2.3. Контрольные вопросы

1. Какое органическое топливо из изученных в процессе лабораторной работы имеет самую высокую теплоту сгорания?

2. Что такое октановое число бензина? На что оно влияет?

3. Имеется ли взаимосвязь между теплотой сгорания и плотностью древесины?

Лабораторная работа 3

исследование физической модели

генератора электрического тока

Цель работы: определить характеристики лабораторного генератора электрического тока.

3.1. Краткие теоретические сведения

Машины, преобразующие механическую энергию в электрическую, называются генераторами.

Простейший генератор постоянного тока (рис. 2) представляет собой помещенную между полюсами магнита рамку из проводника, концы которого присоединены к изолированным полукольцам, называемым пластинами коллектора. К полукольцам (коллектору) прижимаются положительная и отрицательная щетки, которые замыкаются внешней цепью через электрическую лампочку. Для работы генератора рамку проводника с коллектором необходимо вращать. В соответствии с правилом правой руки при вращении рамки проводника с коллектором в ней будет индуктироваться электрический ток, изменяющий свое направление через каждые пол-оборота, так как магнитные силовые линии каждой стороной рамки будут пересекаться то о одном, то в другом направлении. Вместе с этим через каждые пол-оборота изменяется контакт концов проводника рамки и полуколец коллектора со щетками генератора. Во внешнюю цепь ток будет идти в одном направлении, изменяясь только по величине от 0 до максимума. Таким образом, коллектор в генераторе служит для выпрямления переменного тока, вырабатываемого рамкой. Для того, чтобы электрический ток был постоянным не только по направлению, но и по величине, (по величине – приблизительно постоянным), коллектор делают из многих (36 и более) пластин, а проводник представляет собой много рамок или секций, выполненных в виде обмотки якоря. 

Принципиальное устройство простейшего генератора переменного тока показано на рис. 3. В этом генераторе концы рамки проводника присоединяются каждый к своему кольцу, а к кольцам прижимаются щетки генератора. Щетки замыкаются внешней цепью через электрическую лампочку. При вращении рамки с кольцами в магнитном поле генератор даст переменный ток, изменяющий через каждые пол-оборота величину и направление. Такой переменный ток называется однофазным.

В технике применяются генераторы трехфазного тока, которые по ряду причин являются наиболее удобными для использования. Простейший трехфазный генератор имеет три рамки (обмотки) проводов, сдвинутых относительно друг друга по окружности вращения на 120°. Трехфазный ток изменяет свою величину и направление через каждые 120° оборота. Время на совершение одного колебания называется периодом, а число периодов в секунду – частотой переменного электрического тока.

3.2. Порядок выполнения работы

Для выполнения лабораторной работы необходимо:

– собрать модель генератора электрического тока из предложенных компонентов; доказательством работоспособности генератора является свечение светодиода (лампочки);

– с помощью аналогового мультиметра определить величину потенциала на выходе генератора с сердечником и без него;

– подключить осциллограф, получить форму генерируемого импульса (зарисовать его в тетради), определить тип генератора – переменного или постоянного тока;

– проверить полученные данные с применением законов физики (правило «буравчика» и т. д.);

– выяснить зависимость амплитуды импульса и его формы от скорости вращения диска генератора.

В отчете о лабораторной работе следует привести описание всех выполненных действий, результаты измерений и их анализ.