Учебник по физике для поступающих в ВУЗ
В реальных электродвигателях обмотка состоит из большого числа витков проволоки, уложенных в пазы вдоль боковой поверхности железного цилиндра, насаженного на вал электродвигателя. Этот цилиндр нужен для усиления магнитного поля.
Обмотка вместе с вращающимся цилиндром называется – якорем.
Магнитное поле, в котором вращается якорь, создается мощным электромагнитом, питающимся от того же источника, что и обмотка якоря. Неподвижные обмотки с металлическими сердечниками, создающие магнитное поле электродвигателя называются – статором.
В зависимости от способа соединения обмоток якоря и статора и их питания можно получить различные характеристики электродвигателя.
Меняя магнитное поле двигателя очень плавно можно менять его обороты.
Двигателя постоянного тока нашли особенно широкое применение на транспорте: троллейбусы, трамваи, метро, электровозы, суда электроходы.
Основные преимущества электродвигателей: малые размеры, экологичность, легкость монтажа. Можно изготовить электродвигатель любой мощности до сотен и тысяч кВт.
КПД мощных электродвигателей достигает 98%. Такой высокий КПД не имеет ни один другой двигатель.
Один из первых в мире электродвигателей, пригодный для практического применения, изобретен русским ученым Борисом Семеновичем Якоби в 1834 г.
ДОБАВИТЬ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА
ДОБАВИТЬ АСИНХРОННЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ (ДОЛИВО-ДОБРОВОЛЬСКИЙ)
ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ ИНДУКЦИЯ
В замкнутом контуре при изменении магнитного поля, пронизывающего контур, возникает электрический ток, называемый индукционным током.
Явление возникновения тока в замкнутом контуре при изменениях магнитного поля, пронизывающего контур, называется электромагнитной индукцией.
Появление тока в замкнутом контуре свидетельствует о наличии сторонних сил неэлектростатической природы или о возникновении ЭДС индукции.
Количественное описание явления электромагнитной индукции дается на основе установления связи ЭДС индукции и магнитным потоком.
Магнитным потоком Ф через поверхность называется физическая величина, равная произведению площади поверхности S на модуль вектора магнитной индукции B и на косинус угла a между ним и нормалью к поверхности:
Φ = BS cos(a)
Единица измерения – Вб( Вебер, в честь ученого Вебера)
1 Вб равен магнитному потоку, который при равномерном убывании до нуля за 1 секунду вызывает ЭДС в 1 вольт.
Для однородного магнитного поля на основании определения магнитного потока следует, что индукция равна 1 Тл(Тесла), если поток через контур в 1 м2 равен 1 Вб.
Положительный (отрицательный) знак магнитного потока соответствует острому (тупому) углу a, или условию Вn> 0 (Вn< 0).
Направление индукционного тока зависит от того, возрастает или убывает поток, пронизывающий контур, а также от направления поля относительно контура.
Правило Ленца:
Возникающий в замкнутом контуре индукционный ток имеет такое направление, что созданный им магнитный поток через площадь, ограниченную контуром, стремится скомпенсировать изменение магнитного потока, которым данный ток вызывается.
(См.ниже «Закон Электромагнитной индукции Фарадея»)
Закон электромагнитной индукции Фарадея:
ЭДС индукции в замкнутом контуре прямо пропорциональна скорости изменения магнитного потока через поверхность, ограниченную этим контуром и равна скорости изменения этого потока:
êeiú = êú
а с учетом правила Ленца: ei = - (См.ниже «Правило Ленца»)
При изменении ЭДС в катушке, состоящей из n одинаковых витков, общая ЭДС в n раз больше ЭДС в одном отдельно взятом витке:
ei = - n
Электрическое поле, возникающее при изменении магнитного поля, называется вихревым электрическим полем.
Работа сил вихревого поля по перемещению зарядов и является ЭДС индукции.
Вихревое поле не связано с зарядами и представляет собой замкнутые линии.
Работа сил этого поля по замкнутому контуру может быть отлична от нуля.
Явление электромагнитной индукции также возникает при покоящемся источнике магнитного потока и движущемся проводнике.
В этом случае причиной возникновения ЭДС индукции является сила Лоренца:
ei = - = vBl (См.выше «Сила Лоренца»)
ЗАКОН ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ ИНДУКЦИИ ФАРАДЕЯ-МАКСВЕЛЛА
Электрический ток создаёт магнитное поле. Возможно ли появление электрического тока с помощью магнитного поля?
В 1831 г. английский физик Майкл Фарадей установил, что электрический ток может возникать в контуре не только при движении проводника в магнитном поле, но и при любом изменении магнитного потока в контуре.
Было открыто явление электромагнитной индукции.
Электромагнитная индукция – физическое явление, заключающееся в возникновении вихревого электрического поля, вызывающего электрический ток в замкнутом контуре при изменении потока магнитной индукции через поверхность, ограниченную этим контуром.
Электрический ток, возникающий при электромагнитной индукции, называется индукционным
Явление электромагнитной индукции - при всяком изменении магнитного потока, пронизывающего площадь, охватываемую проводящим контуром, в нём возникает электродвижущая сила, называемая э.д.с. индукции.
Если контур замкнут, то под действием этой э.д.с. появляется электрический ток,
названный индукционным.
Для определение знака индукционного тока в контуре его направление сравнивается в выбранным направлением обхода контура.
Направление индукционного тока (так же, как и величина ЭДС индукции) считается положительным, если оно совпадает с выбранным направлением обхода контура.
Фарадей установил, что э.д.с. индукции не зависит от способа изменения магнитного потока и определяется только быстротой его изменения.
Он установил, что одним из способов индуцирования тока в катушке является вдвигание в катушку постоянного магнита.
Рассмотрим один из опытов, проведённых Фарадеем, по обнаружению индукционного тока, а следовательно, и э.д.с. индукции.
Перейти на страницу: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100