Генератор переменного тока. Трансформатор его устройство и назначение. Передача и распределение электроэнергии.
Генератор переменного тока – устройство, преобразующие механическую энергию в энергию электрического тока.
Переменный ток – ток, меняющий свою величину и направление с течением времени.
Устройство генератора:
Состоит из: электромагнита, оси, рамки, колец, щеток.
Внутри магнитного поля вращается рамка, концы которой приварены к латунным кольцам; кольца прижимаются к графитовой щетке, снимающей переменную ЭДС.
Принцип работы:
При вращении рамки через нее проходит переменный магнитный поток и в следствии явление ЭМИ в рамке наводится переменная ЭДС.
Электрическая цепь включает в себя источник тока и потребитель.
Трансформатор – устройство, преобразующее переменный ток одного напряжения на другое без изменения частоты.
Состоит из: сердечника, на который надето две или более катушки.
Принцип работы:
Если подвести к первичной обмотке переменный ток, то в сердечнике возникает переменный магнитный ток, который проходит через вторую обмотку; и, вследствие, явление ЭМИ во второй обмотке возникает ЭДС индукция.
Режимы работы трансформатора:
Режим холостого хода
Нагрузочный режим
Передача и распределение электроэнергии:
Наиболее перспективным способом передачи электроэнергии на дальние расстояния является использование постоянного тока. Линии электропередачи постоянного тока позволяют передавать по тем же проводам большую энергию, так как постоянное напряжение между проводами можно сделать равным допустимому амплитудному напряжению линии переменного тока. Кроме того, при передаче электроэнергии постоянным током исчезают затруднения, связанные с индуктивным сопротивлением и емкостью линии. Это особенно существенно при передаче электроэнергии на большие расстояния.
При передаче электроэнергии постоянным током вырабатываемое генераторами электростанции переменное напряжение предварительно повышают с помощью трансформаторов, а затем с помощью выпрямителей преобразуют в постоянное напряжение. В конце линии электропередачи постоянное напряжение снова преобразуют в переменное с помощью устройств, называемых инверторами, после чего с помощью трансформаторов его понижают до нужного значения. Трудности, связанные с преобразованием постоянного тока в переменный и обратно, успешно преодолеваются.
Опыты Герца. Электромагнитные волны и их свойства. Радиолокация и ее применение. Принцип радиосвязи.
Впервые опытным путем получил электромагнитные волны физик Генрих Герц, использовав при этом высокочастотный искровой разрядник (вибратор Герца). Герц опытным путем определил также скорость электромагнитных волн. Она совпала с теоретическим определением скорости волн Максвеллом. Простейшие электромагнитные волны — это волны, в которых электрическое и магнитное поля совершают синхронные гармонические колебания.
Электромагнитные волны – особые волны, способные распространяться в вакууме.
Переменное электрическое поле порождает вихревое магнитное поле, переменное магнитное поле порождает вихревое электрическое поле.
Электрические и магнитные поля могут существовать не только в веществе, но и в вакууме. Поэтому должно быть возможным распространение электромагнитных волн в вакууме.
Условием возникновения электромагнитных волн является ускоренное движение электрических зарядов. Так, изменение магнитного поля происходит при изменении тока в проводнике, а изменение тока происходит при изменении скорости зарядов, т. е. при движении их с ускорением. Скорость распространения электромагнитных волн в вакууме, по расчетам Максвелла, должна быть приблизительно равна 300 000 км/с.(скорость света)
Конечно, электромагнитные волны обладают всеми основными свойствами волн:
поглощение;
рассеяние;
отражение;
преломление;
интерференция;
дифракция;
дисперсия;
поляризация.
Они подчиняются закону отражения волн: угол падения равен углу отражения. При переходе из одной среды в другую преломляются и подчиняются закону преломления волн: отношение синуса угла падения к синусу угла преломления есть величина постоянная для двух данных сред и равная отношению скорости электромагнитных волн в первой среде к скорости электромагнитных волн во второй среде и называется показателем преломления второй среды относительно первой.
Радиолокация — область науки и техники, объединяющая методы и средства обнаружения, измерения координат, а также определение свойств и характеристик различных объектов, основанных на использовании радиоволн.
Применение радиолокации: одним из первых важных применений радиолокации были поиск и дальнее обнаружение
Принцип радиосвязи:
Для осуществления радиосвязи необходим радиопередатчик и радиоприемник.
Детектирование – выделение полезного сигнала из сигнала несущей частоты.
Для осуществления Радиосвязи в пункте, из которого ведётся передача сообщений (радиопередача), размещают радиопередающее устройство, содержащее радиопередатчик и передающую антенну, а в пункте, в котором ведётся приём сообщений (радиоприём), - радиоприёмное устройство, содержащее приёмную антенну и радиоприёмник. Генерируемые в передатчике гармонические колебания с несущей частотой, принадлежащей какому-либо диапазону радиочастот, подвергаются модуляции в соответствии с передаваемым сообщением. Модулированные радиочастотные колебания представляют собой радиосигнал. От передатчика радиосигнал поступает в передающую антенну, посредством которой в окружающем антенну пространстве возбуждаются соответственно модулированные электромагнитные волны. Распространяясь, радиоволны достигают приёмной антенны и возбуждают в ней электрические колебания, которые поступают далее в радиоприёмник.