3. Режим короткого замыкания, кз.

Если полюса генератора замкнуть проводником с малым сопротивлением, то при Rвн = 0,1 Ом и U = 200 В по цепи пройдёт недопустимо большой ток, что приведёт к выходу генератора из строя: I = 200 : 0,1 = 2000А.

Магнетизм.

Если по проводнику протекает электрический ток, то вокруг него возникает магнитное поле. В прямолинейном проводнике силовые линии магнитного поля имеют форму замкнутых колец. Направление магнитных силовых линий можно определить по Правилу буравчика:

Если буравчик ввинчивать по направлению тока, то направление вращения его рукоятки укажет направление вектора магнитных силовых линий.

Д ля получения более сильного магнитного поля применяют катушки с проволочной обмоткой. При этом силовые линии внутри колец имеют одинаковое направление и складываются. Чем больше витков имеет катушка, тем более сильный магнитный поток она создаёт. Увеличивая напряжение можно также увеличить магнитную силу катушки. Для усиления этого потока внутрь катушки вставляют стальной сердечник с хорошей магнитной проводимостью. При этом сердечник намагничивается сам, то есть, он способен «притянуть» к себе, например, стальной предмет (якорь контактора или реле).

Рассмотрим это явление на примере работы электромагнитного реле РМ-3100, которое применяется в низковольтных цепях вагонов метрополитена.

Если на катушку (2) подать питание, то она намагнитит сердечник, установленный внутри катушки. В результате якорь (3) притянется к сердечнику, при этом подвижный (5) и неподвижный (6) контакты замкнутся и по цепи пройдёт ток. Подобные аппараты используются в электрических цепях в качестве электромагнитных контакторов и реле, их устройство более подробно рассматривается в разделе «Электрооборудование подвижного состава».

6

Принцип работы электродвигателя.

Вокруг любого проводника с током образуется магнитное поле. Если проводник с током поместить внутрь другого магнитного поля, то в результаьте взаимодействия двух магнитных полей образуется выталкивающая сила F, направление которой определяется по Правилу левой руки :

Если левую руку расположить так, чтобы магнитные силовые линии входили в ладонь, а 4 пальца указывали направление тока в проводнике, то отогнутый большой палец укажет направление действия выталкивающей силы.

Таким образом, зная направление тока в проводнике и это простое правило, можно определить направление вращения якоря электродвигателя, а если изменить направление тока в якоре или в главных полюсах, то изменится и направление выталкивающей силы, действующей на проводник с током.

Е сли рамку, сделанную из проводника, закрепить на оси и подключить её к источнику ЭДС, то по проводнику начнёт протекать ток, создавая вокруг него магнитное поле. Взаимодействие магнитного поля, созданного полюсами, с магнитным полем вокруг проводника приведёт к возникновению выталкивающей силы. Если, допустим, под северным полюсом направление тока в рамке «от нас», то на верхнюю часть рамки будут действовать силы, направленные влево, а под южным – вправо. В результате взаимодействия этих сил создаётся вращающий момент и рамка начинает вращаться вместе с осью в направлении действия выталкивающей силы.

При этом рамка и ось будут вращаться рывками каждые пол-оборота. Если же на оси закрепить несколько подобных рамок (по окружности) и обеспечить подачу на них питания строго в момент нахождения рамки под полюсами, то вращение оси будет непрерывным. Таким образом, если данную ось (вал) соединить через карданную муфту с редуктором колёсной пары, то она начнёт вращаться, приводя в движение вагон. Если в два раза увеличить количество полюсов, то вращающий момент ( сила тяги) увеличится также вдвое.