Электрические двигатели

В однородное магнитное поле перпендикулярно его направлению поместим прямолинейный проводник (см. рисунок) и подведем к нему постоянное напряжение . Т.к. в проводнике возникает ток, то на него действует электромагнитная сила. Направление этой силы определяется по правилу левой руки. Под действием силыпроводник будет скользить пко медным шинам А и Б, пересекать силовые линии магнитного поля. В результате в проводнике возникает ЭДС индукции, где- скорость движения проводника. Пользуясь правилом правой руки, можно установить, что индуцируемая ЭДС направлена навстречу току, а следовательно, и приложенному напряжению. Поэтому ток в цепи, где- сопротивление движущегося проводника. Из данной формулы следуетили.

Умножив обе части последнего уравнения на ток I, получим, где- мощность источника питания;- механическая мощность, развиваемая проводником;- мощность, теряемая на нагревание проводника. Т.о. при движении проводника с током в магнитном поле под действие его сил происходит преобразование электрической энергии в тепловую и механическую. На этом явлении основана работа электродвигателей.

Рассмотрим устройство простейшего двигателя постоянного тока. На якоре двигателя укладывается обмотка якоря, которая состоит из проводников. Ток в обмотку якоря поступает через щетки и коллектор. Для создания магнитного поля на полюсных наконечниках размещается обмотка возбуждения. Она соединяется последовательно, параллельно или смешанно с обмоткой якоря. После включения рубильника ток в обмотке якоря взаимодействует с магнитным полем, которое создается током обмотки возбуждения. В результате возникают силы Fи якорь приходи во вращение. В момент пуска встречная ЭДС в обмотке якоряи токзначительно больше номинального. Для уменьшения тока последовательно с обмоткой якоря включают пусковой реостат. После того как якорь придет в движение и в обмотке возникнет встречная ЭДС, пусковой реостат выводят. Электродвигатели преобразуют электрическую энергию в механическую и приводят в движение различные машины, станки и т.д.

Понятие о потокосцеплении

Потокосцеплением называют алгебраическую сумму магнитных потоков, пронизывающих отдельные витки:

Если магнитные потоки, пронизывающие витки, одинаковы, т.е. , то есть потокосцепление будет равно. ЭДС катушки.

Понятие об индуктивности

Замкнутый контур в цепи всегда пронизывается магнитным потоком, созданным протекающим по этой цепи током. Причем, величина магнитного потока пропорциональна току. Алгебраическая сумма магнитных потоков, пронизывающих витки

катушки , которые обусловлены током в этой цепи, называют потокосцеплением самоиндукции.

Отношение потокосцепления с самоиндукцией к току в этой катушке является постоянной величиной и называется индуктивностью.

Индуктивность кольцевой и цилиндрической катушки

Т.к. магнитных поток пронизывает все витки катушки, то потокосцепление самоиндукции:

Тогда индуктивность катушки будет равна:

.