в обратную сторону по отношению к магнитному потоку. В некоторых трансформаторах, работающих на высоких или сверхвысоких частотах, магнитопровод может отсутствовать. Форма напряжения во вторичной обмотке связана с формой напряжения в первичной обмотке довольно сложным образом. Благодаря этой сложности удалось создать целый ряд специальных трансформаторов, которые могут выполнять роль усилителей тока, умножителей частоты, генераторов сигналов и т. д. Исключение — силовой трансформатор . В случае классического трансформатора переменного тока, предложенного П. Яблочковым, он преобразует синусоиду входного напряжения в такое же синусоидальное напряжение на выходе вторичной обмотки. ЭДС, создаваемая во вторичной обмотке, может быть вычислена по закону Фарадея, который гласит:   где  — напряжение на вторичной обмотке,  — число витков во вторичной обмотке,  — суммарный магнитный поток, через один виток обмотки. Если витки обмотки расположены перпендикулярно линиям магнитного поля, то поток будет пропорционален магнитному полю   и площади   через которую он проходит. ЭДС, создаваемая в первичной обмотке, соответственно: где  — мгновенное значение напряжения на концах первичной обмотки,  — число витков в первичной обмотке. Поделив уравнение   на  , получим отношение[9]: [10] 5 Конденсационные (КЭС, также используется старая аббревиатура ГРЭС). Конденсационной называют не комбинированную выработку электрической энергии; Теплофикационные (теплоэлектроцентрали, ТЭЦ). Теплофикацией называется комбинированная выработка электрической и тепловой энергии на одной и той же станции; КЭС и ТЭЦ имеют схожие технологические процессы. В обоих случаях имеется котёл, в котором сжигается топливо и за счёт выделяемого тепла нагревается пар под давлением. Далее нагретый пар подаётся в паровую турбину, где его тепловая энергия преобразуется в энергию вращения. Вал турбины вращает ротор электрогенератора — таким образом энергия вращения преобразуется в электрическую энергию, которая подаётся в сеть. Принципиальным отличием ТЭЦ от КЭС является то, что часть нагретого в котле пара уходит на нужды теплоснабжения; Ядерная энергетика. К ней относятся атомные электростанции (АЭС). На практике ядерную энергетику часто считают подвидом тепловой электроэнергетики, так как, в целом, принцип выработки электроэнергии на АЭС тот же, что и на ТЭС. Только в данном случае тепловая энергия выделяется не при сжигании топлива, а при делении атомных ядер в ядерном реакторе. Дальше схема производства электроэнергии ничем принципиально не отличается от ТЭС: пар нагревается в реакторе, поступает в паровую турбину и т. д. Из-за некоторых конструктивных особенностей АЭС нерентабельно использовать в комбинированной выработке, хотя отдельные эксперименты в этом направлении проводились; Гидроэнергетика. К ней относятся гидроэлектростанции (ГЭС). В гидроэнергетике в электрическую энергию преобразуется кинетическая энергия течения воды. Для этого при помощи плотин на реках искусственно создаётся перепад уровней водяной поверхности (т. н. верхний и нижний бьеф). Вода под действием силы тяжести переливается из верхнего бьефа в нижний по специальным протокам, в которых расположены водяные турбины, лопасти которых раскручиваются водяным потоком. Турбина же вращает ротор электрогенератора. Особой разновидностью ГЭС являются гидроаккумулирующие станции (ГАЭС). Их нельзя считать генерирующими мощностями в чистом виде, так как они потребляют практически столько же электроэнергии, сколько вырабатывают, однако такие станции очень эффективно справляются с разгрузкой сети в пиковые часы; Альтернативная энергетика. К ней относятся способы генерации электроэнергии, имеющие ряд достоинств по сравнению с «традиционными», но по разным причинам не получившие достаточного распространения. Основными видами альтернативной энергетики являются: Ветроэнергетика — использование кинетической энергии ветра для получения электроэнергии; Гелиоэнергетика — получение электрической энергии из энергии солнечных лучей; Общими недостатками ветро- и гелиоэнергетики являются относительная маломощность генераторов при их дороговизне. Также в обоих случаях обязательно нужны аккумулирующие мощности на ночное (для гелиоэнергетики) и безветренное (для ветроэнергетики) время; Геотермальная энергетика — использование естественного тепла Земли для выработки электрической энергии. По сути геотермальные станции представляют собой обычные ТЭС, на которых источником тепла для нагрева пара является не котёл или ядерный реактор, а подземные источники естественного тепла. Недостатком таких станций 7 является географическая ограниченность их применения: геотермальные станции рентабельно строить только в регионах тектонической активности, то есть, там, где естественные источники тепла наиболее доступны; Водородная энергетика — использование водорода в качестве энергетического топлива имеет большие перспективы: водород имеет очень высокий КПД сгорания, его ресурс практически не ограничен, сжигание водорода абсолютно экологически чисто (продуктом сгорания в атмосфере кислорода является дистиллированная вода). Однако в полной мере удовлетворить потребности человечества водородная энергетика на данный момент не в состоянии из-за дороговизны производства чистого водорода и технических проблем его транспортировки в больших количествах; Стоит также отметить альтернативные виды гидроэнергетики: приливную и волновую энергетику. В этих случаях используется естественная кинетическая энергия морских приливов и ветровых волн соответственно. Распространению этих видов электроэнергетики мешает необходимость совпадения слишком многих факторов при проектировании электростанции: необходимо не просто морское побережье, но такое побережье, на котором приливы (и волнение моря соответственно) были бы достаточно сильны и постоянны. Например, побережье Чёрного моря не годится для строительства приливных электростанций, так как перепады уровня воды Чёрном море в прилив и отлив минимальны. Использование электроэнергии Электрическая энергия используется почти повсеместно. Конечно, большая часть производимой электроэнергии приходится на промышленность. 2 *R*t . Так как снизить сопротивление до приемлемого уровня практически невозможно, то приходится уменьшать силу тока. Для этого повышают напряжение. Обычно на станциях стоят повышающие генераторы, а в конце линий передач стоят понижающие трансформаторы. И уже с них энергия расходится по потребителям. 8 Эффективное использование электроэнергии Первый способ требует затрат большого числа строительных и денежных ресурсов. На строительство одной электростанции тратится несколько лет. К тому же, например, тепловые электростанции потребляют много невозобновляемых природных ресурсов, и наносят вред окружающей природной среде. Использовать передовые технологии очень верное решение данной проблемы. К тому же необходимо избегать напрасных трат электроэнергии и свести неэффективное использование к минимуму. Потребность в электроэнергии постоянно увеличивается как в промышленности, на транспорте, в научных учреждениях, так и в быту. Удовлетворить эту потребность можно двумя основными способами. Самый естественный и единственный на первый взгляд способ — строительство новых мощных электростанций: тепловых, гидравлических и атомных. Однако строительство новой крупной электростанции требует нескольких лет и больших 10 затрат. Важно и то, что тепловые электростанции потребляют невозобновляемые природные ресурсы: уголь, нефть и газ. Одновременно они наносят большой ущерб экологическому равновесию на нашей планете. Передовые технологии позволяют удовлетворить потребности в электроэнергии другим способом. Возможности для более эффективного использования электроэнергии имеются, и немалые. Одна из них связана с освещением, на которое расходуется около 25% всей производимой электроэнергии. В настоящее время в США и других странах используются компактные люминесцентные лампы, которые потребляют на 80% меньше электроэнергии, чем лампы накаливания. Стоимость таких ламп значительно превышает стоимость обычных, но окупаются они быстро. Наряду с этим и самые простые меры по экономному применению освещения в домах и производственных помещениях способны дать немалый эффект. Не надо оставлять напрасно включенными лампы, необходимо позаботиться о том, чтобы освещались лишь рабочие участки и т. д. Имеется и множество других возможностей повышения эффективности использования электроэнергии в быту: в холодильных установках, телевизорах, компьютерах и т. д. Сэкомленные средства можно использовать для разработки устройств, преобразующих солнечную энергию в электрическую. Большие надежды возлагаются сейчас на получение энергии с помощью управляемых термоядерных реакций. Такие устройства не будут представлять столь большой опасности, как обычные атомные электростанции. Приоритет должен быть отдан увеличению эффективности использования электроэнергии, а не повышению мощности электростанций. Кроме этого необходимо разрабатывать новые устройства для получения энергии. В ряде случаев с целью максимального энерго-сбережения занижается уровень комфортности в обслуживаемых помещениях, вместо оптимальных принимаются допустимые параметры и чистота воздуха, занижается эксплуатационная надежность систем. Общие принципы эффективного использования энергии при обеспечении жизнеспособности зданий различного назначения известны и изложены в работах отечественных и зарубежных авторов, регулярно публикуемых в журнале «АВОК». Достаточно подробное их обобщение имеется в книге1, изданной в серии «Техническая библиотека АВОК». Сегодня, когда существует устойчивая тенденция, что стоимость энергоносителей в России будет приближаться к мировой, эффективность использования энергии в системах ОВК не достигла современного уровня развития науки и техники. В основе отставания лежит, по нашему мнению, несколько причин: • Незаинтересованность инвесторов, строящих «на продажу». Энергоэффективные технологии требуют, как правило, дополнительных затрат, а дивиденды будет получать владелец, эксплуатирующий здание. • Неправильно расставленные акценты: в каких системах и за счет каких мероприятий сегодня можно с большей эффективностью использовать 11 воздуха происходит у отопительных приборов, чаще всего в жилых домах, дифференцированно определять расходы тепла на отопление и вентиляцию, что представляется затуманивающим пути и способы эффективного использования энергии. Передача электро-энергии на дальние расстояния Передача электро-энергии на дальние расстояния осуществляется с помощью :электрического генератора, повышающего трансформатора,линии электропередач и понижающего трансформатора 13 Электрическую энергию производят на электростанциях. Ее надо передать потребителям, часто находящимся очень далеко от станции. Для этого между станцией и потребителем строят линии электропередач (ЛЭП). При передаче электроэнергии неизбежны потери, связанные с нагреванием проводов. Возникает проблема уменьшения этих потерь. По закону Джоуля—Ленца количество теплоты, выделяемое в проводнике при прохождении тока, равно  Q=I2dRt. Q=Id2Rt. Чтобы уменьшить потери в ЛЭП, необходимо, как видно из закона, уменьшить сопротивление R или силу тока  Id Id в ней. Сопротивление проводов  R=ρlS R=ρlSбудет меньше, если уменьшить l, но длина определяется расстоянием, на которое надо передавать электроэнергию. Можно увеличить площадь поперечного сечения S. Но это ведет к перерасходу дорогостоящего цветного металла и возникновению трудностей при закреплении проводов на столбах. Поэтому такой способ снижения потерь практически невозможен. Другой путь заключается в уменьшении силы тока в линии передачи. Но при данной мощности  P=IdUdcosφ P=IdUdcos⁡φ уменьшение силы тока возможно лишь при увеличении напряжения. Таким образом, при передаче электроэнергии на большие расстояния необходимо пользоваться высоким напряжением. Так, электроэнергия Волжской ГЭС передается в Москву при напряжении 500 кВ, от Саяно-Шу-шенской ГЭС — при напряжении 750 кВ. На электростанциях генераторы вырабатывают электрическую энергию при напряжениях, не превышающих 20 кВ. Поэтому на электростанциях устанавливают повышающие трансформаторы, а на месте потребления — понижающие трансформаторы. На рисунке 1 представлена блок-схема линии передачи переменного тока. Так как трансформаторы обладают большим индуктивным сопротивлением, которое приводит к сдвигу фаз между током и напряжением, то для увеличения коэффициента мощности в цепь включают конденсаторы. 14  Вольдек А. И. Электрические машины, Л. , «Энергия», 1974  Тихомиров П. М.. Расчёт трансформаторов. Учебное пособие для вузов. М.: Энергия, 1976. — 544 с. Электромагнитные расчёты трансформаторов и реакторов. — М.: Энергия, 1981 — 392  с. Электрические машины: Трансформаторы: Учебное пособие для электромеханических  специальностей вузов/Б. Н. Сергеенков, В. М. Киселёв, Н. А. Акимова; Под ред. И. П. Копылова. — М.: Высш. шк., 1989 — 352 с. ISBN 5-06-000450-3  Силовые трансформаторы. Справочная книга/Под ред. С. Д. Лизунова, А. К. Лоханина. М.: Энергоиздат 2004. — 616 с ISBN 5-98073-004-4  Атабеков Г. И. Основы теории цепей, Лань, С-Пб.,- М.,- Краснодар, 2006.  Котенёв С. В., Евсеев А. Н. Расчёт и оптимизация тороидальных трансформаторов. — М.: Горячая линия — Телеком, 2011. — 287 с. — 1000 экз. — ISBN 978-5-9912-0186-5.  Котенёв С. В., Евсеев А. Н. Расчёт и оптимизация тороидальных трансформаторов и дросселей. — М.: Горячая линия — Телеком, 2013. — 360 с. —500 экз. — ISBN 978-59912-0288-6. 16

История электричества.

С древнейших времен до настоящего времени

Природное электричество сопровождало человечество на всем пути его развития. Но если первобытных людей оно скорее пугало, то во времена античности стало вызывать интерес. Уже в первом тысячелетии до нашей эры древнегреческий философ Фалес Милетский проводил первые опыты с электричеством. В частности, он описал способность янтаря, потертого о шерсть, притягивать перышки и другие легкие предметы.

Спустя пять веков греческий математик и механик Герон Александрийский изобрел паровой двигатель. Если бы кто-то из античных мыслителей сумел объединить два открытия, он мог бы создать первый электростатический генератор. Вероятно, это в корне изменило бы мир и развитие человечества пошло бы другим путем. Однако история не терпит сослагательного наклонения. Открытия не произошло и долгое время знания об электричестве ограничивались размышлениями древнегреческих философов.

Первый прорыв случился в середине XVII века. Проводя эксперимент с шаром из серы, немецкий физик Отто фон Герике натер его руками и заметил, что в темное время суток он испускает свет. Так появился первый электростатический генератор, вырабатывающий электричество за счет трения. С этого момента в ученых кругах Европы началась тотальная «электромания». Френсис Хоксби, Стивен Грэй, Исаак Ньютон и десятки других ученых не только усовершенствовали изобретение Отто фон Герике, но и совершали собственные открытия. К примеру, англичанин Уильям Уотсон провел в 1746 году опыт с ружьем, стеклянными шарами и мечом, а спустя полтора десятилетия именно он изобрел первый громоотвод.

Электроскоп и лейденская банка

Период с XVII по XIX век не напрасно называют Эпохой Просвещения. В это время было сделано огромное множество открытий, в том числе и связанных с электричеством. К примеру, в 1600 году английский физик Уильям Гилберт изобрел прибор, получивший название версориум. Главным элементом устройства была вращающаяся игла, позволяющая определять наличие электрического заряда в теле, а также его величину. Именно версориум стал прародителем современных электроскопов.

Через полтора века британский физик-экспериментатор Джон Кантон усовершенствовал прибор и создал электроскоп с деревянным шариком. Поскольку дерево не является проводником, электроны не могут покинуть атомы и, как следствие, притягиваются к источнику электрического заряда. Это явление позволяет определить наличие заряда — шарик из сердцевины дерева притягивается к заряженным телам и остается неподвижным в отношении нейтральных предметов.

Еще через три десятилетия другой английский ученый Абрахам Беннет создал электроскоп на основе тончайших золотых листов. Во время экспериментов он накрывал листочки прозрачной стеклянной емкостью с установленным на крышке контактом. В тот момент, когда физик приближал к контакту заряженный предмет, соприкасавшиеся частички фольги начинали отталкиваться. При этом стоит отметить, что за счет минимальной массы листового золота эффект был намного заметнее, чем при использовании деревянного шарика.

Не менее полезным стало изобретение первого электроконденсатора — лейденской банки. Честь его открытия принадлежит голландцу Питеру ван Мушенбруку и немцу Эвальду фон Клейсту, которые отдельно друг от друга изготовили данное устройство в 1745 году. По сути, это была обыкновенная банка из стекла, оклеенная листовым оловом и закрытая крышкой, сквозь которую проходил металлический стержень. Конденсатор позволял накапливать и хранить электричество, а значит открывал дополнительные возможности для экспериментов. Появление лейденской банки дало мощный толчок к дальнейшему развитию науки.

От накопления к производству

Научившись измерять, накапливать и хранить электричество, физики Эпохи Просвещения вплотную подошли к его производству. Принцип действия первых машин, генерирующих электроэнергию, основывался на законе, который был открыт античным философом Фалесом Милетским. Его суть заключается в том, что два размещенных рядом диэлектрика генерируют электрический заряд. Поскольку в точке соприкосновения двух тел много микроскопических неровностей, заряд получается очень слабым. Однако при трении друг об друга тела входят в более плотный контакт и генерируют больший электрический заряд.

Электрофорный генератор, изобретенный во второй половине XVIII века и использующий явление электромагнитной индукции, стал усовершенствованной версией фрикционных машин. Его основное отличие состоит в том, что, отдавая заряд, предмет заземляется. В результате этого происходит смена заряда на противоположный.

Активно работая с электричеством, итальянский физик Алессандро Вольта изобрел несколько приборов. Одним из них стал электрофор. Основными конструкционным элементами этого устройства являются диэлектрическая планка и металлическая пластина с изолированной ручкой. Для зарядки диэлектрик необходимо потереть. После этого на нем размещают пластину из металла. Поскольку пластина заземлена, заряд меняется на противоположный, в то время как на диэлектрике он остается прежним. Благодаря этому металлическую пластинку можно использовать для переноса заряда. Увидеть распространение зарядов невооруженным взглядом помог двухметровый электрофор, изобретенный немецким физиком Георгом Кристофом Лихтенбергом в 1777 году. Устройство имело смоляную поверхность, на которую следовало насыпать толченую в порошок смолу. При подаче электричества она складывалась в фигуры, напоминающие ветвистое дерево.

Электрофоры постепенно совершенствовались учеными. К примеру, для усиления заряда стали применять многоступенчатые устройства. Но наиболее важной инновацией того времени стал переход от линейного движения к вращательному. Теперь для заряда следовало не тереть диэлектрик, а крутить ручку, что значительно упростило процесс получения электричества. Особую популярность приобрела электрофорная машина Джеймса Уимхерста, которая была изобретена в 1878 году. В ней использовались стеклянные диски с закрепленными металлическими пластинками. При вращении дисков заряд накапливался в лейденской банке.

Важно отметить, что электрофоры стали предшественниками всех современных индукционных машин.

Генератор Ван де Граафа

Еще одним интересным решением стал генератор, изобретенный американским ученым-физиком Робертом Ван де Граафом в 1929 году. Принцип работы этого оборудования основывается на электризации движущейся полоски, изготовленной из диэлектрического материала. Изолирующая лента заряжается в основании устройства, а металлический гребень передает заряд к металлической же сфере.

Первый генератор де Граафа позволял получать разность потенциалов до 80 киловольт. Но ученый не остановился на достигнутом и дважды усовершенствовал агрегат — в 1931 и 1933 годах. После первой доработки было достигнуто напряжение в 1000 киловольт, а после второй оно возросло до 7000 киловольт. Впрочем, это не сделало машину вечной. Спустя короткое время ей на смену пришел более мощный циклотрон.

Применение принципов электростатики в современных условиях

Сегодня электростатические генераторы можно встретить только в научно-технических музеях, где с их помощью посетителям демонстрируют законы физики. Что же касается современных устройств, то в большинстве из них используется коронирующий электрод.

Но именно старинные генераторы и в целом принципы электростатики стали базой для появления современной техники. Без них были бы невозможны аэрографы, светокопировальные машины и десятки других приборов, без которых нельзя представить жизнь человека в XXI веке.


Генератор Бедини. Принципы работы. Часть 1

Доклад «ИСКОННАЯ ФИЗИКА АЛЛАТРА» открывает безграничные возможности человечества для использования свободной энергии на благо человечества. Прочитав данный доклад и книгу «АллатРа», а также ознакомившись с трудами учёных, не трудно создать механизм, который бы работал в замкнутом цикле, без подпитки извне, традиционными источниками энергии.

Предлагаем к ознакомлению серию статей про учёных и историю их изобретений, которые могли бы изменить мир и начинаем эту серию с генератора Джона Бедини.

Стоит заметить, что в мире распространено название данного изобретения как «Генератор свободной энергии Бедини». Однако в терминах ИСКОННОЙ ФИЗИКИ АЛЛАТРА свободная энергия – это энергия, которая получается при воздействии на септонное поле определённой силой. Для её получения не нужны дополнительные источники энергии. Поэтому в этой статье речь не идёт о свободной энергии как таковой, а об определённых законах электричества.

Схема первой, успешной “Самовращающейся” машины Джона Бедини была представлена в его буклете в 1984 году под названием Генератор свободной энергии Бедини. Это была комбинация электромотора, маховика, вращающегося переключателя, аккумулятора и специально разработанного электрогенератора, который он назвал “Энерджайзером”:

Разработка Бедини 1984 г

«Энерджайзер” это своего рода генератор, который не теряет скорости вращения, как обычный генератор под нагрузкой. Вращающийся переключатель позволяет аккумулятору заряжаться только в короткий промежуток времени и давать энергию для вращения мотора в остальное время. (Можно отказаться от мотора и намного упростить систему.) Изначально энерджайзер представлял собой колесо с определённым количеством постоянных магнитов, которое крутилось перед несколькими катушками с проводом. Когда магниты проходят напротив катушек, электрические импульсы, образующиеся в катушках, заряжают аккумулятор. Но Джон догадался также, что колесо можно заставить вращаться, если эти электрические импульсы направить обратно в катушки в нужный момент. Потребовалось просто разработать подходящий метод переключения.

В 2001 году произошло одно очень интересное событие. Отец 10-ти летней школьницы, который работал в мастерской по соседству, попросил Джона помочь его дочери в создании школьного проекта по физике. Идея ознакомить подрастающее поколение с его работами показалась Джону интересной и он стал объяснять девочке по имени Шауни Багмен (Shawnee Baughman) как сконструировать небольшой энерджайзер, основываясь на его изобретении. Энерджайзер, который Шауни представила на школьной выставке, работал на маленькой 9-ти вольтовой батарейке больше недели, давая энергию для одного светодиода и вращая ротор с большой скоростью. Шауни даже сделала несколько плакатиков с объяснением, как это работает. Школьный учитель физики Шауни, был потрясён от энерджайзера, он никак не мог понять, почему батарейка не разряжается, ведь по логике, её заряда, должно было хватить лишь на несколько часов непрерывной работы? Но людям это устройство понравилось и сейчас генератор Бедини, пожалуй, один из самых популярных приборов в мире.

Новая система состояла из энерджайзера, аккумулятора и специальной схемы переключения. Такая конструкция позволила избавиться от половины ненужных компонентов, включая электромотор, вращающийся переключатель и маховик. Новый энерджайзер состоял из колеса с несколькими постоянными магнитами и с одной или двумя катушками, закреплёнными около него. Вот эту-то конструкцию Шауни и представила в своей школе. Джон назвал её “Мотор с Северным Полюсом”. Разница между его первой схемой, приведённой выше, и проектом Шауни состояла в том, что у Шауни колесо содержало 4 магнита и была ещё одна катушка, установленная сверху, для светодиода. 9-ти вольтовая батарейка и четыре электронных компонента: Транзистор MPS8099, Диод 1N914, резистор 680 Ом.

Учитывая всё вышесказанное, давайте начнём подробное изучение работы этого устройства.

Главная катушка содержит несколько железных стержней в центре своей конструкции, которые нужны для начала процесса. Когда один из магнитов на колесе приближается к Главной катушке, он притягивается к железу и движется в направлении, показанном КРАСНОЙ СТРЕЛКОЙ. 

Когда магнит подходит к катушке всё ближе и ближе, железные стержни в её сердечнике начинают намагничиваться. Это вызывает появление небольшого тока в витках Пусковой Обмотки, который протекает в цепи, обозначенной ЗЕЛЁНЫМИ СТРЕЛКАМИ. В катушке, намотанной «по часовой стрелке», ток течёт не в том направлении, в котором он мог бы открыть транзистор. Так что транзистор остаётся закрытым. Это означает, что когда магнит ещё только приближается к катушке, основная обмотка и транзистор остаются в покое и энергия батарейки не расходуется.

Однако механическая энергия возникает в небольшом количестве и запасается в инерции колеса.

Когда магнит оказывается прямо напротив железного сердечника, несколько явлений происходят одновременно. Прежде всего, железо намагничивается до своего максимума. Когда магнит ещё только приближался к сердечнику, магнетизм сердечника нарастал постепенно. Это изменение магнитного потока и вызывало появление небольшого тока в цепи Пусковой Обмотки. Теперь же, когда изменение магнитного поля остановилось, сошёл на нет и ток в Пусковой цепи. На этом этапе, когда магнит на колесе намагнитил железный сердечник катушки, то он и «притянулся» к нему, поскольку теперь магнетизм сердечника имеет южный полюс, направленный к колесу и его северный полюс направлен вниз.

Теперь-то всё и начинается. Магнит «притянулся» к сердечнику, но колесо имеет в запасе определённый «момент» вращения. Так что магнит проскакивает «точку притяжения» с сердечником. Как только он это сделает, магнитное поле в сердечнике начинает уменьшаться. Это изменение магнитного потока в сердечнике наводит ток в цепи Пусковой обмотки, который течёт теперь уже в направлении обратном тому, что мы видели раньше и обозначен на рисунке КРАСНЫМИ СТРЕЛКАМИ. Это событие теперь открывает транзистор, что приводит к появлению тока, который течёт от батарейки через Основную Обмотку и показан ЗЕЛЁНЫМИ СТРЕЛКАМИ.

Ток от батарейки теперь заставляет сердечник перемагнититься в обратную полярность. Так что теперь Северный Полюс сердечника направлен к колесу и он отталкивает Северный Полюс магнита. Это вызывает увеличение вращательного момента колеса и заставляет колесо крутиться быстрее. Этот процесс продолжается до тех пор, пока сердечник не намагнитится настолько, на сколько ему позволяют все девять вольт от батарейки. Тогда изменение магнитного потока прекращается, так что ток в цепи Пусковой Обмотки также прекращается. Это немедленно закрывает транзистор, что, в свою очередь, прекращает поддерживать магнитное поле в главной катушке. Ему ничего не остаётся, как начать уменьшаться, что наводит ток в Пусковой обмотке, как показано ниже ЗЕЛЁНЫМИ СТРЕЛКАМИ. 

Тем временем другой магнит приближается к Генераторной Катушке и также притягивается небольшим количеством железа в её сердечнике. Когда магнит проскакивает катушку, наводимый в ней ток заставляет светодиод вспыхнуть. Когда ротор раскручивается быстрее, эти вспышки происходят чаще и чаще и кажется, что светодиод горит постоянно.

На этом этапе весь цикл должен начаться сначала, но это ещё не конец описания работы машины. Даже наиболее опытные инженеры-электрики были бы уверены, что все объяснения уже сделаны. Если бы это было так, то машина работала бы на 9-ти вольтовой батарейке примерно 6 часов.

Машина продолжала работать потому что батарейка подзаряжалась в результате процесса, который ещё не был описан. Все, о чём было рассказано, происходит на самом деле и может быть измерено на обычном лабораторном оборудовании. Но есть ещё кое-что, происходящее в этом устройстве, что не так легко объяснить. Вот оно: 

Когда транзистор закрывается, и даже ещё до того, как ток начнёт протекать в Пусковой обмотке, рассеивая энергию уменьшающегося магнитного поля, высоковольтный всплеск, состоящий из продольной волны чистого напряжения, пробегает от Основной Обмотки по проводу назад, к положительной клемме батарейки. Это явление происходит в течении нескольких микросекунд, но оказывает серьёзное воздействие на батарейку.

Это временно обращает вспять поток тяжёлых ионов в батарейке, что явно замедляет среднее “время разряда” батарейки на 95%! Это позволяет нашей «игрушке» работать гораздо дольше, чем в традиционном варианте.

Этот феномен впервые был описан Николой Тесла в 1890-х годах и называется «Радиантной энергией». Это явление демонстрирует такой аспект электротехники, который далеко не все понимают.

В проекте Шауни ротор представлял собой колёсико всего лишь 2,5 дюйма (63мм) диаметром, которое крутилось от 9-вольтовой батарейки для радиоприёмника. Главная Катушка была 1 дюйм (25,5мм) в диаметре и 1,5 дюйма (38мм) высотой. Когда транзистор закрывался, всплеск напряжения отводился в батарейку и модель могла работать дольше.

Эта модель работала довольно хорошо для своих размеров и тех компонентов, которые были использованы. Но если Вы сделаете Главную катушку побольше, то будет гораздо труднее управлять тем скачком напряжения. Вместо того, чтобы просто заряжать батарейку, он попытается сжечь транзистор. Если Вы хотите сделать модель побольше, следует привнести в неё изменения, но об этих изменениях, а также о других исследованиях в области электричества, мы расскажем в последующих публикациях на сайте «АЛЛАТРА НАУКА».

Продолжение: Генератор Бедини. Усовершенствование. Часть 2

Игорь Н.

О внедрении в Украине «ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ ТЕХНОЛОГИИ ПЛАВЮКА»

Уважаемые Президент Украины,
Верховная Рада Украины,
Кабинет Министров Украины
Я ПРЕДЛАГАЮ АБСОЛЮТНО НОВЫЙ СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТОКА
ОБ ЭТОЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ ТЕХНОЛОГИИ ДОЛЖЕН ЗНАТЬ МИР!

Возьмите любой электрогенератор в мире – на тепловой, атомной, солнечной, ветровой, гидроэлектростанции, даже на транспортных средствах, и вы увидите, что они связаны между собой одним существенным недостатком: их ротор постоянно тормозится магнитным полем статора. Даже предлагаемый и широко разрекламированный сегодня в Интернете электрогенератор на так называемом «холодном ядерном синтезе», водороде и т. п., как и все без исключения «новейшие» электрогенераторы в мире, имеет те же проблемы – «ленцовские тормоза», которые мы все с вами называем «правилом Ленца». У них, за счёт тепловой, ядерной и иной энергии извне, приводится во вращающееся движение ротор, который тут же тормозится магнитным полем индукционного тока статора. На вращение турбины, ротора и на преодоление постоянных «тормозов Ленца» идёт 90% внешней силы, создаваемой, например, на тепловой или атомной электростанции, за счёт невозвратного использования органического и ядерного топлива. А это, мягко говоря, неэффективно и недопустимо в двадцать первом веке! Все уже привыкли к этой проблеме, и им кажется, что так и должно быть вечно. Но этот порядок вещей с использованием электрогенератора, работающего на базе «правила Ленца», выгодно только монополистам от газа, угля, ядерного топлива и т. д. и т. п. Результат такого промышленного производства электрического тока всем отлично известен – это техногенные катастрофы планетарного масштаба, уничтожение экологии и природных ресурсов.
Чтобы раз и навсегда выйти из этого замкнутого круга, я впервые в мире предлагаю абсолютно новый способ производства электрического тока, который базируется на «Принципе зеркальной симметрии Плавюка в электромагнитных процессах». С которого вытекает «правиле Плавюка» — это когда ротор не тормозится магнитным полем статора или вообще не движется при импульсном режиме работы электрогенератора. Таким образом, мы полностью отвергаем услуги «правила Ленца», или уравновешиваем его тем, что я называю «правилом Плавюка». Простейшие физические эксперименты, проведённые мною, с многоразовой повторяемостью, указывают однозначно на существование в природе физического явления, которое является антонимом «правила Ленца», названое мною «правилом Плавюка»! Более того, это физическое явление полностью на 100% вписывается в рамки классической физики: это подтверждает и физический эксперимент с медным шариком, проведённый Игорем БЕЛЕЦКИМ. Вспомним, к примеру, ускоряющийся электрон в электрическом поле, а также так называемую «силу Ампера», которая втягивает и выталкивает проводник, в зависимости от направления тока в нём, который размещён между полюсами постоянного магнита. Такую же картину мы наблюдаем при работе «Электрогенератора-двигателя Плавюка», когда ротор притягивается и отталкивается магнитными полями статора и ротора, ускоряясь при этом. «Электрогенератор-двигатель Плавюка» и его модификации могут работать за счёт неисчерпаемой энергии гравитации, а также «внутреннего магнитного поля вещества» ротора и статора. Чтобы вы не пугались «гравитации», то я напомню, что один из способов использования «гравитации» уже давно применяется, например, при работе гидроэлектростанции, когда вода падает с большой высоты на турбину. Но, как я уже выше отметил, 90% силы воды идёт на преодоление «ленцовских тормозов», вращение турбины и ротора. А если взять «Гравитационно-механическую электроустановку Плавюка», запатентованную мною в Украине и опубликованную в научно-популярном журнале «ИЗОБРЕТАТЕЛЬ И РАЦИОНАЛИЗАТОР», то вы увидите, что с помощью гравитации и «правила Плавюка» можно получить надёжную во всех смыслах сверхмощную промышленную электростанцию, обеспечивающую заводы, фабрики и т. п. бесплатным электрическим током. Такая электростанция, благодаря компьютерным технологиям, может годами работать без вмешательства человека.
«Внутреннее магнитное поле вещества» статора и ротора, а проще говоря: кусок металла, который физически не снашивается, в отличие от ядерного и органического топлива, — отличный неисчерпаемый источник энергии для модификации «Мобильного электрогенератора-двигателя Плавюка». Такой электрогенератор, на таком вечном «топливе», может обеспечить бесплатным электрическим током все наземные, подземные, морские, подводные, воздушные, космические транспортные средства, квартиры, усадьбы, дома и т. д. Сегодня большинству даже трудно представить, для них — это просто фантастика, что, например, «электровертолёт» может летать без заправок и дозаправок сколько угодно долго над Землёй, и более того, ещё при этом вырабатывать электрический ток!
Приглашаю к информационному и научно-техническому сотрудничеству в создании электрогенератора на базе «правила Плавюка». Напомню, что у меня имеется полное научно-техническое обоснование с экспериментальной базой. Я могу со сто процентной уверенностью сказать, что благодаря моему открытию «Принципа зеркальной симметрии Плавюка в электромагнитных процессах» и вытекающего из него «правила Плавюка», прогрессивное человечество создаст блаженный мир на Земле. Это будущая процветающая реальность!
Чиновники в Украине многие годы упорно молчат о моей энергетической технологии… Они даже молчат после того, как в мир вышла моя книга «ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ПЛАВЮКА», которую по рассылке получили все областные научные универсальные библиотеки Украины.
В тоже время с трибун они говорят о каких-то «альтернативных» источниках энергии, об энергетической независимости Украины, об аккумуляторных «электромобилях» (для которых нужны электрические мощности для зарядки) и т. д. и т. п. Замалчивание моей энергетической технологии – это преступление перед человечеством! Поэтому не молчите, господа!
С нами БОГ!

С уважением, изобретатель-исследователь Николай Игнатьевич ПЛАВЮК!

Мой адрес: ул. Орлика, 3/1, г. Вижница, Черновицкая область, Украина, 59200

Мой e-mail:
[email protected]
Мой тел. +38 0973153142

Урок квест «Переменный ток. Получение переменного тока»

Учитель Константинова Е.Н.

Тема урока: «Переменный ток. Получение переменного тока».

Цель:

освоение знаний о фундаментальных физических законах и принципах, лежащих в основе современной физической картины мира; наиболее важных открытиях в области физики, оказавших определяющее влияние на развитие техники и технологии; методах научного познания природы;

Задачи:

Образовательные: закреплять знания по теме: «Явление электромагнитной индукции», изучать устройство и принцип действия электрического генератора переменного тока и его применение.

Воспитательные: воспитывать у обучающихся интерес к учебному предмету, убежденность в возможности познания законов природы, готовность к морально-этической оценке использования научных достижений.

Развивающие: развивать познавательный интерес и интеллектуальные способности обучающихся в процессе выполнения заданий веб- квеста и демонстрации экспериментов, интерес, интеллектуальные и творческие способности в процессе приобретения знаний и умений по физике с использованием различных источников информации и современных информационных технологий.

Основные (базовые) понятия:

Явление электромагнитной индукции и закон электромагнитной индукции Фарадея. Принцип действия

электрогенератора. Переменный ток.

Межпредметные связи:

История, математика, химия, информатика.

УУД (компетенции):

Личностные: умение вести диалог, уважать чужое мнение, достигать поставленных целей.

Регулятивные: умение ставить учебные задачи, находить способы их достижения, осуществлять контроль и взаимоконтроль.

Коммуникативные: выстраивать учебное сотрудничество в системе «учитель- ученик», «ученик –ученик»

Познавательные: умение самостоятельно добывать нужную информацию, сравнивать, обобщать, анализировать, делать выводы.

Планируемые результаты:

знать/понимать:

смысл понятий: явление электромагнитной индукции, переменный ток, генератор.

смысл физических величин: магнитная индукция, магнитный поток, время, сила тока, ЭДС, электрическое сопротивление.

смысл физического закона электромагнитной индукции

вклад российских и зарубежных ученых, оказавших наибольшее влияние на развитие физики;

уметь:

описывать и объяснять физические явления электромагнитную индукцию.

отличать гипотезы от научных теорий;

делать выводы на основе экспериментальных данных;

приводить примеры, показывающие, что: наблюдения и эксперимент являются основой для выдвижения гипотез и теорий, позволяют проверить истинность теоретических выводов; физическая теория дает возможность объяснять известные явления природы и научные факты, предсказывать еще неизвестные явления;

приводить примеры практического использования физических знаний: электродинамики в энергетике; воспринимать и на основе полученных знаний самостоятельно оценивать информацию, содержащуюся в Интернете, научно-популярных статьях.

использовать приобретенные знания и умения в практической деятельности и повседневной жизни:

рационального природопользования и защиты окружающей среды.

Ресурсы:

Основные: компьютер и проектор, электронный веб — ресурс (сайт) по теме: «Переменный ток».

Дополнительные:

литература: учебник Г.Я. Мякишев Б.Б. Буховцев Н.Н. Сотский «Физика» (11 класс)

§31-34.

оборудование: демонстрационный генератор переменного тока, миллиамперметр (5мА), постоянный магнит, катушка индуктивности, осциллограф.

Тип урока:

изучение нового материала

Форма проведения урока:

сочетание различных форм занятий

Технология:

веб-квест.

Методическая цель

Добиться реализации поставленных целей и выполнение задач используя групповую работу и технологию веб- квеста.

Ход урока

 

 

Элементы урока

Деятельность преподавателя

Деятельность обучающихся

Время

Организационный момент.

    (задачи, мотивация, планируемый результат, психологический настрой, организация познавательной деятельности)

    1.Приветствие.

    2. Тема и цель урока.

    3. Задачи урока (с позиции ученика выстраивается с их помощью)

    4.Презентация электронного веб — ресурса (сайт). 5.Мотивация:

    -прагматическая (высказывание обучающимися психологической мотивация исторических событий по веб-квесту№1)

    -социальная (ситуация успеха)

    6. Виды деятельности на уроке.

    Учатся ставить задачи на урок.

    Учатся работать с электронным образовательным ресурсом, содержащим обучающее видео, текст, плакаты, анимации и другие сервисы.

    2 мин.

    II. Актуализация опорных знаний.

    Повторение учебного материала по теме: «Явление электромагнитной индукции»:

      — фронтальный опрос по вопросам веб – ресурса. (квест №2)

      — физический диктант в тетрадях по вопросам вопросам веб – ресурса. (квест №2)

      – фронтальная беседа с учащимися.

      учатся отвечать на вопросы

      учатся воспроизводить физические величины

      совершенствование навыков монологической речи

      10 мин.

      III. Изучение нового материала.

      -ознакомление с учебной информацией и работа с квестами образовательного веб – ресурса.

      Учатся работать с электронным образовательным ресурсом, содержащим обучающее видео, текст, плакаты, анимации и другие сервисы.

      15 мин.

      IV. Закрепление знаний учащихся.

      — работа с квестами образовательного веб – ресурса.

      – фронтальная беседа с учащимися.

      Учатся совершенствовать навыки работы с информацией в интернете.

      5 мин.

      V. Подведение итогов урока.

      Рефлексия.

      — работа с квестами образовательного веб – ресурса.

      -тест: «Проверь себя»

      Учатся оценивать работу на уроке, самоанализ, взаимоконтроль.

      10 мин.

      VI. Домашнее задание.

      Творческое задание на выбор.

      -составляют опор-ный конспект, -дополняют мате-риал из учебника,

      -подготавливают сообщение,

      -составляют интеллект — карту по теме,

      — составляют кроссенс.

      3 мин.

      Ход урока (развернутый)

      I. Организационный момент

      Приветствие. Настрой деятельности на успех.

        Здравствуйте ребята. Надеюсь, что сегодня вы узнаете и новое и полезное. Я рассчитываю на вашу помощь, заинтересованность.

        Но прежде, чем мы приступим я расскажу вам одну притчу:

        «Один человек потерял смысл жизни. И загрустил.

        Видя это, Бог послал к нему Ангела.

        Прилетел к нему Ангел, сложил свои белоснежные крылья и прошептал Человеку на ухо: «Зря ты грустишь. Твой смысл – открыть ТАЙНУ!».

        «Какую ТАЙНУ?!!» — оживился Человек.

        «Я не могу тебе этого сказать, но настанет время, и ты обязательно узнаешь», — ответил Ангел и улетел обратно на небо, расправив свои белоснежные крылья.

        И остался Человек наедине со своей ТАЙНОЙ.

        Он постоянно думал о ней. Вся жизнь его наполнилась великим смыслом: он – первооткрыватель ВЕЛИКОЙ ТАЙНЫ, созданной самим Богом!

        Однажды Человек тяжело заболел. И родные думали, что он не выживет. Но Человек выжил, потому что он хотел открыть ТАЙНУ и ждал, когда настанет его время.

        Его выгнали с любимой работы. Но Человек с достоинством пережил это, потому, что ТАЙНА ждала его.

        Любимая женщина предала его, но он справился со своим горем, потому что в жизни его была прекрасная цель – открыть ТАЙНУ.

        Началась война. И многие не смогли её пережить. Но Человек сумел, ибо он являлся первооткрывателем великой ТАЙНЫ. Ему просто нельзя было умирать…

        Человек преодолел все беды и несчастья, которые преподнесла ему жизнь и остался верен себе, не согнувшись под тяжестью испытаний. Он открыл множество ТАЙН, разгадал миллион загадок, что преподнесла ему жизнь. Но так и не приблизился к той ВЕЛИКОЙ ТАЙНЕ.

        Наконец настал его час возвращаться на Небо.

        За ним прилетел тот самый Ангел и посадил на белоснежное крыло.

        «Ну же, ну! Теперь-то я узнаю о ВЕЛИКОЙ ТАЙНЕ, которую я пытался разгадать всю свою жизнь! Думаю, момент, наконец, настал. Расскажи мне о ней» — попросил его Человек.

        Ангел усмехнулся и покачал головой: Ты многое свершил и познал, твоя дорога была полна интересного и необычного, ты заново обрел смысл своего существования и потому прожил долгую, достойную жизнь. Скажи мне человек, был ли ты счастлив все эти годы?

        И от человек ответил: — ДА.

        Эпиграф нашего урока:

        Самое прекрасное и глубокое из доступных нам чувств – это ощущение тайны, ибо в нем источник истиной науки”.

        А. Эйнштейн:


         

        Когда реальность открывает тайны, уходят в тень и меркнут чудеса…

        1. Знакомство учащихся с темой.

        Сегодня тема нашего урока: «Тайны Физики: Переменный ток. Получение переменного электрического тока».

        Ваша профессия напрямую связана с информацией и интернетом. А интернет может стать хорошим и удобным инструментом для вашего образования. Как вы знаете, на просторах «всемирной паутины» существуют великое множество образовательных ресурсов (сайтов ) И сегодня я хочу вам представить один из таких образовательных ресурсов разработанный специально для вас, творческой лабораторией кабинета № 31: «Физика»

        Показывается презентация основных элементов электронного веб — ресурса (сайт). И познакомлю вас новым для вас понятием веб-квест*. Слово квест многие из вас наверняка знают оно пришло к нам из компьютерных игр. Однако применяют их не только для развлечения но и для обучения.

        *-веб-квест (от англ. quest — поиск) образовательный сайт в Интернете, с которым работают обучающиеся, выполняя ту или иную учебную задачу.

        Такие веб-квесты разрабатываются для максимальной интеграции Интернета в различные учебные предметы на разных уровнях обучения в учебном процессе. Они охватывают отдельную проблему, учебный предмет, тему.

        Знакомство учащихся с целями урока:

        для преподавателя -освоение знаний о фундаментальных физических законах и принципах, лежащих в основе современной физической картины мира; наиболее важных открытиях в области физики, оказавших определяющее влияние на развитие техники и технологии; методах научного познания природы;

        для обучающихся: повторяем явление электромагнитной индукции.

        изучаем устройство и принцип действия генератора переменного тока,

        применение генератора переменного тока.

        Квест №1: «Таинственная запись в дневнике»

        Майкл Фарадей (22 сентября 1791 — 25 августа 1867) — английский физик, химик и физико-химик, основоположник учения об электромагнитном поле, член Лондонского королевского общества.

        Главным направлением деятельности Фарадея было изучение тайн природы, а не их использование, тем не менее трудно переоценить то значение, которое имело открытое им явление для практики. Еще при жизни Фарадея началось использование гальванопластики, создан первый топливный элемент и изобретен свинцовый аккумулятор и генератор.

        Фарадей опубликовал около 40 научных работ, главным образом по химии. В 1824 ему первому удалось получить хлор в жидком состоянии, а в 1825 г он впервые синтезирует гексахлоран — вещество, на основе которого в XX веке изготовлялись различные инсектициды. Постепенно его экспериментальные исследования всё более переключались в область физики.

        После открытия в 1820 Х.Эрстедом магнитного действия электрического тока Фарадея увлекла проблема связи между электричеством и магнетизмом В 1822 в его лабораторном дневнике появилась запись: «Превратить магнетизм в электричество». Рассуждения Фарадея были следующими: если в опыте Эрстеда электрический ток обладает магнитной силой, а, по убеждению Фарадея, все силы взаимопревращаемы, то и магниты должны возбуждать электрический ток. »

        -прагматическая (высказывание обучающимися психологической мотивация исторических событий по веб-квесту№1)

        -социальная (ситуация успеха)

        6. Виды деятельности на уроке.

        1. Учимся работать с электронным образовательным ресурсом, содержащим обучающее видео, текст, плакаты, анимации и другие сервисы.

        2. Закрепляем знания и постигаем новые тайны физики.

        II. Фронтальный опрос.

        1. Какую задачу в 1821 году поставил перед собой учёный М. Фарадей?

        2. Удалось решить Фарадею эту задачу?

        3. При каком условии во всех опытах в катушке, замкнутой на гальванометр, возникал индукционный ток?

        4. В чём заключается явление электромагнитной индукции?

        5. В чём практическая важность открытия явления электромагнитной индукции?

        Физический диктант в тетрадях

        КАКИМИ БУКВАМИ ОБОЗНАЧАЮТСЯ СЛЕДУЮЩИЕ ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ.

        1. МАГНИТНЫЙ ПОТОК.

        2. ИНДУКЦИЯ МАГНИТНОГО ПОЛЯ.

        3. СИЛА ТОКА.

        4. ДЛИНА ПРОВОДНИКА

        НАПИШИТЕ ФОРМУЛУ ДЛЯ РАСЧЁТА (4 слайд):

        5. МАГНИТНОЙ ИНДУКЦИИ.

        6. СИЛЫ, ДЕЙСТВУЮЩЕЙ НА ПРОВОДНИК С ТОКОМ.

        Ответы:

        1. Ф

        2. В

        3. I

        4. l

        5.

        6. F=B∙l∙I

        Квест3:»Закон электромагнитной индукции Фарадея и мистичность его открытия».

        Как было известно ещё в XVIII веке, токи создают вокруг себя магнитное поле. Это установил и А. Ампер и А. Вольта и Дж. Гальвани . Были предприняты многочисленные попытки обнаружить и обратную связь – способность магнитных полей вызывать электрические токи. Много времени и сил потратил на это, к примеру, А. Ампер, но безрезультатно. Он вставлял внутрь больших катушек, подключенных к гальванометру, довольно сильные постоянные магниты. Поскольку он был «хорошо обученным экспериментатором», то он располагал измерительную часть установки в другой комнате и хорошо её экранировал, как сказали бы мы сейчас. Вдвинув магнит в катушку, он шёл посмотреть на показания гальванометра. Увы, стрелка была неподвижна. И только в 1831 году М. Фарадей, самоучка, простолюдин, обнаружил явление электромагнитной индукции. Он осуществлял поначалу тот же опыт, что и А. Ампер, но гальванометр располагал рядом с установкой. И, конечно же, вдвигая магнит внутрь катушки, он увидел, как дёрнулась стрелка гальванометра. Причём, когда он вытаскивал магнит, она тоже дёргалась, но уже в другую сторону.

        Актуализация опорных знаний – фронтальная беседа с учащимися.

        Прежде чем мы будем говорить о производстве электрического тока, давайте вспомним: (Квест 4 «ВОПРОС-ОТВЕТ»)

        Вопрос: Что называют электрическим током?

        Ответ: Электрическим током называется упорядоченное движение заряженных частиц.

        Вопрос: Какие вам известны источники тока?

        Ответ: Аккумуляторы, батарейки и т. д.

        Область применения каждого из перечисленных видов одинакова? Нет, она определяется их характеристиками. Давайте выясним, какие у них достоинства и недостатки и можно ли их применять повсеместно?

        Химические источники тока: гальванические элементы; батареи аккумуляторов; ртутная батарейка, используемая в часах, калькуляторах и слуховых аппаратах, дает 1,4В; традиционная батарейка для карманного фонарика, дает 4,5 В. (демонстрация)

        Достоинства – компактность, возможность использовать как автономный источник энергии.

        Недостатки – небольшая энергоемкость, высокая стоимость энергии, недолговечность, проблема утилизации отходов.

        Термоэлементы, фотоэлементы, солнечные батареи (демонстрация)

        Достоинства – безмашинный способ получения энергии.

        Недостатки – малый КПД, зависимость от погодных условий.

        III. Изучение нового материала. Поэтому преобладающую роль в наше время играют электромеханические индукционные генераторы тока. (Квест -4-5)

        Практически они дают всю используемую энергию. Какие они имеют достоинства, преимущества и недостатки, нам предстоит выяснить сегодня на уроке.

        Итак, Майкл Фарадей открыл явление электромагнитной индукции, которое заключается в возникновении индукционного тока под действием переменного магнитного поля.

        После открытия этого явления многие скептики, сомневаясь, спрашивали: «Какая от этого польза?»

        На что Фарадей ответил: «Какая может быть польза от новорожденного?»

        Прошло немногим более половины столетия и, как сказал американский физик Р.Фейнман, «бесполезный новорожденный превратился в чудо-богатыря и изменил облик Земли так, как его гордый отец не мог себе и представить».

        И этим богатырем, изменившим облик Земли, является генератор.

        Генератор – это устройство, преобразующее энергию того или иного вида в электрическую энергию (запишите определение в тетрадь).

        Электрический ток вырабатывается в генераторах .

        Что играет роль ротора и статора?

        В настоящее время существуют различные модификации индукционных генераторов. Но все они состоят, из одних и тех же, частей – это магнит или электромагнит, создающий магнитное поле, и обмотка в которой индуцируется ток.

        Обратите внимание, в данном случае вращается проволочная рамка, которая является ротором, магнитное поле создает неподвижный, постоянный магнит.

        Обратите внимание, в данном случае вращается постоянный магнит, а неподвижна рамка.

        Выполним практическую демонстрацию опыта Фарадея.

          Вы должны сделать вывод относительно связи направления индукционного тока в цепи с направлением движения магнита.

          Электрический ток, периодически меняющийся со временем по модулю и направлению, называется переменным током.

          Надо сказать, что стандартная частота тока, применяемая в осветительной сети и промышленности России и большинства стран мира, равна 50Гц, в США частота равна 60Гц

          Продемонстрируем модель генератора переменного тока (вращение проволочной рамки в магнитном поле.

            Генератор замыкаем на низковольтную лампочку 3,5В. Подаём воду из водопроводного крана в турбину. Вращение турбины передаётся генератору. Наблюдаем свечение лампочки

            Заострим внимание на том, что в генераторе происходит превращение механической энергии в электрическую.

            Вопрос к классу: каким образом приводится во вращение ротор генератора на гидроэлектростанции, на тепловой электростанции? Обсуждаются и уточняются ответы учащихся.

            Добиться ответа:

            — На гидроэлектростанциях – потоком падающей воды;

            — На тепловых – паром высокого давления и температуры.

            Мы живем в 21 веке и основой цивилизованного образа жизни, следовательно, и научно-технического прогресса, является энергия, которой требуется все больше и больше. Но здесь возникает проблема. Эту проблему можно назвать — проблема «трех Э»: Энергетика + Экономика + Экология. Для бурного развития экономики, требуется все больше и больше энергии, увеличение выработки энергии — ведет к ухудшению экологии, наносит большой вред окружающей среде.

            Ведь энергетика является одной из самых загрязняющих отраслей народного хозяйства. При неразумном подходе происходит нарушение нормального функционирования всех компонентов биосферы (воздуха, воды, почвы, животного и растительного мира), а в исключительных случаях, подобных Чернобылю, под угрозой оказывается и сама жизнь. Поэтому главным должен стать подход с экологических позиций, учитывающих интересы не только настоящего, но и будущего.

            Между тем, ТЭС являются одними из основных загрязнителей атмосферы твердыми частицами золы, окислами серы и азота, а также углекислым газом, способствующим возникновению «парникового эффекта». Над городами образуются, так называемые острова тепла, из-за усиленного выброса энергии которых, нарушается нормальное течение атмосферных процессов.

            В настоящее время назрела необходимость внедрения ресурсосберегающих и безотходных технологий; переход к чистым, альтернативным и неисчерпаемым источникам энергии.

            Строят электростанции разного типа, геотермальные, ветряные, и т.д. Но это забегая на перед скажу это тема нашего следующего урока.

            IV. Закрепление знаний, полученных на уроке. Квест №6:»Применение генераторов»

            1. Какой электрической ток называется переменным?

            2. Где используют переменный электрический ток?

            Какими бы ни были типы электростанций, главное устройство на любом из них – это генератор.

            Вопрос: Что называют генератором?

            Ответ: Генератор – это устройство, преобразующее энергию того или иного вида в электрическую.

            Вопрос: Назовите основные части генератора.

            Ответ: Ротор, статор.

            Вопрос: Фонари по дороге стоят одиноко.

            Десять герц – частота переменного тока.

            Кто ответит мне ясно, без тени смущенья:

            Этот ток применяют ли для освещения?

            Ответ: Нет.

            V. Подведение итогов. Рефлексия.

            Сегодня на уроке, мы с вами разобрали принцип действия генератора, этого внушительного сооружения из проводов, изоляционных материалов, стальных конструкций. Но при своих огромных размерах в несколько метров важнейшие детали генераторов изготавливаются с точностью до миллиметра. Нигде в природе нет такого сочетания движущихся частей, которые могли бы порождать, электрическую энергию столь же непрерывно и экономично.

            Проверка знаний — проверь соседа! (тест)

            А сейчас проверим, на сколько, вы усвоили данный материал. Запишите правильный ответ. Кто ответит правильно на 7 вопросов, получит «5», на 6 вопросов, оценку — «4», за 4-5 правильных ответов получит «3».

            Тест: Генерирование электрической энергии. (Квест №7 «Проверь себя»)

            I. На каком явлении основано действие электромеханического индукционного генератора переменного тока?

            1. электростатической индукции;

            2. электромагнитной индукции;

            3. термоэлектронной эмиссии.

            II. Генерирование электрической энергии представляет собой…

            1. создание материи;

            2. создание энергии;

            3. преобразование энергии.

            III. Изменяясь во времени магнитное поле, может быть источником…

            1. магнитного поля;

            2. электрического поля;

            3. гравитационного поля;

            4. электростатического поля.

            IV. Переменный ток вырабатывают на …

            V. Промышленная частота используемого в России переменного тока …

            VI. Для того чтобы зафиксировать возникновение индукционного тока в рамке, вращающейся в магнитном поле, нужно к выводам ее присоединить…

            VII. Простейший генератор переменного тока представляет собой …

            Рефлексия. Собираем на учебной доске кроссенс* по материалам пройденной на уроке темы. Вспоминаем, чем мы сегодня занимались и что изучали.

            *- Кроссенс — новейший тип головоломки, для разгадки которой нужно отыскать цепочку ассоциаций между соседними, то есть имеющими общие стороны, картинками . Ассоциации нужно искать не только по «внутренним» свойствам объектов, но порой и по «внешним» (скажем, по сходному звучанию слов).

            Квест №8:»Свеча»

            Наша работа подходит к концу. И в заключении.

            Завершая свои лекции, Фарадей часто обращается к своей юной аудитории,со таинственными словами: “Все, что я могу сказать вам в заключение этой лекции (потому что мы рано или поздно все равно должны закончить эту лекцию), так это выразить пожелание, чтобы вас — все ваше поколение — можно было сравнить со свечой; чтобы вы могли так же ярко, как и она, светить для окружающих; чтобы вы во всех ваших поступках могли оправдать красоту горящей свечи своими достойными и полезными делами, выполняя свой долг перед соотечественниками”.

            Как вы думаете, какой смысл вкладывал Фарадей в эти строки?

            Выставление оценок в журнал

            VI. Домашнее задание:

            Основной материал :составить опорный конспект дополнив материал из учебника Г.Я. Мякишев Б.Б. Буховцев Н.Н. Сотский «Физика» (11 класс)

            §31

            Дополнительный материал: подготовить сообщения по теме: «Тепловые электростанции» «Экологические проблемы, связанные с работой АЭС, тепловых и гидроэлектростанций». Составить интеллект — карту по теме: «Получение переменного тока» или кроссенс.

            Спасибо за внимание. Всего хорошего. До свидания.


             

            23,5 Электрические генераторы — Физический факультет

            Электрические генераторы индуцируют ЭДС, вращая катушку в магнитном поле, как кратко обсуждается в Индуцированная ЭДС и Магнитный поток. Теперь мы рассмотрим генераторы более подробно. Рассмотрим следующий пример.

            Пример 23.3

            Расчет ЭДС, индуцированной в катушке генератора

            Катушка генератора, показанная на рисунке 23.20, поворачивается на одну четверть оборота (от θ = 0ºθ = 0º). до θ = 90ºθ = 90º ) в 15.0 мс. Круглая катушка с 200 витками имеет радиус 5,00 см и находится в однородном магнитном поле 1,25 Тл. Какая средняя наведенная ЭДС?

            Рис. 23.20. Когда катушка генератора вращается на одну четверть оборота, магнитный поток ΦΦ изменяется от максимального до нуля, вызывая ЭДС.
            Стратегия

            Мы используем закон индукции Фарадея, чтобы найти среднюю ЭДС, индуцированную за время ΔtΔt size 12 {Δt} {}:

            эдс = −NΔΦΔt.emf = −NΔΦΔt. размер 12 {«emf» = — N {{ΔΦ} over {Δt}}} {}

            23.11

            Мы знаем, что N = 200N = 200 размер 12 {N = «200»} {} и Δt = 15,0 мсΔt = 15,0 мс размер 12 {Δt = «15» «.» 0` «мс»} {}, и поэтому мы должны определить изменение потока ΔΦΔΦ размером 12 {ΔΦ} {}, чтобы найти ЭДС.

            Решение

            Поскольку площадь петли и напряженность магнитного поля постоянны, мы видим, что

            ΔΦ = Δ (BAcosθ) = ABΔ (cosθ). ΔΦ = Δ (BAcosθ) = ABΔ (cosθ). size 12 {ΔΦ = Δ \ (ital «BA» «cos» θ \) = ital «AB» Δ \ («cos» θ \)} {}

            23,12

            Теперь Δ (cosθ) = — 1.0Δ (cosθ) = — 1,0 размер 12 {Δ \ («cos» θ \) = — 1 «.» 0} {}, поскольку было задано, что θθ изменяется от 0º0º до 90º90º. Таким образом, ΔΦ = −ABΔΦ = −AB размер 12 {ΔΦ = — ital «AB»} {}, и

            эдс = NABΔt.emf = NABΔt. размер 12 {«emf» = N {{ital «AB»} над {Δt}}} {}

            23,13

            Площадь петли A = πr2 = (3,14 …) (0,0500 м) 2 = 7,85 × 10−3м2A = πr2 = (3,14 …) (0,0500м) 2 = 7,85 × 10−3м2 размер 12 {A = πr rSup {размер 8 {2}} = \ (3 «.» «14» «. «». «». «\) \ (0». «» 0500 «` m \) rSup {size 8 {2}} = 7 «.» «85» умножить на «10» rSup {размер 8 {- 3}} `m rSup {размер 8 {2}}} {}.Ввод этого значения дает

            ЭДС = 200 (7,85 × 10–3м2) (1,25 Тл) 15,0 × 10–3 с = 131 В. ЭДС = 200 (7,85 × 10–3м2) (1,25 Тл) 15,0 × 10–3 с = 131 В. размер 12 {«emf» = «200» {{\ (7 «.» «85» умножить на «10» rSup {размер 8 {- 3}} «m» rSup {размер 8 {2}} \) \ (1 «.» «25» «T» \)} более {«15» «.» 0 раз «10» rSup {size 8 {- 3}} «s»}} = «131» «V»} {}

            23,14

            Обсуждение

            Это практическое среднее значение, аналогичное 120 В, используемому в бытовой электросети.

            ЭДС, рассчитанная в Примере 23.3 — это среднее значение за четверть оборота. Какова ЭДС в любой момент времени? Он меняется в зависимости от угла между магнитным полем и перпендикуляром к катушке. Мы можем получить выражение для ЭДС как функции времени, рассматривая ЭДС движения на вращающейся прямоугольной катушке шириной ww размером 12 {w} {} и высотой ℓℓ размером 12 {l} {} в однородном магнитном поле, как показано на рисунке 23.21.

            Рисунок 23.21 Генератор с одной прямоугольной катушкой, вращающейся с постоянной угловой скоростью в однородном магнитном поле, создает ЭДС, синусоидально изменяющуюся во времени.Обратите внимание, что генератор похож на двигатель, за исключением того, что вал вращается для выработки тока, а не наоборот.

            На заряды в проводах петли действует магнитная сила, потому что они движутся в магнитном поле. Заряды в вертикальных проводах испытывают силы, параллельные проводу, вызывая токи. Но те, кто находится в верхнем и нижнем сегментах, ощущают силу, перпендикулярную проводу, которая не вызывает тока. Таким образом, мы можем найти наведенную ЭДС, рассматривая только боковые провода.Движущаяся ЭДС равна ЭДС = Bℓvemf = Bℓv размер 12 {«emf» = Bℓv} {}, где скорость v перпендикулярна магнитному полю BB размером 12 {B} {}. Здесь скорость находится под углом θθ размер 12 {θ} {} с BB размером 12 {B} {}, так что ее составляющая, перпендикулярная BB размера 12 {B} {}, равна vsinθvsinθ size 12 {v «sin» θ} {} (см. рисунок 23.21). Таким образом, в этом случае ЭДС, индуцированная с каждой стороны, составляет ЭДС = Bℓvsinθemf = Bℓvsinθ размер 12 {«ЭДС» = Bℓv «sin» θ} {}, и они находятся в одном направлении.Общая ЭДС вокруг контура тогда составляет

            ЭДС = 2Bℓvsinθ.emf = 2Bℓvsinθ. size 12 {«emf» = 2Bℓv «sin» θ} {}

            23,15

            Это выражение допустимо, но оно не дает ЭДС как функцию времени. Чтобы найти зависимость ЭДС от времени, предположим, что катушка вращается с постоянной угловой скоростью ωω размером 12 {ω} {}. Угол θθ размер 12 {θ} {} связан с угловой скоростью соотношением θ = ωtθ = ωt размер 12 {θ = ωt} {} , так что

            emf = 2Bℓvsinωt.emf = 2Bℓvsinωt. размер 12 {«emf» = Bℓv «sin» ωt} {}

            23.16

            Теперь, линейная скорость vv связана с угловой скоростью ωω на v = rωv = rω размер 12 {v = rω} {}. Здесь r = w / 2r = w / 2 размер 12 {r = w / 2} {}, так что v = (w / 2) ωv = (w / 2) ω размер 12 {v = \ (w / 2 \) ω} {} и

            ЭДС = 2Bℓw2ωsinωt = (ℓw) Bωsinωt.emf = 2Bℓw2ωsinωt = (ℓw) Bωsinωt. размер 12 {«emf» = 2Bℓ {{w} над {2}} ω «sin» ωt = \ (ℓw \) Bω «sin» ωt} {}

            23,17

            Заметив, что площадь петли A = ℓwA = ℓw размер 12 {A = ℓw} {}, и учитывая размер петель NN 12 {N} {}, мы находим, что

            emf = NABωsinωtemf = NABωsinωt size 12 {«emf» = ital «NAB» ω «sin» ωt} {}

            23.18

            — ЭДС, индуцированная в катушке генератора с размером NN 12 {N} {} витков и площадью AA размером 12 {A} {}, вращающейся с постоянной угловой скоростью. ωω в однородном магнитном поле BB размером 12 {B} {}. Это также можно выразить как

            emf = emf0sinωt, emf = emf0sinωt, size 12 {«emf» = «emf» rSub {size 8 {0}} «sin» ωt} {}

            23,19

            где

            emf0 = NABωemf0 = NABω размер 12 {«emf» rSub {size 8 {0}} = ital «NAB» ω} {}

            23,20

            — максимальная (пиковая) ЭДС.Обратите внимание, что частота колебаний составляет f = ω / 2πf = ω / 2π размер 12 {f = ω / 2π} {} , а период составляет T = 1 / f = 2π / ωT = 1 / f = 2π / ω размер 12 {T = 1 / f = 2π / ω} {} . На рис. 23.22 показан график зависимости ЭДС от времени, и теперь кажется разумным, что переменное напряжение синусоидально.

            Рисунок 23.22 ЭДС генератора направляется на лампочку с показанной системой колец и щеток. График показывает зависимость ЭДС генератора от времени.emf0emf0 size 12 {«emf» rSub {size 8 {0}}} {} — пиковая ЭДС. Период равен T = 1 / f = 2π / ωT = 1 / f = 2π / ω размер 12 {T = 1 / f = 2π / ω} {}, где ff размер 12 {f} {} — частота. Обратите внимание, что сценарий E означает emf.

            Тот факт, что пиковая ЭДС, emf0 = NABωemf0 = NABω size 12 {«emf» rSub {size 8 {0}} = ital «NAB» ω} {}, имеет смысл. Чем больше катушек, тем больше их площадь и чем сильнее поле, тем больше выходное напряжение. Интересно, что чем быстрее вращается генератор (больше размер ωω 12 {ω} {}), тем больше ЭДС.Это заметно на велосипедных генераторах — по крайней мере, на более дешевых моделях. Один из авторов, будучи подростком, находил забавным ездить на велосипеде достаточно быстро, чтобы погасить его свет, пока ему не пришлось ехать домой без света одной темной ночью.

            На рис. 23.23 показана схема, по которой генератор может вырабатывать импульсный постоянный ток. Более сложные конструкции из нескольких катушек и разрезных колец могут обеспечить более плавный постоянный ток, хотя для создания постоянного тока без пульсаций обычно используются электронные, а не механические средства.

            Рисунок 23.23. Разделенные кольца, называемые коммутаторами, в этой конфигурации создают импульсный выходной сигнал ЭДС постоянного тока.

            Пример 23.4

            Расчет максимальной ЭДС генератора

            Вычислите максимальную ЭДС, emf0emf0 size 12 {«emf» rSub {size 8 {0}}} {}, генератора, который был предметом примера 23.3.

            Стратегия

            После определения ωω размера 12 {ω} {}, угловой скорости, можно использовать emf0 = NABωemf0 = NABω size 12 {«emf» rSub {size 8 {0}} = ital «NAB» ω} {} для найдите emf0emf0 size 12 {«emf» rSub {size 8 {0}}} {}.Все остальные количества известны.

            Решение

            Угловая скорость определяется как изменение угла в единицу времени:

            ω = ΔθΔt.ω = ΔθΔt. размер 12 {ω = {{Δθ} больше {Δt}}} {}

            23,21

            Одна четвертая оборота равна π / 2π / 2 размером 12 {l} {} радиан, а время — 0,0150 с; таким образом,

            ω = π / 2 рад 0,0150 с = 104,7 рад / с. ω = π / 2 рад 0,0150 с = 104,7 рад / с.

            23,22

            104,7 рад / с — это точно 1000 об / мин. Мы заменяем это значение на размер ωω 12 {ω} {} и информацию из предыдущего примера в emf0 = NABωemf0 = NABω size 12 {«emf» rSub {size 8 {0}} = ital «NAB» ω} {}, дает

            emf0 = NABω = 200 (7.85 × 10−3м2) (1,25T) (104,7рад / с) = 206V.emf0 = NABω = 200 (7,85 × 10−3м2) (1,25T) (104,7рад / с) = 206V.alignl {stack { размер 12 {«emf» rSub {size 8 {0}} = ital «NAB» ω} {} # «» = «200» \ (7 «.» «85» умножить на «10» rSup {размер 8 {- 3}} «m» rSup {размер 8 {2}} \) \ (1 «.» «25» «T» \) \ («104» «.» 7 «рад / с» \) {} # «» = «206» «V» {} }} {}

            23,23

            Обсуждение

            Максимальная ЭДС больше, чем средняя ЭДС 131 В, найденная в предыдущем примере, как и должно быть.

            В реальной жизни электрические генераторы сильно отличаются от рисунков в этом разделе, но принципы те же.Источником механической энергии, вращающей катушку, может быть падающая вода (гидроэнергия), пар, образующийся при сжигании ископаемого топлива, или кинетическая энергия ветра. Рисунок 23.24 показывает паровую турбину в разрезе; пар движется по лопастям, соединенным с валом, который вращает катушку внутри генератора.

            Рисунок 23.24 Паровая турбина / генератор. Пар, образующийся при сжигании угля, ударяет по лопаткам турбины, вращая вал, соединенный с генератором.(кредит: Nabonaco, Wikimedia Commons)

            Генераторы, показанные в этом разделе, очень похожи на двигатели, показанные ранее. Это не случайно. Фактически, двигатель становится генератором, когда его вал вращается. В некоторых ранних автомобилях стартер использовался в качестве генератора. В Back Emf мы более подробно рассмотрим действие двигателя как генератора.

            Электрогенераторы — Физический факультет

            Цели обучения

            • Рассчитайте ЭДС, наведенную в генераторе.
            • Рассчитайте пиковую ЭДС, которая может быть наведена в конкретной системе генератора.

            Электрические генераторы индуцируют ЭДС, вращая катушку в магнитном поле, как кратко обсуждается в Индуцированная ЭДС и Магнитный поток. Теперь мы рассмотрим генераторы более подробно. Рассмотрим следующий пример.

            ЭДС, вычисленная на (Рисунок), представляет собой среднее значение за четверть оборота. Какова ЭДС в любой момент времени? Он меняется в зависимости от угла между магнитным полем и перпендикуляром к катушке.Мы можем получить выражение для ЭДС как функции времени, рассматривая ЭДС движения на вращающейся прямоугольной катушке ширины и высоты в однородном магнитном поле, как показано на (Рисунок).

            Генератор с одной прямоугольной катушкой, вращающейся с постоянной угловой скоростью в однородном магнитном поле, создает ЭДС, синусоидально изменяющуюся во времени. Обратите внимание, что генератор похож на двигатель, за исключением того, что вал вращается для выработки тока, а не наоборот.

            На заряды в проводах петли действует магнитная сила, потому что они движутся в магнитном поле. Заряды в вертикальных проводах испытывают силы, параллельные проводу, вызывая токи. Но те, кто находится в верхнем и нижнем сегментах, ощущают силу, перпендикулярную проводу, которая не вызывает тока. Таким образом, мы можем найти наведенную ЭДС, рассматривая только боковые провода. Движущаяся ЭДС равна , где скорость v перпендикулярна магнитному полю.Здесь скорость находится под углом к, так что ее составляющая, перпендикулярная к, есть (см. (Рисунок)). Таким образом, в этом случае наведенная ЭДС с каждой стороны равна , и они имеют одинаковое направление. Общая ЭДС вокруг контура тогда составляет

            .

            Это выражение допустимо, но оно не дает ЭДС как функцию времени. Чтобы найти зависимость ЭДС от времени, предположим, что катушка вращается с постоянной угловой скоростью. Угол связан с угловой скоростью соотношением , так что

            Итак, линейная скорость связана с угловой скоростью соотношением.Вот так, чтобы и

            Учитывая, что площадь петли составляет, и учитывая петли, мы находим, что

            — ЭДС, индуцированная в обмотке генератора с витками и областью, вращающейся с постоянной угловой скоростью в однородном магнитном поле. Это также можно выразить как

            где

            — максимальная (пиковая) ЭДС. Обратите внимание, что частота колебания , а период . (рисунок) показан график зависимости ЭДС от времени, и теперь кажется разумным, что напряжение переменного тока является синусоидальным.

            ЭДС генератора направляется на лампочку с показанной системой колец и щеток. График показывает зависимость ЭДС генератора от времени. это пиковая ЭДС. Период, где — частота. Обратите внимание, что сценарий E означает emf.

            Тот факт, что пиковая ЭДС, имеет смысл. Чем больше катушек, тем больше их площадь и чем сильнее поле, тем больше выходное напряжение. Интересно, что чем быстрее вращается генератор (больше), тем больше ЭДС.Это заметно на велосипедных генераторах — по крайней мере, на более дешевых моделях. Один из авторов, будучи подростком, находил забавным ездить на велосипеде достаточно быстро, чтобы погасить его свет, пока ему не пришлось ехать домой без света одной темной ночью.

            (рисунок) показывает схему, с помощью которой генератор может вырабатывать импульсный постоянный ток. Более сложные конструкции из нескольких катушек и разрезных колец могут обеспечить более плавный постоянный ток, хотя для создания постоянного тока без пульсаций обычно используются электронные, а не механические средства.

            Разделенные кольца, называемые коммутаторами, в этой конфигурации создают импульсный выходной сигнал ЭДС постоянного тока.

            Расчет максимальной ЭДС генератора

            Рассчитайте максимальную ЭДС генератора, о котором идет речь (рисунок).

            Стратегия

            После определения угловой скорости ее можно использовать для ее определения. Все остальные количества известны.

            Решение

            Угловая скорость определяется как изменение угла в единицу времени:

            Одна четвертая оборота равна радианам, а время равно 0.0150 с; таким образом,

            104,7 рад / с — это ровно 1000 об / мин. Мы заменяем это значение и информацию из предыдущего примера на, получая

            Обсуждение

            Максимальная ЭДС больше, чем средняя ЭДС 131 В, найденная в предыдущем примере, как и должно быть.

            В реальной жизни электрические генераторы сильно отличаются от рисунков в этом разделе, но принципы те же. Источником механической энергии, вращающей катушку, может быть падающая вода (гидроэнергия), пар, образующийся при сжигании ископаемого топлива, или кинетическая энергия ветра.(Рисунок) показывает в разрезе паровую турбину; пар движется по лопастям, соединенным с валом, который вращает катушку внутри генератора.

            Паровая турбина / генератор. Пар, образующийся при сжигании угля, ударяет по лопаткам турбины, вращая вал, соединенный с генератором. (Источник: Nabonaco, Wikimedia Commons)

            Генераторы, показанные в этом разделе, очень похожи на двигатели, показанные ранее. Это не случайно. Фактически, двигатель становится генератором, когда его вал вращается.В некоторых ранних автомобилях стартер использовался в качестве генератора. В Back Emf мы более подробно рассмотрим действие двигателя как генератора.

            Сводка раздела

            • Электрический генератор вращает катушку в магнитном поле, вызывая ЭДС , задаваемую как функцию времени посредством

            где — площадь однооборотной катушки, вращающейся с постоянной угловой скоростью в однородном магнитном поле. Пиковая ЭДС генератора составляет

            .

            Концептуальные вопросы

            Используя RHR-1, покажите, что ЭДС на сторонах контура генератора на (Рисунок) имеют одинаковое значение и, таким образом, складываются.

            Источником выработки электрической энергии генератора является работа по вращению его катушек. Как работа, необходимая для включения генератора, связана с законом Ленца?

            Задачи и упражнения

            Рассчитайте пиковое напряжение генератора, который вращает свою 200-витковую катушку диаметром 0,100 м со скоростью 3600 об / мин в поле 0,800 Тл.

            При какой угловой скорости в об / мин пиковое напряжение генератора будет 480 В, если его 500-витковая катушка диаметром 8,00 см вращается в 0.Поле 250 т?

            Какова пиковая ЭДС, генерируемая при вращении катушки с 1000 витками диаметром 20,0 см в магнитном поле Земли, учитывая, что плоскость катушки изначально перпендикулярна полю Земли и повернута параллельно полю за 10,0 мс?

            Какова пиковая ЭДС, генерируемая радиусом 0,250 м, катушка с 500 витками вращается на одну четверть оборота за 4,17 мс, первоначально ее плоскость перпендикулярна однородному магнитному полю. (Это 60 об / с.)

            (a) Велогенератор вращается со скоростью 1875 рад / с, производя 18.0 В пиковая ЭДС. Он имеет прямоугольную катушку размером 1,00 на 3,00 см в поле 0,640 Тл. Сколько витков в катушке? (b) Практично ли такое количество витков провода для катушки 1,00 на 3,00 см?

            Комплексные концепции

            Эта проблема относится к велосипедному генератору, рассмотренному в предыдущей задаче. Он приводится в движение колесом диаметром 1,60 см, которое катится по внешнему ободу велосипедной шины. а) Какова скорость велосипеда, если угловая скорость генератора составляет 1875 рад / с? (б) Какая максимальная ЭДС генератора, когда велосипед движется со скоростью 10?0 м / с, учитывая, что при исходных условиях оно составляло 18,0 В? (c) Если сложный генератор может изменять собственное магнитное поле, какая напряженность поля потребуется при 5,00 м / с для создания максимальной ЭДС 9,00 В?

            (a) Автомобильный генератор вращается со скоростью 400 об / мин при работе двигателя на холостом ходу. Его прямоугольная катушка с 300 витками, 5,00 на 8,00 см вращается в регулируемом магнитном поле, так что она может производить достаточное напряжение даже при низких оборотах в минуту. Какая напряженность поля необходима для создания пиковой ЭДС 24,0 В? (b) Обсудите, как эта требуемая напряженность поля сравнивается с имеющейся у постоянных магнитов и электромагнитов.

            (а) 0,477 т

            (b) Эта напряженность поля достаточно мала, чтобы ее можно было получить с помощью постоянного магнита или электромагнита.

            Покажите, что если катушка вращается с угловой скоростью, период ее выхода переменного тока равен.

            Катушка с 75 витками диаметром 10,0 см вращается с угловой скоростью 8,00 рад / с в поле 1,25 Тл, начиная с плоскости катушки, параллельной полю. а) Какова пиковая ЭДС? (б) В какое время впервые достигается пиковая ЭДС? (c) В какое время ЭДС становится наиболее отрицательной? (d) Каков период выходного напряжения переменного тока?

            (а) 5.89 В

            (б) При t = 0

            (в) 0,393 с

            (г) 0,785 с

            (a) Если ЭДС катушки, вращающейся в магнитном поле, равна нулю при и увеличивается до своего первого пика при, какова угловая скорость катушки? б) В какое время наступит его следующий максимум? (c) Каков период вывода? (d) Когда выход составляет первую четверть от максимума? (e) Когда это следующая четверть от максимума?

            Необоснованные результаты

            Катушка на 500 витков с площадью вращается в поле Земли, производя 12.Максимальная ЭДС 0 кВ. (а) С какой угловой скоростью нужно вращать катушку? б) Что неразумного в этом результате? (c) Какое предположение или предпосылка ответственны?

            (а)

            (b) Эта угловая скорость неоправданно высока, выше, чем может быть получена для любой механической системы.

            (c) Предположение, что можно получить напряжение до 12,0 кВ, является необоснованным.

            Наведенный потенциал и эффект генератора — Что происходит внутри электрогенератора? — Высшее — OCR 21C — Редакция GCSE Physics (Single Science) — OCR 21st Century

            Для протекания электрического тока в цепи требуется разность потенциалов или напряжение.

            Создание разности потенциалов

            Разность потенциалов может индуцироваться (создаваться) в проводнике при движении между проводником и магнитным полем. Это может происходить двумя разными способами:

            • проводник, обычно катушка с проволокой, перемещается в магнитном поле
            • магнит перемещается рядом с проводником или в катушку

            Это называется электромагнитной индукцией и является часто называют эффектом генератора.

            Индуцированная разность потенциалов создает индуцированный ток, если проводник включен в полную цепь.Как и все токи, индуцированный ток создает вокруг себя магнитное поле.

            Важно помнить, что если магнит перемещается в катушку с проволокой, индуцированное магнитное поле имеет тенденцию отталкивать магнит обратно из катушки. Этот эффект возникает независимо от того, перемещается ли магнит в катушку или катушка перемещается вокруг магнита.

            Факторы, влияющие на наведенный потенциал

            Направление наведенной разности потенциалов или наведенного тока зависит от направления движения.Ток меняется на противоположное, когда:

            • магнит перемещается из катушки
            • другой полюс магнита перемещается в катушку

            Это изображение иллюстрирует, как это работает.

            Индуцированная разность потенциалов или индуцированный ток увеличиваются, если:

            • увеличивается скорость движения
            • увеличивается напряженность магнитного поля
            • увеличивается количество витков на катушке

            Изобретение генератора электроэнергии

            Наука о том, как работает генератор — IncaWeb

            Генератор — это устройство, вырабатывающее электричество путем преобразования механической энергии в электрическую.Топливо, используемое для производства энергии, включает уголь, нефть, ветер, природный газ и другие источники. Сложность устройства увеличивается с увеличением производительности. Генераторы можно разделить на три типа; инверторы, переносные генераторы и резервные генераторы. Генератор работает по закону Фарадея, который гласит, что всякий раз, когда проводник помещается в магнитное поле, индуцирует электромагнитное поле. Два основных элемента генератора — это движение проводника, помещенного в магнитное поле, и магнитное поле.

            Работа генератора

            Если вы хотите понять, как работает генератор, то нам нужно знать, из каких компонентов состоит генератор и по какому принципу он работает. Согласно закону Фарадея, любой объект, проходящий через магнитное поле, способен генерировать электричество. Генераторы сделаны из медных материалов и мощных магнитов для создания электромагнитного поля.

            Раньше генераторы были прикреплены к генераторам или ручному кривошипу, который запускал движение.Генераторы использовались для питания домов, а турбины требовались для запуска генераторов для производства гидроэлектроэнергии. Сегодня генераторы прошли долгий путь и используются для самых разных целей. От электричества для всего дома до генераторов, используемых для кемпинга, до новых технологий с инверторными генераторами, которые очень эффективны и бесшумны в работе.

            Генераторы состоят из магнитов, магнитное поле вокруг которых вызывает электрический ток каждый раз, когда он вращается.Постоянное движение проводника обеспечивает регулярную подачу электричества.

            Совершенно очевидно, что генератор непосредственно не производит электрическую энергию, а преобразует подводимую к нему механическую энергию с помощью движущихся электрических зарядов в проводе. Электрические заряды передают выход в виде электричества.

            Пример

            Работу генератора, преобразующего механическую энергию в электрическую, можно пояснить на примере водяного насоса.Водяной насос используется для перекачивания воды из-под земли или запуска потока воды с использованием электроэнергии, но не для воды продукта.
            Генератор работает по той же технологии, за исключением того, что он выталкивает электроны вместо воды. Магнит в генераторе толкает частицы, используя определенную силу, что приводит к преобразованию механической энергии в электрическую.

            Наука, лежащая в основе работы генератора

            Генератор работает на явлениях электромагнитной индукции, которые объясняет Майкл Фарадей.Майкл Фарадей открыл теорию электромагнитной индукции в 1831 году, согласно которой, когда проводник помещается в магнитное поле, в нем индуцируется напряжение. Тот же самый механизм в генераторе, который производит механическую энергию в турбине. Двигатель внутреннего сгорания является основным источником механической энергии в генераторе. Когда на выходе создается электрическое напряжение, его часть течет в катушку, которая создает магнитное поле.

            Закон Фарадея открыл взаимодействие магнитного поля с электрической цепью для создания электродвижущей силы.Это явление называется электромагнитной индукцией.

            Закон электромагнитной индукции Фарадея гласит, что ток будет индуцироваться в проводящем материале при воздействии магнитного поля. Закон индукции объясняет принцип работы генераторов, индукторов, двигателей и трансформаторов. Фарадей провел эксперимент с использованием магнита и катушки и открыл явление индукции, и поэтому закон назван в его честь. В ходе исследования он обнаружил, что в катушке индуцируется электромагнитная сила, когда магнитные линии проходят через проводник.

            Эксперимент Фарадея по электромагнитной индукции

            В этом эксперименте Фарадей берет катушку, а магнит соединяет гальванометр. Когда магнит находится в состоянии покоя, стрелка гальванометра не показывает отклонения и находится только в нулевом положении. Но когда магнит приближается к катушке, стрелка гальванометра показывает отклонение в определенном направлении.

            Однако удерживание магнита в неподвижном положении не регистрирует никакого отклонения стрелки гальванометра, а это означает, что он возвращается к нулю.Опять же, когда магнит перемещается от катушки в противоположном направлении, гальванометр регистрирует дефект. Но если оставить в том же положении, стрелка снова будет указывать на ноль. Точно так же, когда магнит остается неподвижным, а катушка перемещается близко к магниту, стрелка гальванометра отклоняется. Чем быстрее изменяется движение магнитного поля, тем выше регистрируемая в катушке ЭДС.

            Из вышеупомянутого эксперимента Майкл Фарадей пришел к выводу, что всякий раз, когда есть относительное движение между магнитным полем и проводником, магнитные линии, проходящие через катушку, меняются, вызывая напряжение на катушке.Взяв за основу описанные выше эксперименты, Майкл Фарадей сформулировал два закона электромагнитной индукции. Эти законы известны как законы электромагнитной индукции Фарадея.

            Первый закон Фарадея

            Изменение магнитного поля проводника вызывает индукцию электромагнитной силы в проводнике, что называется наведенной ЭДС. И когда цепь замкнута, в цепи циркулирует ток, который называется индуцированным током.

            Второй закон Фарадея

            Второй закон Фарадея гласит, что величина электромагнитной силы, индуцированной в проводнике, равна скорости изменения магнитного поля, связанного с проводником.

            Законы Фарадея — это простые, основные и важные законы электромагнетизма. Закон применяется к большинству машин, использующих электричество, включая генераторы, медицину, промышленность и другие.

            • Законы Фарадея — основа функционирования силовых трансформаторов.
            • Закон взаимной индукции Фарадея лежит в основе работы электрического генератора.
            • Индукционная плита, которая является самым быстрым способом приготовления пищи, работает по принципу взаимной индукции.Изменение магнитного поля происходит, когда ток течет через катушку из медной проволоки под контейнером для готовки. Изменяющееся магнитное поле индуцирует электромагнитную силу, в результате чего создается ток, который превращается в тепло.
            • Скорость некоторых жидкостей измеряется с помощью электромагнитного расходомера.
            • Электромагнитная индукция также используется в музыкальных инструментах, таких как электрическая скрипка и т. Д.

            Помимо вышеперечисленного, электромагнитная индукция используется во многих других электроприборах.

            23,5 Электрические генераторы — Физика колледжа: OpenStax

            Сводка

            • Рассчитайте ЭДС, наведенную в генераторе.
            • Рассчитайте пиковую ЭДС, которая может быть наведена в конкретной системе генератора.

            Электрические генераторы индуцируют ЭДС, вращая катушку в магнитном поле, как кратко обсуждается в главе 23.1 «Индуцированная ЭДС и магнитный поток». Теперь мы рассмотрим генераторы более подробно. Рассмотрим следующий пример.{\ circ}} [/ latex]) за 15,0 мс. Круглая катушка с 200 витками имеет радиус 5,00 см и находится в однородном магнитном поле 1,25 Тл. Какая средняя наведенная ЭДС?

            Рис. 1. Когда катушка генератора вращается на одну четверть оборота, магнитный поток Φ изменяется от своего максимума до нуля, вызывая ЭДС.

            Стратегия

            Мы используем закон индукции Фарадея, чтобы найти среднюю ЭДС, индуцированную за время [latex] \ boldsymbol {\ Delta t} [/ latex]:

            [латекс] \ boldsymbol {\ textbf {emf} = -N} [/ latex] [латекс] \ boldsymbol {\ frac {\ Delta \ phi} {\ Delta t}} [/ латекс]

            Мы знаем, что [латекс] \ boldsymbol {N = 200} [/ latex] и [латекс] \ boldsymbol {\ Delta t = 15.0 \; \ textbf {ms}} [/ latex], поэтому мы должны определить изменение потока [latex] \ boldsymbol {\ Delta \ phi} [/ latex], чтобы найти ЭДС. {\ circ}} [/ latex].{-3} \; \ textbf {s}}} [/ latex] [латекс] \ boldsymbol {= 131 \; \ textbf {V}} [/ latex].

            Обсуждение

            Это практическое среднее значение, аналогичное 120 В, используемому в бытовой электросети.

            ЭДС, рассчитанная в Примере 1, представляет собой среднее значение за четверть оборота. Какова ЭДС в любой момент времени? Он меняется в зависимости от угла между магнитным полем и перпендикуляром к катушке. Мы можем получить выражение для ЭДС как функции времени, рассматривая ЭДС движения на вращающейся прямоугольной катушке шириной [латекс] \ boldsymbol {w} [/ latex] и высотой [латекс] \ boldsymbol {\ ell} [/ latex ] в однородном магнитном поле, как показано на рисунке 2.

            Рис. 2. Генератор с одной прямоугольной катушкой, вращающейся с постоянной угловой скоростью в однородном магнитном поле, создает ЭДС, синусоидально изменяющуюся во времени. Обратите внимание, что генератор похож на двигатель, за исключением того, что вал вращается для выработки тока, а не наоборот.

            На заряды в проводах петли действует магнитная сила, потому что они движутся в магнитном поле. Заряды в вертикальных проводах испытывают силы, параллельные проводу, вызывая токи.Но те, кто находится в верхнем и нижнем сегментах, ощущают силу, перпендикулярную проводу, которая не вызывает тока. Таким образом, мы можем найти наведенную ЭДС, рассматривая только боковые провода. ЭДС движения задается как [латекс] \ boldsymbol {\ textbf {emf} = B \ ell v} [/ latex], где скорость [латекс] \ boldsymbol {v} [/ latex] перпендикулярна магнитному полю [ латекс] \ boldsymbol {B} [/ латекс]. Здесь скорость находится под углом [латекс] \ boldsymbol {\ theta} [/ latex] с [латексом] \ boldsymbol {B} [/ latex], так что его компонент перпендикулярен [латексу] \ boldsymbol {B} [/ latex] — это [latex] \ boldsymbol {v \; \ textbf {sin} \; \ theta} [/ latex] (см. рисунок 2).Таким образом, в этом случае ЭДС, индуцированная с каждой стороны, равна [латексу] \ boldsymbol {emf = B \ ell v \; \ textbf {sin} \ theta} [/ latex], и они направлены в одном направлении. Суммарная ЭДС вокруг контура тогда составляет

            .

            [латекс] \ boldsymbol {\ textbf {emf} = 2B \ ell v \; \ textbf {sin} \; \ theta} [/ latex].

            Это выражение допустимо, но оно не дает ЭДС как функцию времени. Чтобы найти зависимость ЭДС от времени, предположим, что катушка вращается с постоянной угловой скоростью [латекс] \ boldsymbol {\ omega} [/ latex]. Угол [латекс] \ boldsymbol {\ theta} [/ latex] связан с угловой скоростью посредством [латекса] \ boldsymbol {\ theta = \ omega t} [/ latex], так что

            [латекс] \ boldsymbol {\ textbf {emf} = 2B \ ell v \; \ textbf {sin} \ omega t}.[/ латекс]

            Итак, линейная скорость [латекс] \ boldsymbol {v} [/ latex] связана с угловой скоростью [латекс] \ boldsymbol {\ omega} [/ latex] посредством [латекса] \ boldsymbol {v = r \ omega} [/ латекс]. Здесь [латекс] \ boldsymbol {r = w / 2} [/ latex], так что [latex] \ boldsymbol {v = (w / 2) \ omega} [/ latex] и

            [латекс] \ boldsymbol {emf = 2B \ ell} [/ latex] [латекс] \ boldsymbol {\ frac {w} {2}} [/ latex] [латекс] \ boldsymbol {\ omega \; \ textbf {sin } \ omega t = (\ ell w) B \ omega \; \ textbf {sin} \ omega t}. [/ latex]

            Заметив, что область петли [latex] \ boldsymbol {A = \ ell w} [/ latex], и учитывая петли [latex] \ boldsymbol {N} [/ latex], мы находим, что

            [латекс] \ boldsymbol {emf = NAB \ omega \; \ textbf {sin} \ omega t} [/ latex]

            — это ЭДС , индуцированная в катушке генератора [латекс] \ boldsymbol {N} [/ latex] витков и площадь [латекс] \ boldsymbol {A} [/ latex], вращающаяся с постоянной угловой скоростью [латекс] \ boldsymbol {\ omega} [/ latex] в однородном магнитном поле [латекс] \ boldsymbol {B} [/ latex].Это также можно выразить как

            [латекс] \ boldsymbol {emf = emf_0 \; \ textbf {sin} \ omega t}, [/ латекс]

            где

            [латекс] \ boldsymbol {emf_0 = NAB \ omega} [/ латекс]

            — это максимальная (пиковая) ЭДС . Обратите внимание, что частота колебаний составляет [латекс] \ boldsymbol {f = \ omega / 2 \ pi} [/ latex] , а период составляет [латекс] \ boldsymbol {T = 1 / f = 2 \ pi / \ omega} [/ латекс] . На рисунке 3 показан график зависимости ЭДС от времени, и теперь кажется разумным, что напряжение переменного тока является синусоидальным.

            Рис. 3. ЭДС генератора направляется на лампочку с показанной системой колец и щеток. График показывает зависимость ЭДС генератора от времени. ЭДС 0 — пиковая ЭДС. Период T = 1/ f = 2π / ω — частота. Обратите внимание, что сценарий E означает emf.

            Тот факт, что пиковая ЭДС, [латекс] \ boldsymbol {emf_0 = NAB \ omega} [/ latex], имеет смысл. Чем больше катушек, тем больше их площадь и чем сильнее поле, тем больше выходное напряжение.Интересно, что чем быстрее вращается генератор (больше [латекс] \ boldsymbol {\ omega} [/ latex]), тем больше ЭДС. Это заметно на велосипедных генераторах — по крайней мере, на более дешевых моделях. Один из авторов, будучи подростком, находил забавным ездить на велосипеде достаточно быстро, чтобы погасить его свет, пока ему не пришлось ехать домой без света одной темной ночью.

            На рис. 4 показана схема, с помощью которой генератор может вырабатывать импульсный постоянный ток. Более сложные конструкции из нескольких катушек и разрезных колец могут обеспечить более плавный постоянный ток, хотя для создания постоянного тока без пульсаций обычно используются электронные, а не механические средства.

            Рис. 4. Разделенные кольца, называемые коммутаторами, в этой конфигурации создают импульсный выходной сигнал ЭДС постоянного тока.

            Пример 2: Расчет максимальной ЭДС генератора

            Рассчитайте максимальную ЭДС, [latex] \ boldsymbol {emf_0} [/ latex], генератора, который был предметом примера 1.

            Стратегия

            После определения [latex] \ boldsymbol {\ omega} [/ latex], угловой скорости, [latex] \ boldsymbol {emf_0 = NAB \ omega} [/ latex] можно использовать для поиска [latex] \ boldsymbol { emf_0} [/ латекс].Все остальные количества известны.

            Решение

            Угловая скорость определяется как изменение угла в единицу времени:

            [латекс] \ boldsymbol {\ omega =} [/ latex] [латекс] \ boldsymbol {\ frac {\ theta \ Omega} {\ Delta t}} [/ латекс].

            Одна четвертая оборота составляет [latex] \ boldsymbol {\ pi / 2} [/ latex] радиан, а время составляет 0,0150 с; таким образом,

            [латекс] \ begin {array} {r @ {{} = {}} l} \ boldsymbol {\ omega} & \ boldsymbol {\ frac {\ pi / 2 \; \ textbf {rad}} {0.2) (1.25 \; \ textbf {T}) (104.7 \; \ textbf {rad / s}).} \\ [1em] & \ boldsymbol {206 \; \ textbf {V}}. \ end {array} [/ latex]

            Обсуждение

            Максимальная ЭДС больше, чем средняя ЭДС 131 В, найденная в предыдущем примере, как и должно быть.

            В реальной жизни электрические генераторы сильно отличаются от рисунков в этом разделе, но принципы те же. Источником механической энергии, вращающей катушку, может быть падающая вода (гидроэнергия), пар, образующийся при сжигании ископаемого топлива, или кинетическая энергия ветра.На фиг.5 — паровая турбина в разрезе; пар движется по лопастям, соединенным с валом, который вращает катушку внутри генератора.

            Рисунок 5. Паровая турбина / генератор. Пар, образующийся при сжигании угля, ударяет по лопаткам турбины, вращая вал, соединенный с генератором. (кредит: Nabonaco, Wikimedia Commons)

            Генераторы, показанные в этом разделе, очень похожи на двигатели, показанные ранее. Это не случайно. Фактически, двигатель становится генератором, когда его вал вращается.В некоторых ранних автомобилях стартер использовался в качестве генератора. В главе 23.6 «Обратная ЭДС» мы более подробно рассмотрим действие двигателя как генератора.

            • Электрический генератор вращает катушку в магнитном поле, вызывая ЭДС, задаваемую как функцию времени

              [латекс] \ boldsymbol {emf = NAB \ omega \; \ textbf {sin} \ omega t} [/ latex],

              где [латекс] \ boldsymbol {A} [/ latex] — площадь витка [латекса] \ boldsymbol {N} [/ latex] витка, вращающегося с постоянной угловой скоростью [латекс] \ boldsymbol {\ omega} [ / latex] в однородном магнитном поле [латекс] \ boldsymbol {B} [/ latex].

            • Пиковая ЭДС [латекс] \ boldsymbol {emf_0} [/ latex] генератора равна

              [латекс] \ boldsymbol {emf_0 = NAB \ omega}. [/ Latex]

            Концептуальные вопросы

            1: Используя RHR-1, покажите, что ЭДС на сторонах контура генератора на Рисунке 4 имеют одинаковое значение и, таким образом, складываются.

            2: Источником выходной электрической энергии генератора является работа, выполняемая для вращения его катушек. Как работа, необходимая для включения генератора, связана с законом Ленца?

            Задачи и упражнения

            1: Рассчитайте пиковое напряжение генератора, который совершает 200 оборотов, 0.{-5} \; \ textbf {T}} [/ latex] магнитное поле, учитывая, что плоскость катушки изначально перпендикулярна полю Земли и повернута параллельно полю за 10,0 мс?

            4: Какова пиковая ЭДС, генерируемая радиусом 0,250 м, катушка с 500 витками вращается на одну четверть оборота за 4,17 мс, первоначально ее плоскость перпендикулярна однородному магнитному полю. (Это 60 об / с.)

            5: (a) Велогенератор вращается со скоростью 1875 рад / с, производя 18.0 В пиковая ЭДС. Он имеет прямоугольную катушку размером 1,00 на 3,00 см в поле 0,640 Тл. Сколько витков в катушке? (b) Практично ли такое количество витков провода для катушки 1,00 на 3,00 см?

            6: Комплексные концепции

            Эта проблема относится к велосипедному генератору, рассмотренному в предыдущей задаче. Он приводится в движение колесом диаметром 1,60 см, которое катится по внешнему ободу велосипедной шины. а) Какова скорость велосипеда, если угловая скорость генератора составляет 1875 рад / с? (б) Какая максимальная ЭДС генератора, когда велосипед движется со скоростью 10?0 м / с, учитывая, что при исходных условиях оно составляло 18,0 В? (c) Если сложный генератор может изменять собственное магнитное поле, какая напряженность поля потребуется при 5,00 м / с для создания максимальной ЭДС 9,00 В?

            7: (a) Автомобильный генератор вращается со скоростью 400 об / мин, когда двигатель работает на холостом ходу. Его прямоугольная катушка с 300 витками, 5,00 на 8,00 см вращается в регулируемом магнитном поле, так что она может производить достаточное напряжение даже при низких оборотах в минуту. Какая напряженность поля необходима для получения сигнала 24.0 В пиковая ЭДС? (b) Обсудите, как эта требуемая напряженность поля сравнивается с имеющейся у постоянных магнитов и электромагнитов.

            8: Покажите, что если катушка вращается с угловой скоростью ωω, период ее выхода переменного тока составляет [латекс] \ boldsymbol {2 \ pi / \ omega} [/ latex].

            9: Катушка с 75 витками диаметром 10,0 см вращается с угловой скоростью 8,00 рад / с в поле 1,25 Тл, начиная с плоскости катушки, параллельной полю. а) Какова пиковая ЭДС? (б) В какое время впервые достигается пиковая ЭДС? (c) В какое время ЭДС становится наиболее отрицательной? (d) Каков период выходного напряжения переменного тока?

            10: (a) Если ЭДС катушки, вращающейся в магнитном поле, равна нулю в [латексе] \ boldsymbol {t = 0} [/ latex], и увеличивается до своего первого пика в [латексе] \ boldsymbol { т = 0.Поле {-5} \; \ textbf {T}} [/ latex], создающее максимальную ЭДС 12,0 кВ. (а) С какой угловой скоростью нужно вращать катушку? б) Что неразумного в этом результате? (c) Какое предположение или предпосылка ответственны?

            Глоссарий

            электрогенератор
            устройство для преобразования механической работы в электрическую энергию; он индуцирует ЭДС, вращая катушку в магнитном поле
            ЭДС, индуцированная в катушке генератора
            [латекс] \ boldsymbol {emf = NAB \ omega \; \ textbf {sin} \ omega t} [/ latex], где [latex] \ boldsymbol {A} [/ latex] — это площадь [латекса] \ boldsymbol {N} [/ latex] -виток, вращающийся с постоянной угловой скоростью [latex] \ boldsymbol {\ omega} [/ latex] в однородном магнитном поле [latex] \ boldsymbol {B} [/ latex], над период времени [латекс] \ boldsymbol {t} [/ latex]
            пиковая ЭДС
            [латекс] \ boldsymbol {emf_0 = NAB \ omega} [/ латекс]

            Решения

            Задачи и упражнения

            1: 474 В

            3: 0.6 \; \ textbf {рад / с}} [/ латекс]

            (b) Эта угловая скорость неоправданно высока, выше, чем может быть получена для любой механической системы.

            (c) Предположение, что можно получить напряжение до 12,0 кВ, является необоснованным.

            Объясните работу электрического генератора с физическим классом d 12 CBSE

            Подсказка: Электрический генератор — это электронное устройство, используемое для преобразования механической энергии в электрическую с использованием принципа электромагнитной индукции.Постройте диаграмму, следуя ее схеме работы. Кроме того, объясните явление электромагнитной индукции для самого генератора и то, как создается ток.

            Полный пошаговый ответ:
            Генератор или динамо-машина — это устройство, преобразующее механическую энергию в электрическую. Термин «генератор» неправильно используется для описания этого устройства, потому что он никоим образом не генерирует энергию, а просто преобразует одну ее форму в другую. Это связано с универсальным законом сохранения энергии, который гласит, что энергия не может быть ни создана, ни уничтожена, а просто преобразована из одной формы в другую.
            Это устройство работает в соответствии с законом Фарадея, который гласит, что когда проводник находится в переменном магнитном поле, это приводит к индукции ЭДС, которая, в свою очередь, равна скорости изменения потока установки. На следующем рисунке показан электрический генератор.

            Электрогенераторы бывают двух типов:
            i. Генератор переменного тока
            ii. Генератор постоянного тока
            Компоненты генератора:
            i. Полевой магнит
            ii. Арматура
            iii. Контактные кольца
            iv.Щетки
            v. Источник энергии

            Работа генератора:
            Когда катушка якоря генератора начинает вращаться, связанный с ней магнитный поток имеет тенденцию к изменению, и индуцированный ток течет через катушку. Исходя из исходного положения катушки, в соответствии с правилом правой руки Флеминга, индуцированный ток течет в цепи. В первом цикле катушки ток движется в определенном направлении, так что одна щетка действует как положительный вывод, а другой как отрицательный вывод.В другой половине эта полярность меняется, и ток течет в направлении, противоположном первоначальному. Таким образом, направление производимого тока меняет направление каждые полупериод. Таким образом, механическое вращение катушки производит электрическую энергию, то есть механическая энергия преобразуется в электрическую с помощью электрического генератора.

            Примечание: Электрический генератор также известен как динамо-машина. Механическая энергия для генератора может быть обеспечена различными способами, такими как гидравлические турбины на плотинах или водопадах, паровые турбины, использующие пар, получаемый при сжигании ископаемого топлива, ветровые турбины и т. Д.

            Типы генераторов — объяснение, принцип, индуцированный ток и важные часто задаваемые вопросы

            Было время, когда батарея была единственным способом получения электричества. Однако это было дорого.

            Чтобы заменить этот метод, в настоящее время люди устанавливают устройство вне дома, чтобы использовать электричество при отключении электричества.

            Что это за устройство люди используют для получения электричества?

            Ну это устройство и есть генератор.

            Генератор — это устройство, которое берет энергию от источника и преобразует ее в электрическую.

            Когда мы передаем крутящий момент на генератор, он продолжает вращаться.

            Итак, вращательная механика возникает из-за механической энергии. Благодаря этому движению мы получаем электричество.

            Работает по принципу сохранения энергии.

            Согласно закону сохранения энергии, генератор не производит энергию; он только преобразует одну форму энергии в другую.

            Принцип генератора

            Генератор работает по принципу электромагнитной индукции (EMI).

            Что такое EMI?

            Предположим, что замкнутая катушка помещена между N и S полюсами, как показано ниже:

            [Изображение будет загружено в ближайшее время]

            Если мы посмотрим на диаграмму выше, силовые линии магнитного поля проходят от северного полюса к южному. .

            По мере вращения катушки количество силовых линий магнитного поля, пересекающих эту катушку, меняется.

            Из-за изменения количества силовых линий магнитного поля во время вращения катушки вырабатывается электричество. Это явление называется EMI.

            Индуцированный ток

            Электромагнитные помехи — интересное явление в физике. Он гласит, что если мы продолжаем изменять количество силовых линий магнитного поля, не увеличивая и не уменьшая их, тип тока, генератор, производит индуцированный ток.

            Итак, что означает индуцированный?

            Слово «индуцированный» означает «нематериальный».

            Индуцированный ток также нематериален, потому что мы не касаемся катушки, а только переменные силовые линии магнитного поля, проходящие через вращающуюся катушку, и мы получаем электричество.

            Теперь поговорим о различных типах генераторов.

            Типы генераторов

            В основном выделяются три типа электрических генераторов (или типы генераторов энергии):

            1. Переносные генераторы

            2. Инверторные генераторы

            3. Резервные генераторы

              8

            распространенными типами генераторов являются:

            1. бензиновые генераторы

            2. дизельные топливные генераторы

            3. пропановые газовые или парогенераторы

            4. биодизельные генераторы

            5. генераторы на природном газе

            6. Генератор водорода

            Теперь давайте обсудим эти портативные генераторы

            по одному

            Если вы хотите использовать легкий, безопасный в использовании, надежный и звукоизолированный генератор для любителей активного отдыха, тогда установка портативных генераторов снаружи — лучший выбор для тебя.

            Эти бытовые генераторы представляют собой дизельные устройства, обеспечивающие временное электроснабжение.

            Мы используем их для удовлетворения наших основных потребностей в электроснабжении дома во время перебоев в подаче электроэнергии, для питания кабины или электроинструментов, необходимых во время проектов.

            [Изображение будет скоро загружено]

            Инверторные генераторы

            Если вы предпочитаете низкое энергопотребление и небольшое, тихое работающее устройство, то первым выбором будет установка инверторного генератора.

            Инверторный генератор с помощью электроники управляет движением двигателя для удовлетворения потребности в электроэнергии вместо того, чтобы постоянно работать на полную мощность.

            Лучшее в использовании такого устройства — это то, что вам не нужно часто заправлять бензобак.

            [Изображение будет загружено в ближайшее время]

            Резервный генератор

            Если вы хотите использовать устройство со следующими характеристиками:

            1. Беспокойство, то есть вам не нужно заправлять в течение нескольких недель для его работы .

            2. Работает автоматически

            3. Предназначен для питания всего дома в случае отключения электроэнергии

            4. Резервная электрическая система

            Тогда вам лучше всего подойдет установка резервного генератора.

            [Изображение будет скоро загружено]

            Дизельный резервный генератор

            Бензиновые генераторы

            Это один из лучших генераторов, потому что он работает на бензине и легко доступен по низкой цене.

            Эти генераторы доступны в небольших размерах; они идеальны для силовых моделей.

            [Изображение будет скоро загружено]

            Недостатки использования этого устройства:

            1. Они генерируют высокие выбросы

            2. Бензин недоступен во время перебоев в подаче электроэнергии, поскольку для его работы требуется электричество.

            3. Они плохо заводятся в холодную погоду.

            Дизельное топливо Генераторы

            Дизель является наименее горючим из всех источников топлива и легко доступен.

            Достоинства

            1. Имеют долгий срок службы

            Они долго работают эффективно при надлежащем техническом обслуживании.

            1. Доступно в эксплуатации

            [Изображение будет загружено в ближайшее время]

            Недостатки

            1. Дизельное топливо годно только до 24 месяцев хранения, а хранение больших количеств стоит дорого.

            2. Производят высокие выбросы

            3. Дороже, чем газовые двигатели.

            Генераторы пропана (пара и жидкости)

            Эти генераторы обладают следующими характеристиками:

            1. Низкие выбросы

            2. Они имеют более длительный срок хранения, чем дизельные и бензиновые генераторы

            3. Горят чисто

            4. Легко хранится в любом количестве

            5. Легко доступен при отключениях электроэнергии

            6. Доступный и долговечный

            7. Легко запускается при низких температурах

            8. Тихая работа

            9. 5 [Изображение будет
            будет загружено в ближайшее время]

            Demerit

            1. Пропан находится под давлением, потому что он легко воспламеняется, даже взрывоопасен.

            Биодизельные генераторы

            Биодизельное топливо производится из смеси дизельного топлива и биологических источников, таких как растительное масло или животный жир.

            Достоинства

            1. Они требуют меньшего количества ископаемого топлива

            2. Сгорают с меньшими выбросами и оставляет меньше остатков

            3. Экологичность

            [Изображение будет скоро загружено]

            Недостатки во время перебоев в подаче электроэнергии.

            Эмульгированные дизельные генераторы

            Это смесь дизельного топлива и воды, смешанная со смешивающим агентом.

            Достоинства

            1. Потребляет меньше ископаемого топлива и снижает выбросы

            Недостатки

            Поддержание надлежащего соотношения дизельного топлива и воды является сложной задачей.

            Генераторы природного газа

            Запасы природного газа безграничны.

            Достоинства

            1. Природный газ подается непрерывно во время их работы, чтобы эти генераторы никогда не заканчивали топливо и не требовали дозаправки

            2. Они работают тихо

            3. Горит чисто с низким уровнем выбросов

            4. Пускается хорошо в холодных условиях

            [Изображение будет скоро загружено]

            Demerit

            1. Включите высокие затраты на установку для непрерывной подачи природного газа.

            Генератор водорода

            [Изображение будет скоро загружено]

            Эти генераторы используют водород, потому что:

            1. Его очень много (особенно из источников воды),

            2. Нетоксично,

            3. 907 Чистый,

            4. Дешевый и

            5. Вырабатывает больше энергии на фунт, чем любой другой источник топлива

            .

            Добавить комментарий

            Ваш адрес email не будет опубликован.