Министерство науки и образование Украины
ХОШ 1-3 ступени № 95
РЕФЕРАТ
На тему:
«Генераторы электрического тока»
Подготовил Ученик 11-А класса
Поплавский Владимир
Харьков
2017-2018гг
Генератор электрического тока (старое наименование альтернатор) есть электромеханическим устройством, которое преобразует механическую энергию в электрическую энергию переменного тока. Большая часть генераторов переменного тока применяют вращающееся магнитное полеЭлектрический ток вырабатывается в генераторах — устройствах, преобразующих энергию того либо иного вида в электрическую энергию. К генераторам относятся гальванические элементы, электростатические автомобили, термобатареи, солнечные батареи и т.п. Область применения каждого из перечисленных видов генераторов электричества определяется их чертями. Так, электростатические автомобили создают высокую разность потенциалов, но неспособны создать в цепи какое количество-нибудь большую силу тока. Гальванические элементы смогут дать громадный ток, но длительность их действия мала. Преобладающую роль в наши дни играются электромеханические индукционные генераторы переменного тока . В этих генераторах механическая энергия преобразовывается в электрическую. Их воздействие основано на явлении электромагнитной индукции . Такие генераторы имеют относительно простое устройство и разрешают приобретать громадные токи при достаточно высоком напряжении.
История
В первой половине 20-ых годов девятнадцатого века было открыто сотрудничество между электрическим током, протекающим в проводнике, и магнитной стрелкой. Это явление было верно растолковано и обобщено французским физиком Ампером, что установил, что магнитные особенности любого тела являются следствием того, что в него протекают замкнутые электрические токи. (Либо, говоря современным языком, любой электрический ток формирует около проводника магнитное поле). Так, каждые магнитные сотрудничества возможно разглядывать как следствия электрических. Но в случае, если электрический ток приводит к магнитным явлениям, конечно было высказать предположение, что и магнитные явления смогут привести к появлению электрического тока. Продолжительное время физики в различных государствах пробовали найти эту зависимость, но терпели неудачу. В действительности, в случае, если, например, рядом с проводником либо катушкой лежит постоянный магнит, никакого тока в проводнике не появляется. Но в случае, если мы начнем перемещать данный магнит: приближать либо удалять его от катушки, вводить и вынимать магнит из нее, то электрический ток в проводнике появляется, и его возможно замечать в течение всего того периода, на протяжении которого магнит движется. Другими словами электрический ток может появляться лишь в переменном магнитном поле. В первый раз эту ответственную закономерность установил в первой половине 30-ых годов XIX века британский физик Майкл Фарадей.
Совершив серию опытов, Фарадей открыл, что электрический ток появляется (индуцируется) во всех тех случаях, в то время, когда происходит перемещение проводников относительно друг друга либо относительно магнитов. В случае, если вводить магнит в катушку либо что то же самое, перемещать катушку довольно неподвижного магнита, в ней на данный момент ток. В случае, если подвигать одну катушку к второй, через которую проходит электрический ток, в ней кроме этого появляется ток. Того же результата возможно добиться при размыкании и замыкании цепи, потому, что в момент включения и выключения ток увеличивается и убывает в катушке понемногу и формирует около нее переменное магнитное поле.
Открытие Фарадея имело огромные последствия для техники и всей людской истории, поскольку сейчас стало очевидным, как механическую энергию превращать в электрическую, а электрическую – обратно в механическую. Первое из этих преобразований легло в базу работы электрогенератора, а второе – электродвигателя. Но, сам факт открытия еще не означал, что все технические задачи на этом пути разрешены: около сорока лет ушло на создание работоспособного генератора и еще двадцать лет на изобретение удовлетворительной модели промышленного электродвигателя. Но основное: принцип действия этих наиболее значимых элементов современной цивилизации сделался очевиден конкретно благодаря открытию явления электромагнитной индукции.
Принцип действия генератора
Принцип действия генератора основан на действии электромагнитной индукции — происхождении электрического напряжения в обмотке статора, находящейся в переменном магнитном поле. Оно создается посредством вращающегося электромагнита — ротора при прохождении по его обмотке постоянного тока. Переменное напряжение преобразуется в постоянное полупроводниковым выпрямителем.Следовательно, таковой проводник может нами рассматриваться как источник электроэнергии.
Метод получения индуктированной ЭДС, при котором проводник перемещается в магнитном поле, двигаясь вверх либо вниз, весьма неудобен при практическом его применении. Исходя из этого в генераторах используется не прямолинейное, а вращательное перемещение проводника.
Главными частями всякого генератора являются: совокупность магнитов либо значительно чаще электромагнитов, создающих магнитное поле, и совокупность проводников, пересекающих это магнитное поле.
Все двигатели постоянного тока складываются из статора и ротора, причем ротор-это подвижная часть двигателя, а статор нет.Ротор есть неотъемлемым элементом электродвигателя, в котором электричество преобразовывается в механическую энергию (заставляет двигатель крутиться), либо генератора, в котором, напротив, механическая энергия преобразовывается в электричество .
В случае, если разглядывать ротор с позиций электродвигателя, то ротор — это подвижная часть механизма, которая вращается за счёт магнитного поля, создаваемого проводами, каковые, со своей стороны, расположены так, что около оси ротора начинается крутящий момент.
Ротор складывается из катушки с проволокой, хорошо обёрнутой около железного сердечника. Ток создаёт в проводах магнитное поле около сердечника. Магнитная составляющая ротора изготовлена из металлических пластин. Наряду с этим, ротор применяет лишь постоянный ток, что свидетельствует, его магнитное поле протекает в любой момент лишь в одном направлении.
Статор, в большинстве случаев, сделан из меди. Статор представляет собой второй комплект катушек в качестве внешней оболочки ротора, что, в отличие от крутящегося ротора, остаётся в любой момент в фиксированном положении.