1. Основные физические явления, используемые в электромеханике для преобразования энергии.

Электромеханика — часть электротехники, занимающаяся электромеханическим преобразованием энергии. Устройства, преобразующие электрическую энергию в механическую и обратно, называются электромеханическими преобразователями (ЭП) или электрическими машинами.

Несколько ЭП, работающих в генераторном или двигательном режимах, линии электропередачи и различные функциональные аппараты образуют электромеханическую систему.

2. Основные законы электромеханики.

Как правило, под законами электромеханики подразумевают следующие законы электродинамики, необходимые для анализа процессов и проектирования электромеханических преобразователей^[12].

1. Закон электромагнитной индукции Фарадея:

где   — ЭДС,   — магнитный поток,   — магнитная индукция в данной точке поля,   — активная длина проводника в пределах равномерного магнитного поля с индукцией  , расположенного в плоскости, перпендикулярной к направлению магнитных силовых линий,   — скорость проводника в плоскости, нормальной к  , в направлении, перпендикулярном к  .

2. Закон полного тока для магнитной цепи (1-ое уравнение Максвелла в интегральной форме):

где   — вектор напряженности магнитного поля,   — элементарное перемещение вдоль некоторого пути в магнитном поле,   — величина полного тока, который охватывается контуром интегрирования.

3. Закон электромагнитных сил (закон Ампера).

Профессор МЭИ Копылов И. П. сформулировал три общих закона электромеханики^[13]:

1-й закон: Электромеханическое преобразование энергии не может осуществляться без потерь, его КПД всегда меньше 100 %.

2-ой закон: Все электрические машины обратимы, одна и та же машина может работать как в режиме двигателя так и в режиме генератора.

3-ий закон: Электромеханическое преобразование энергии осуществляется неподвижными друг относительно друга полями. Ротор может вращаться с той же скоростью, что и поле (в синхронных машинах), или с другой скоростью (в асинхронных машинах), однако поля статора и ротора в установившемся режиме неподвижны относительно друг друга.

3. Способы создания магнитного поля в электромеханических преобразователях (эмп).

4. Магнитные материалы используемые в электромеханике. Назначение. Основные параметры.

Материалы, применяемые в электрических машинах, подразделяются на три категории: конструктивные, активные и изоляционные.

Конструктивные материалы

применяются для изготовления таких деталей и частей машины, главным назначением которых является восприятие и передача механических нагрузок (валы, станины, подшипниковые щиты и стояки, различные крепежные детали и т. д.). В качестве конструктивных материалов в электрических машинах используется сталь, чугун, цветные металлы и их сплавы, пластмассы. К этим материалам предъявляются требования, общие в машиностроении.

Активные материалы

подразделяются на проводниковые и магнитные и предназначаются для изготовления активных частей машины (обмотки и сердечники магнитопроводов). Изоляционные материалы применяются для электрической изоляции обмоток и других токоведущих частей, а также для изоляции листов электротехнической стали друг от друга в расслоенных магнитных сердечниках. Отдельную группу составляют материалы, из которых изготовляются электрические щетки, применяемые для отвода тока с подвижных частей электрических машин.

Изоляционные материалы

К электроизоляционным материалам, применяемым в электрических машинах, предъявляются следующие требования: по возможности высокие электрическая прочность, механическая прочность, нагревостойкость и теплопроводность, а также малая гигроскопичность. Важно, чтобы изоляция была по возможности тонкой, так как увеличение толщины изоляции ухудшает теплоотдачу и приводит к уменьшению коэффициента заполнения паза проводниковым материалом, что в свою очередь вызывает уменьшение номинальной мощности машины.