притягивание простейшего электромагнита к гвоздю

0.66 Mb.Название страница3/3Дата17.03.2012Размер0.66 Mb.Тип Смотрите также:     3 2.3. Кейс «Генераторы». ^ Постановка проблемы. В настоящее время для получения переменного тока на электростанциях используют в основном электромеханические индукционные генераторы, т.е. устройства, в которых механическая энергия преобразуется в электрическую. Индукционными они называются потому, что их действие основано на явлении электромагнитной индукции. Ротор такого генератора вращается с помощью паровой турбины на тепловых электростанциях, с помощью водяной турбины ЂЂЂ на гидроэлектростанциях. В результате их применения возникают проблемы экономического характера и охраны окружающей среды. Выясните причины возникновения проблем, их содержание. Создайте новый тип генератора, который будет экономически и экологически выгодней, чем индукционные генераторы тока. Таким образом, в результате ознакомления с материалом этого параграфа учащиеся должны понять основные принципы использования сверхвысоких частот в технике,^ Электромеханический индукционный генератор переменного тока. Генератором переменного тока называют устройство, преобразующее механическую энергию вращения в электрическую энергию переменного тока. Рис. Трехобмоточный генератор: А ЂЂЂ статор; В ЂЂЂ ротор; 1, 2, 3 ЂЂЂ обмотки.Генератор переменного тока состоит из неподвижной части ЂЂЂ статора (якоря) (А на рис.) и вращающейся части ЂЂЂ ротора (индуктора) (В на рис.). На внутренней поверхности статора в осевых впадинах (пазах) расположены проводники (обмотка переменного тока). Статор генератора изготовляют из тонких (до 0,35 мм толщиной) спрессованных листов специальной стали, изолированных лаковой пленкой или бумагой. Стальные листы статора укрепляются в станине машины. Ротор располагается внутри статора. Для специальных целей применяют роторы различной конструкции. В турбогенераторах, которые вращаются с большой скоростью, ротор представляет собой весьма массивный стальной цилиндр с осевыми пазами, в которых размещаются обмотки возбуждения постоянного тока (1, 2, 3 на рис.). В тихоходных машинах (гидрогенераторах) ротор имеет форму звезды, на внешней поверхности которой укрепляются электромагниты чередующейся полярности, возбуждаемые постоянным током. В генераторах малой мощности применяют иногда конструкции, в которых обмотка переменного тока располагается на роторе, а обмотка возбуждения ЂЂЂ на статоре. Ротор генератора переменного тока вращается двигателем (паровой турбиной, гидротурбиной и т. д.). Обмотки ротора питаются постоянным током от генератора постоянного тока (так называемого возбудителя), который обычно размешается на общем валу с генератором, а иногда от выпрямительного устройства, которое само питается от зажимов этого же генератора переменного тока. Следует подчеркнуть, что преимущества использования переменного тока для передачи и распределения электроэнергии связаны с удобством трансформации напряжения переменного тока. По сравнению с машинами постоянного тока генераторы и двигатели переменного тока при равной мощности надежнее в эксплуатации, меньше по габаритам и дешевле. Важно и то, что переменный ток может быть выпрямлен, а затем с помощью специальных устройств (инверторов) преобразован в переменный ток другой частоты. По принципу действия генераторы и двигатели переменного тока разделяют на синхронные и асинхронные. В синхронных машинах магнитное поле создается постоянным током, а ротор вращается синхронно с частотой переменного тока. Наоборот, в асинхронных машинах переменного тока в общем случае частота вращения ротора не совпадает с частотой тока в обмотке статора. Достоинством асинхронных машин является простота их конструкции и высокая надежность в работе, однако их трудно (а часто и невозможно) использовать в тех случаях, когда требуется большой пусковой момент или плавная регулировка числа оборотов в больших пределах. И синхронные и асинхронные машины обладают свойством обратимости, т. е. они могут работать как в режиме генератора, так и в режиме двигателя. Генераторы переменного тока выпускаются самой различной мощности: от долей ватта до 500 МВт (генераторы такой мощности установлены на Красноярской ГЭС). Столь мощные генераторы весьма совершенны, их КПД близок к 100%. МГД ЂЂЂ генератор. Действие магнитного поля на движущиеся заряженные частицы используется в технике для преобразования кинетической энергии плазменной струи в электрическую. Такие генераторы называют магнитогидродинамическими генераторами или сокращенно ЂЂЂ МГД - генераторами. Опытный образец МГД - генератора в СССР был построен в 1965 г. Схематично действие МГД - генератора иллюстрирует рисунок. В результате сгорания топлива образуются находящиеся при высокой температуре сильно ионизованные газы ЂЂЂ плазма. Поток плазмы направляется в поперечное 'магнитное поле, которое действует на движущиеся заряженные частицы (электроны и ионы) с силой Лоренца направленной перпендикулярно к скорости их движения. В результате этого положительные ионы отклоняются вверх (по рисунку), а электроны и отрицательные ионы ЂЂЂ вниз. Поэтому верхний электрод (Л) электризуется положительно, а нижний (К) ЂЂЂ отрицательно. Выводы от этих электродов и являются полюсами генератора. Между электродами ток течет снизу вверх. Применив правило левой руки, мы находим, что магнитное поле действует на этот ток с силой F, направленной против движения плазменной струи. Поэтому при прохождении плазменной струи

2.3. Кейс «Генераторы» - Дипломная работа по методике преподавания физики