1) Магнитные полюсы размещены на статоре,а проводник на роторе

Ту часть, которая создаёт магнитное поле, называют индуктором, а ту часть машины, где располагается обмотка, в которой индуктируется ЭДС, называют якорем.

Следовательно:   индуктор неподвижен, а якорь вращается. В таких генераторах скользящий контакт в цепи большой мощности создаёт значительные потери энергии, а при высоких напряжениях наличие такого контакта становится нецелесообразным. Поэтому генераторы с вращающимся якорем и неподвижными кольцами выполняют только при невысоких напряжениях (до 380/220 В) и небольших мощностях.

2) Магнитные полюсы помещены на роторе, а якорь – на статоре

Если вращать ротор-индуктор, то в обмотке статора будет индуктироваться переменная ЭДС. Это явление лежит в основе устройства однофазного генератора переменного тока. 

16.Законы электромагнитной индукции Фарадея-Максвелла и Ампера. Явления самоиндукции и взаимоиндукции и их использование в электротехнических устройствах и электрических машинах.

Закон ЭМИ Фарадея: для любого замкнутого контура индуцированная ЭДС равна скорости изменения магнитного потока, проходящего через этот контур.

,  

г де   – эдс индукции; – полный магнитный поток (потокосцепление).

. Магнитный поток, создаваемый током в контуре,

где  L – индуктивность контура; J  – сила тока.

Закон Ампера устанавливает, что на проводник с током, помещенный в однородное магнитное поле, индукция которого В, действует сила, пропорциональная силе тока и индукции магнитного поля:

F = BIlsinα,

Направление силы Ампера можно определить с помощью правила левой руки: если расположить левую ладонь руки так, чтобы четыре вытянутых пальца указывали направление тока в проводнике, а силовые линии магнитного поля входили в ладонь, то отставленный большой палец укажет направление силы, действующей на проводник с током

где α - угол между векторами

Возьмем контур, по которому протекает ток I. Он создает в окружающем пространстве магнитное поле, линии которого пронизывают плоскость контура.

Возникающий при этом поток получил название магнитного потока самоиндукцииФ_S, так как сам ток индуцирует этот магнитный поток. Под явлением самоиндукции можно понимать возникновение магнитногопотока самоиндукции при протекании по цепи тока.В случае, когда контур содержит Nвитков, используется понятие потокосцепления ψ_S самоиндукции (ψ_S = NФ_S). Оказывается, что ψ_Sи Iпрямопропорциональны друг другу и поэтому можно записать

ψ_S = LI,

где коэффициент пропорциональности Lназывают индуктивностью контура. Он описывает способность контура создавать потокосцепление самоиндукции и равен отношению ψ_S и I:

Пусть в пространстве находится два проводящих контура 1 и 2 Если пропустить по контуру 1 ток I₁, то часть линий вектора магнитной индукции , созданного током I₁ магнитного поля, будет пересекать плоскость второго контура. вследствие чего возникает потокосцепление ψ₂₁ взаимной индукции, которое прямо пропорционально силе тока I₁:

ψ₂₁ = L₂₁I₁.

Если пропустить ток I₂ по второму контуру, то аналогичные рассуждения приведут к следующей формуле:

Ψ₁₂ = L₁₂I₂.

в случае неферромагнитной среды коэффициенты пропорциональности L₁₂ и L₂₁ будут одинаковыми, они получили название взаимной индуктивности контуров 1 и 2:

L₁₂ = L₂₁ = Ψ₁₂/I₂ = ψ₂₁/I₁.

На явлении взаимной индукции основан принцип действия трансформаторов, применяемых для повышения или понижения напряжения переменного тока.

В электротехнике явление самоиндукции проявляется при замыкании цепи (эл.ток нарастает постепенно) и при размыкании цепи (эл.ток пропадает не сразу).

17. Активные и пассивные элементы цепей переменного тока. Идеальные элементы R, L и C в цепи переменного тока. Векторные диаграммы для напряжений. Цепи переменного тока со смешанным соединением элементов R, L и C. Векторная диаграмма для последовательного соединения элементов. Активное, реактивное и полное сопротивления цепи. Треугольник сопротивлений и треугольник мощностей.

Активные элементы вносят энергию в электрическую цепь, а пассивные ее потребляют.

Пассивные элементы:

Резистивнымиэлементами называются идеализированные модели резистора или других электротехнических устройств или их частей, оказывающих сопротивление току независимо от физической природы этого явления.

Напряжение и ток на резистивном элементесвязаны между собой: u = iR, i = Gu. Коэффициент R -сопротивление и G –проводимость.

Индуктивным элементом называется идеализированный элемент электрической цепи, обладающий свойством накопления им энергии магнитного поля.

Линейная индуктивность характеризуется зависимостью между потокосцеплением ψ(пси) и током i, ψ = Li. Напряжение и ток связаны

u = dψ/dt = L(di/dt)

L -индуктивность

Емкостным элементом называется идеализированный элемент электрической цепи, обладающий свойством накапливания энергии электрического поля.

Линейная емкость характеризуется линейной зависимостью между зарядом и напряжением,

q = Cu

Напряжение и ток емкости связаны i = dq/dt =C(du/dt).

Активные элементы электрических цепей

Активными называются элементы цепи, которые отдают энергию в цепь, т.е. источники энергии. Существуют независимые и зависимые источники.

Независимые источники: источник напряжения и источник тока.

Источник напряжения - идеализированный элемент электрической цепи, напряжение на зажимах которого не зависит от протекающего через него тока.

Внутреннее сопротивление идеального источника напряжения равно нулю.

Источник тока – это идеализированный элемент электрической цепи, ток которого не зависит от напряжения на его зажимах.

Веторные диаграммы напряжений (для последовательного соединения)

Индуктивное реактивное напряжение опережает по фазе ток I на угол π/2 (а)

Емкостное реактивное напряжение отстает по фазе от тока I на угол π/2 (б)

Э лектрическая цепь со смешанным соединением элементов.

В случае смешанного соединения имеются участки с последовательным и параллельным соединением элементов. Расчет схемы можно начать с определения общего сопротивления цепи формуле:

ток потребляемый из источника: . падения напряжений на участках цепи. На участке 1-2: , а на участке 2-3: . и .

Векторная диаграмма тока и напряжений для последовательного соединения

Сопротивление, в котором происходит необратимое преобразование электрической энергии в другие виды энергии, называется активным сопротивлением.

- активное сопротивление

При прохождении переменного тока через реактивные элементы возникает реактивное сопротивление (необратимого преобразования энергии нет)

- реактивные сопротивления

  Полное сопротивление цепи:

Треугольник сопротивлений:

На треугольнике видно, что катетами являются активное и реактивное сопротивление, а полной сопротивление гипотенуза.

tgφ = arctg(X/R)

+треугольник мощностей из 14 вопроса

18. Параллельное соединение идеальных элементов R,L,C в цепи переменного тока. Метод проводимостей. Векторная диаграмма для токов в цепи. Активная, реактивная и полная проводимости цепи. Треугольник проводимостей и треугольник мощностей.

П ример параллельного соединения RL элементов Рис. 23. При параллельном соединении к элементам цепи приложено общее напряжение, а ток в них определяется по закону Ома. Ток в сопротивлении , а ток через катушку индуктивности равен . При параллельном соединении проводимости складываются. Если общая проводимость имеет активно-реактивный характер, то она называется комплексной проводимостью и обозначается . Таким образом: или в показательной форме записи: . Комплекс общего сопротивления между точками 1 и 2 Положение вектора проводимости на комплексной плоскости показано на рис. 24 а. Если напряжение, приложенное к цепи равно , тогда ток, протекающий через сопротивление , а ток, протекающий по катушке индуктивности .Ток, потребляемый из источника, будет равен: При переменном токе существуют три вида проводимостей: активная G, реактивная В и полная Y.

Активная проводимость для цепи, содержащей последовательно включенные R, L и С:

G = R / Z² = R / (R² + X²)

реактивная проводимость

B = X / Z² = X / (R² + X²)

Реактивная проводимость в общем случае состоит из двух составляющих: емкостной проводимостиB_C=X_C/Z² и индуктивной проводимости B_L=X_L/Z². При этом В = В_с — B_L.

Полная проводимость

Y = 1/Z = 1/?(R² + X²) или Y = ?(G² + B²)

треугольник мощностей