Генератор постоянного тока.

Если вместо батареи в цепь электродвигателя включить сопротивление нагрузки и вращать якорь, то в проводнике, движущемся в магнитном поле, возникает Э.Д.С. индукции , а вращать необходимо с силой F равной силе Ампера F_A, которая будет теперь тормозить вращение.

Выразим Э.Д.С. умножим обе части уравнения на I_я, и учитывая, что

I_я R_н – напряжение внешней цепи

уравнения баланса мощностей

В генераторе механическая мощность от внешнего двигателя, паровой или гидротурбины преобразуется в электрическую мощность и мощность тепловых потерь.

От чего зависит Э.Д.С. генератора?

, но

угловая скорость

расстояние от проводника до оси вращения

проводника два площадь рамки, магнитный поток.

, если рамок N, а

n – число оборотов в единицу времени

с – постоянная генератора.

Э.Д.С. генератора зависти от магнитного потока и скорости вращения якоря.

Задачи:

В однородном магнитном поле с индукцией 1,5Тл перпендикулярно к направлению магнитного поля движется проводник со скоростью 10 м/с. Проводник длиной 100 см обладает сопротивлением r = 0,2 Ом. Проводник замкнут на сопротивление R = 2,8 Ом. Определить ЭДС индукции, ток в цепи, тормозящую силу. Составить уравнение баланса мощностей.

1. Согласно закону электромагнитной индукции в проводнике наводится ЭДС

Е=Вℓυ = 1,5·1·10=15В (sinφ=1)

2. В цепи возникает ток = = 5А

3. Электромагнитная сила (сила Ампера) с которой поле действует на проводник:

F=BIℓ = 1,5·1·5=7,5 Н

4. Составим уравнение баланса мощностей цепи:

Рмех = F·υ = 7,5·10 = 75 Вт

Рэл = ЕI = 15·5 = 75 Вт

Ртепл = I²·(R+r) = 5²(2,8+0,2) = 75 Вт

Уравнение теплового баланса Рмех = Рэл = Ртепл.

Вопросы:

1. Что происходит с рамкой, по которой протекает электрический ток в магнитном поле?

2. Какую функцию выполняет коллектор?

3. Как называется рамка с током в электрической машине?

4. Какое устройство передаёт ток от источника тока к обмотке якоря?

5. Запишите уравнение баланса мощностей.

6. Как называется электродвигатель с последовательной обмоткой возбуждения?

7. Как называется электродвигатель с последовательной обмоткой возбуждения?

8. Кто изобрёл электродвигатель постоянного тока?

9. Ч ему равна ЭДС индукции в движущемся проводнике?

10. Запишите уравнение баланса мощностей для генератора.

Рисунок 11 Генератор постоянного тока автомобильный

ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ 18

1. В однородном магнитном поле с магнитной индукцией 1,2 Тл, перпендикулярно силовым линиям движется проводник под действием внешней силы. Проводник имеет длину 100 см, сопротивление r = 0,6 Ом, в нём наводится ЭДС 3,6 В. К концам проводника присоединено сопротивление R = 3 Ом. Определить скорость движения проводника, ток в проводнике, тормозную силу. Составить уравнение баланса.

2. Проводник длиной 1 м движется со скоростью 5 м/с в однородном магнитном поле. Электрическая мощность, развиваемая проводником, 7,8 Вт при токе 6 А. Определить ЭДС, наводимую в проводнике, полное сопротивление цепи, магнитную индукцию, тормозящую силу составить уравнение баланса мощностей.