Презентации моих учеников
Проектная деятельность учащися выражается конечным продуктом- презентацией на определенную тему, которая была выбрана самими учащимися
Скачать:
Предварительный просмотр:
Подписи к слайдам:
Электродвигатель постоянного тока (ДПТ) — электрическая машина постоянного тока, преобразующая электрическую энергию постоянного тока в механическую энергию . Немного истории 1834 г. Якоби, Борис Семёнович построил электродвигатель, основанный на принципе притяжения и отталкивания между электромагнитами. 1839 г. Якоби, Борис Семёнович построил лодку с электродвигателем постоянного тока.
Простейший двигатель, являющийся машиной постоянного тока, состоит из : постоянного магнита на индукторе (статоре), одного электромагнита с явно выраженными полюсами на якоре ( двухзубцового якоря с явно выраженными полюсами и с одной обмоткой), щёточноколлекторного узла с двумя пластинами (ламелями) и двумя щётками. Простейший двигатель имеет два положения ротора (две « мёртвые точки »), из которых невозможен самозапуск , и неравномерный крутящий момент. В первом приближении магнитное поле полюсов статора равномерное (однородное).
M s =s*2*B*I*L*r*sin(w*t) , где s — число витков обмотки ротора, B — индукция магнитного поля полюсов статора, I — ток в обмотке ротора [А], L — длина рабочей части витка обмотки [м], r — расстояние от оси ротора до рабочей части витка обмотки ротора (радиус) [м], sin — синус угла между направлением северный-южный полюс статора и аналогичным направлением в роторе [рад], w — угловая скорость [рад/сек], t — время [сек].
Схемы ДПТ Схема электродвигателя с двумя обмотками электромагнита на якоре Схема электродвигателя с тремя обмотками электромагнита на якоре
Двигатель, показанный на рис . , состоит из: — одного электромагнита на статоре (двухполюсного статора) с явно выраженными полюсами и с одной обмоткой, — ротора с тремя зубцами и, соответственно, с тремя обмотками (обмотки ротора при такой конструкции могут быть включены звездой (в столь маломощной машине условия коммутации допускают такое соединение) или треугольником), — щёточноколлекторного узла с тремя пластинами (ламелями) и с двумя щётками.
Краны различных тяжёлых производств Привод, с требованиями регулировки скорости в широком диапазоне и высоким пусковым моментом Тяговые электродвигатели тепловозов, электровозов, теплоходов, карьерных самосвалов и пр. Электрические стартёры автомобилей, тракторов и др. Для уменьшения номинального напряжения питания в автомобильных стартёрах применяют двигатель постоянного тока с четырьмя щётками. Благодаря этому эквивалентное комплексное сопротивление ротора уменьшается почти в четыре раза. Статор такого двигателя имеет четыре полюса (две пары полюсов). Пусковой ток в автомобильных стартёрах около 200 ампер. Режим работы — кратковременный. Миниатюрные низковольтные электродвигатели постоянного тока широко применяются в самых разных устройствах: игрушках, компьютерной технике, оргтехнике, аккумуляторных электроинструментах, и другое. Применение
Униполярный электродвигатель (униполярный генератор) Универсальный коллекторный двигатель, — работает и на постоянном токе, и на переменном. Применяется в ручных электроинструментах (электродрели, электролобзики , электропилы, электрорубанки и др.), пылесосах, кофемолках, блендерах и др. Другие виды ДПТ
Предварительный просмотр:
Подписи к слайдам:
www.themegallery.com Что это такое?
Определение Электродвигатель-это устройство, способное превращать электрическую энергию в механическую, а в некоторых случаях способное работать и наоборот. www.themegallery.com
Предварительный просмотр:
Подписи к слайдам:
Питание электродвигателей www.themegallery.com
www.themegallery.com История создания 1 821, Фарадей Британский физик-экспериментатор и химик , Майкл Фарадей , опубликовал трактат "О некоторых новых электромагнитных движениях и о теории магнетизма ", где описал , как заставить намагниченную стрелку непрерывно вращаться вокруг одного из магнитных полюсов . Эта конструкция впервые реализовала непрерывное преобразование электрической энергии в механическую . Принято считать ее первым электродвигателем в истории . Изобретатели стремились создать электродвигатель для производственных нужд. Они пытались заставить железный сердечник двигаться в поле электромагнита возвратно-поступательно, то есть так, как движется поршень в цилиндре паровой машины. Русско-прусский ученый Б.С. Якоби пошёл иным путём. В 1834 г. он создал первый в мире практически пригодный электродвигатель с вращающимся якорем и опубликовал теоретическую работу «О применении электромагнетизма для приведения в движение машины». Б.С. Якоби писал, что его двигатель несложен и «дает непосредственно круговое движение, которое гораздо легче преобразовать в другие виды движения, чем возвратно-поступательное».
Виды электродвигателей Коллекторные/ бесколлекторные Постоянные/переменные Синхронные/асинхронные www.themegallery.com
www.themegallery.com Источники: Wikipedia.ru ЯндексКартинки . ru FB.ru http://yandex.ru/clck/jsredir
Предварительный просмотр:
Подписи к слайдам:
Электрический ток – это движение заряженных частиц. Для существования электрического тока необходимы следующие условия: Наличие свободных электрических зарядов в проводнике; Наличие внешнего электрического поля для проводника.
Источник тока - это устройство, в котором происходит преобразование какого-либо вида энергии в электрическую энергию. Устройства, разделяющие заряды, т.е. создающие электрическое поле, называют источниками тока .
Первая электрическая батарея появилась в 1799 году. Её изобрел Алессандро Вольта (1745 - 1827) — итальянский физик, химик и физиолог, изобретатель источника постоянного электрического тока. Его первый источник тока – «вольтов столб» был построен в точном соответствии с его теорией «металлического» электричества. Вольта положил друг на друга попеременно несколько десятков небольших цинковых и серебряных кружочков, проложив меж ними бумагу, смоченную подсоленной водой.
Механический источник тока - механическая энергия преобразуется в электрическую энергию. До конца XVIII века все технические источники тока были основаны на электризации трением. Наиболее эффективным из этих источников стала электрофорная машина (диски машины приводятся во вращение в противоположных направлениях. В результате трения щеток о диски на кондукторах машины накапливаются заряды противоположного знака) Электрофорная машина
Тепловой источник тока - внутренняя энергия преобразуется в электрическую энергию Термопара Термоэлемент (термопара) - две проволоки из разных металлов необходимо спаять с одного края, затем нагреть место спая, то в них возникает ток. Заряды разделяются при нагревании спая. Термоэлементы применяются в термодатчиках и на геотермальных электростанциях в качестве датчика температуры. Термоэлемент
Энергия света c помощью солнечных батарей преобразуется в электрическую энергию. Солнечная батарея Фотоэлемент. При освещении некоторых веществ светом в них появляется ток, световая энергия превращается в электрическую. В данном приборе заряды разделяются под действием света. Из фотоэлементов составлены солнечные батареи. Применяются в солнечных батареях, световых датчиках, калькуляторах, видеокамерах. Фотоэлемент
Электромеханический генератор. Заряды разделяются путем совершения механической работы. Применяется для производства промышленной электроэнергии. Электромеханический генератор Генератор (от лат. generator - производитель) - устройство, аппарат или машина, производящая какой-либо продукт.
Устройство гальванического элемента Гальванический элемент- химический источник тока, в котором электрическая энергия вырабатывается в результате прямого преобразования химической энергии окислительно-восстановительной реакцией.
Источники тока прошлого века…
Из нескольких гальванических элементов можно составить батарею .
Батарея (элемент питания) - обиходное название источника электричества для автономного питания портативного устройства. Может представлять собой одиночный гальванический элемент, аккумулятор или их соединение в батарею для увеличения напряжения.
Аккумулятор - химический источник тока многоразового действия. Если поместить в раствор соли два угольных электрода, то гальванометр не показывает наличие тока. Если же аккумулятор предварительно зарядить, то его можно использовать в качестве самостоятельного источника тока. Существуют различные типы аккумуляторов: кислотные и щелочные. В них заряды разделяются также в результате химических реакций. Аккумулятор. Электрические аккумуляторы используются для накопления энергии и автономного питания различных потребителей.
Аккумулятор (от лат. accumulator - собиратель) - устройство для накопления энергии с целью ее последующего использования.
Аккумулятор.
Источник тока Способ разделения зарядов Применение Фотоэлемент Действие света Солнечные батареи Термоэлемент Нагревание спаев Измерение температуры Электромехани-ческий генератор Совершение механической работы Производство промышленной эл. энерг. Гальванический элемент Химическая реакция Фонарики, радиоприемники Аккумулятор Химическая реакция Автомобили Классификация источников тока
Герметичные малогабаритные аккумуляторы (ГМА). ГМА используются для малогабаритных потребителей электрической энергии (телефонные радио-трубки, переносные радиоприемники, электронные часы, измерительные приборы, сотовые телефоны и др.).
Для опыта тебе понадобится: Прочное бумажное полотенце; пищевая фольга; ножницы; медные монеты; поваренная соль; вода; два изолированных медных провода; маленькая лампочка (1,5 В). Твои действия: Раствори в воде немного соли; Нарежь аккуратно бумажное полотенце и фольгу на квадратики чуть крупнее монет; Намочи бумажные квадратики в солёной воде; Положи друг на друга стопкой: медную монету, кусочек фольги, снова монету, и так далее несколько раз. Сверху стопки должна быть бумага, внизу – монета. Защищённый конец одного провода подсунь под стопку, второй конец присоедини к лампочке. Один конец второго провода положи на стопку сверху, второй тоже присоедини к лампочке. Что получилось? Домашний проект. Сделай батарейку.
Использованные ресурсы и литература: А.В.Пёрышкин . Физика 8. Дрофа, М. Томилин А.Н. Рассказы об электричестве. http://ru.wikipedia.org http:// www.disel.r u http:// www.fizika.ru http:// www.edu.doal.ru http:// schools.mari-el.ru http:// www.iro.yar.ru
Предварительный просмотр:
Подписи к слайдам:
Аккумулятор — это химический источник тока, способный многократно преобразовывать химическую энергию в электрическую и аккумулировать, запасать ее на длительное время.
История Серийный выпуск и массовая эксплуатация свинцово-кислотных аккумуляторных батарей были начаты еще в конце 19 века. В начале 20 века они начали широко применяться в автомобилях, развивая далее сферу своего применения, легко перешагнули рубеж тысячелетия и до сих пор продолжают оставаться надежными, долговечными, не требующими высоких эксплуатационных затрат и относительно дешевыми источниками энергии
В 1970 годов произошла герметизация аккумуляторов, вследствие замены в них стандартных кислотных , на усовершенствованные газы и гели. В итоге, АКБ стала отчасти герметична. Однако полной герметизации добиться не удалось. Именно с тех пор герметизированные свинцово-кислотные аккумуляторы стали использоваться в огромнейших масштабах и практически не изменялись, за исключением незначительных усовершенствований электролитов и электродов, используемых в их конструкции.
Принцип работы
Разновидности АКБ и принцип их работы Свинцово-кислотные аккумуляторы Гибридные АКБ Гелевые свинцово-кислотные батареи
Источники https://swapmotor.ru/ustrojstvo-dvigatelya/cvintsovo-kislotnyj-akkumulyator.html http://www.solarhome.ru/basics/batteries/batteries.htm https://electrono.ru/ximicheskie-istochniki-toka/42-kislotnye-akkumulyatory
Спасибо За Внимание
Предварительный просмотр:
Подписи к слайдам:
Аккумулятором называется химический источник тока, который способен накапливать (аккумулировать) в себе электрическую энергию и по мере необходимости отдавать ее во внешнюю цепь. Накапливание в аккумуляторе электрической энергии происходит при пропускании по нему тока от постороннего источника. Этот процесс, называемый зарядом аккумулятора, сопровождается превращением электрической энергии в химическую, в результате чего аккумулятор сам становится источником тока. При разряде аккумулятора происходит обратное превращение химической энергии в электрическую. Аккумулятор обладает большим преимуществом по сравнению с гальваническим элементом. Если элемент разрядился, то он приходит в полную негодность; аккумулятор же. после разряда может быть вновь заряжен и будет служить источником электрической энергии. В зависимости от рода электролита аккумуляторы разделяют на кислотные и щелочные. Заряд (а) и разряд (б) аккумулятора
Кислотный аккумулятор — тип аккумуляторов, получивший широкое распространение ввиду неплохого ресурса высокой удельной мощности. Основные области применения: стартерные аккумуляторные батареи в транспортных средствах, аварийные источники электроэнергии, резервные источники энергии. Строго говоря, аккумулятором называется один элемент аккумуляторной батареи, но в просторечии "аккумулятором" называют аккумуляторную батарею (сколько бы в ней не было элементов).
Устройство 1 — блок намазных отрицательных пластин; 2 — выводные штыри; 3 — блок панцирных положительных пластин; 4 — панцирь; 5 — активная масса; 6 — отверстие с пробкой для заливки электролита; 7 — крышка; 8 — эбонитовый сосуд; 9 — пространство для осаждения шлама
Устройство В кислотном аккумуляторе электродами являются свинцовые пластины, покрытые так называемыми активными массами, которые взаимодействуют с электролитом при электрохимических реакциях в процессе заряда и разряда. Активной массой положительного электрода (анода) служит перекись свинца PbO2, а активной массой отрицательного электрода (катода) — чистый (губчатый) свинец Pb. Электролитом является 25—34 % водный раствор серной кислоты.
Устройство Пластины аккумулятора могут иметь конструкцию поверхностного или намазного типа. Пластины поверхностного типа отливают из свинца; поверхность их, на которой происходят электрохимические реакции, увеличена благодаря наличию ребер, борозд и т. п. Их применяют в стационарных аккумуляторных батареях и некоторых батареях пассажирских вагонов.
Устройство В аккумуляторных батареях тепловозов применяют пластины намазного типа. Такие пластины имеют остов из сплава свинца с сурьмой, в котором устроен ряд ячеек, заполняемых пастой.
Устройство Ячейки пластин после заполнения пастой закрывают свинцовыми листами с большим количеством отверстий. Эти листы предотвращают возможность выпадания из пластин активной массы и не препятствуют в то же время доступу к ней электролита.
Устройство Исходным материалом для изготовления пасты для положительных пластин служит порошок свинца Pb, а для отрицательных— порошок , перекиси свинца PbO2, которые замешиваются на водном растворе серной кислоты. Строение активных масс в таких пластинах пористое; благодаря этому в электрохимических реакциях участвуют не только поверхностные, но и глубоколежащие слои электродов аккумулятора.
Устройство Для повышения пористости и уменьшения усадки активной массы в пасту добавляют графит, сажу, кремний, стеклянный порошок, сернокислый барий и другие инертные материалы, называемые расширителями. Они не принимают участия в электрохимических реакциях, но затрудняют слипание (спекание) частиц свинца и его окислов и предотвращают этим уменьшение пористости.
Устройство Намазные пластины имеют большую поверхность соприкосновения с электролитом и хорошо им пропитываются, что способствует уменьшению массы и размеров аккумулятора и позволяет получать при разряде большие токи.
Источники информации https://electrono.ru/ximicheskie-istochniki-toka/42-kislotnye-akkumulyatory
Предварительный просмотр:
Подписи к слайдам:
1.1. История возникновения Электромагнитные колебания были открыты в известной мере случайно. После того как изобрели лейденскую банку (первый конденсатор) и научились сообщать ей большой заряд с помощью электростатической машины, начали изучать электрический заряд банки. Замыкая обкладки лейденской банки с помощью проволочной катушки, обнаружили, что стальные спицы внутри катушки намагничиваются. В этом ничего странного не было: электрический ток и должен намагничивать стальной сердечник катушки. Удивительным было то, что нельзя было предсказать, какой конец сердечника катушки окажется северным полюсом, а какой – южным. Повторяя опыт примерно в одних и тех же условиях, получали в одних случаях один результат, а в других – другой. Далеко не сразу поняли, что при разрядке конденсатора через катушку возникает колебания. За время разрядки конденсатор успевает много раз перезарядиться, и ток меняет направление много раз. Из-за этого сердечник может намагничиваться различным образом.
1.2. СВОБОДНЫЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ КОЛЕБАНИЯ Кка Рис 1. Периодические изменения заряда , силы тока и напряжения называются электромагнитными колебаниями. Простейшая система, в которой могут происходить свободные электромагнитные колебания, состоит из конденсатора и катушки, присоединённой к его обкладкам (рис 1) , и называется колебательным контуром . Обычно электромагнитные колебания происходят с очень большой частотой, значительно превышающей частоту механических колебаний. Поэтому для их наблюдения и исследования очень удобен электронный осциллограф .
Свободными колебаниями называются колебания, происходящие в системе после того, как её выведут из положения равновесия. Например, заряжают конденсатор в колебательном контуре, отклоняют от положения равновесия пружинный или математический маятник. Дальше система предоставляется самой себе, и в ней совершаются свободные колебания до того момента, пока они не прекратятся. Что называется свободными колебаниями?
Превращение энергии при электромагнитных колебаниях Зарядим конденсатор, присоединив его на некоторое время к батарее с помощью переключателя ( рис а). При этом конденсатор получит энергию q m – заряд конденсатора С- его электроёмкость а
Переведем переключатель в положение 2 (рис. б). Конденсатор начнет разряжаться, и в цепи появится электрический ток. Сила тока не сразу достигает максимального значения, а увеличивается постепенно. По мере разрядки конденсатора энергия электрического поля уменьшается, но одновременно возрастает энергия магнитного поля тока, которая определяется формулой(4.2) I- сила переменного тока L- индуктивность катушки б
Полная энергия W электромагнитного поля контура равна сумме энергий его магнитного и электрического полей В момент, когда конденсатор полностью разрядится (q = 0), энергия электрического поля станет равной нулю. Энергия же магнитного поля тока, согласно закону сохранения энергии , будет максимальной. В этот момент сила тока также достигнет, конечно, максимального значения I m . Несмотря на то что к этому моменту разность потенциалов на концах катушки становится равной нулю, электрический ток не может прекратиться сразу. Этому препятствует явление самоиндукции. Как только сила тока и созданное им магнитное поле начнут уменьшаться, возникает ЭДС самоиндукции, стремящаяся поддержать ток. В результате конденсатор будет перезаряжаться до тех пор, пока сила тока, постепенно уменьшаясь, не станет равной нулю. Энергия магнитного поля в этот момент также будет равна нулю, энергия электрического поля конденсатора опять станет максимальной.
После этого конденсатор вновь начнет перезаряжаться, и система возвратится в исходное состояние. Если бы не было потерь энергии, то этот процесс продолжался бы сколь угодно долго. Колебания были бы незатухающими. Через промежутки времени, равные периоду колебаний, состояние системы в точности повторялось бы. Полная энергия при этом сохранялась бы неизменной, и ее значение в любой момент времени было бы равно максимальной энергии электрического поля или максимальной энергии магнитного поля
1.3. Аналогия между механическими и электромагнитными колебаниями Природа механических и электромагнитных колебаний абсолютно разная. Но мы в дальнейшем убедимся в том, что уравнения, их описывающие, одинаковы, и можно провести аналогию механических и электромагнитных колебаний, тем более что механические колебания мы наблюдаем достаточно часто в повседневной жизни. С электромагнитными колебаниями мы тоже имеем дело достаточно часто, например, когда слушаем приёмник, но механические колебания мы видим, а это облегчает процесс их изучения.
Предварительный просмотр:
Подписи к слайдам:
Период свободных колебаний в контуре равен: Эта формула называется формулой Томсона в честь английского физика У. Томсона, который её впервые вывел. 1.5. Формула Томсона Увеличение периода свободных колебаний с возрастанием L и С наглядно можно пояснить так. При увеличении индуктивности L ток медленнее нарастает со временем и медленнее падает до нуля. А чем больше ёмкость С, тем большее время требуется для перезарядки конденсатора .
Уильям Томсон 1824 г. – 1907 г. В 1892 г. У. Томсону за его большие научные заслуги был присвоен титул барона Кельвина (по имени речки Кельвин, протекающей вблизи университета в г. Глазго). Томсон написал огромное количество работ по экспериментальной и теоретической физике. Пятидесятилетний юбилей его научной деятельности в 1896 г. отмечали физики всего мира. В чествовании Томсона участвовали представители разных стран, в том числе русский физик Н. А. Умов; в 1896 г. Томсон был избран почётным членом Санкт-Петербургской Академии наук. В честь Уильяма Томсона названа единица измерения абсолютной температуры – Кельвин.
1.6. Переменный электрический ток. Резистор в цепи переменного тока Переменный электрический ток в осветительной сети квартиры, а также применяемый на заводах и фабриках представляет собой не что иное, как вынужденные электромагнитные колебания. Сила тока и напряжение меняются со временем по гармоническому закону. Колебания напряжения легко обнаружить с помощью осциллографа. Если на вертикально отклоняющие пластины осциллографа подать от напряжения сети, то временная развертка на экране будет представлять собой синусоиду.
Резистор в цепи переменного тока Пусть цепь состоит из соединительных проводов и нагрузки с малой индуктивностью и большим сопротивлением R. Сопротивление R называется активным , потому что при наличии нагрузки, обладающей этим сопротивлением, цепь поглощает энергию, поступающую от генератора. Эта энергия превращается во внутреннюю энергию проводников — они нагреваются. Будем считать, что напряжение на зажимах цепи меняется по гармоническому закону: Как и в случае постоянного тока, мгновенное значение силы тока прямо пропорционально мгновенному значению напряжения. Поэтому для нахождения мгновенного значения силы тока можно применить закон Ома : u = U m cos ωt .
Величину, которую мы до сих пор называли электрическим сопротивлением или просто сопротивлением, теперь будем называть активным сопротивлением. В проводнике с активным сопротивлением колебания силы тока совпадают по фазе с колебаниями напряжения (рис. 4.11), а амплитуда силы тока определяется равенством
Предварительный просмотр:
Подписи к слайдам:
Колебания силы тока опережают по фазе колебания напряжения на конденсаторе. Амплитуда силы тока равна: Если ввести обозначение И вместо амплитуд силы тока и напряжения использовать их действующие значения, то получим Величину X c , обратную произведению С циклической частоты на электрическую емкость конденсатора, называют емкостным сопротивлением
Катушка индуктивности в цепи переменного тока Индуктивность в цепи, так же как и ёмкость, влияет на силу переменного тока. Это можно доказать с помощью простого опыта.
Предварительный просмотр:
Подписи к слайдам:
Колебания напряжения на катушке опережают по фазе колебания силы тока на , или, что то же самое, колебания силы тока отстают по фазе от колебаний напряжения на Амплитуда силы тока в катушке равна: Если ввести обозначение И вместо амплитуд силы тока и напряжения использовать их действующее значения, то получим Величину Х L , равную произведению циклической частоты на индуктивность, называют индуктивным сопротивлением. ωL = Х L
Предварительный просмотр:
Подписи к слайдам:
Резонанс в колебательном контуре — явление резкого возрастания амплитуды колебаний тока в контуре при совпадении частоты переменного напряжения источника с собственной частотой колебаний
Использование резонанса в радиосвязи Явление электрического резонанса широко используется при осуществлении радиосвязи. Радиоволны от различных передающих станций возбуждают в антенне радиоприемника переменные токи различных частот, так как каждая передающая радиостанция работает на своей частоте. С антенной индуктивно связан колебательный контур (рис. 4.20). Вследствие электромагнитной индукции в контурной катушке возникают переменные ЭДС соответствующих частот и вынужденные колебания силы тока тех же частот. Но только при резонансе колебания силы тока в контуре и напряжения в нем будут значительными, т. е. из колебаний различных частот, возбуждаемых в антенне, контур выделяет только те, частота которых равна его собственной частоте. Настройка контура на нужную частоту обычно осуществляется путем изменения емкости конденсатора. В этом обычно состоит настройка радиоприемника на определенную радиостанцию. Необходимость учета возможности резонанса в электрической цепи. В некоторых случаях резонанс в электрической цепи может принести большой вред. Если цепь не рассчитана на работу в условиях резонанса, то его возникновение может привести к аварии.
1.9. Автоколебания Автоколебания -незатухающие колебания в системе, поддерживаемые за счёт постоянного источника энергии. Системы, в которых генерируются незатухающие колебания за счёт поступления энергии от источника внутри самой системы, называются автоколебательными При автоколебаниях энергия, теряемая в течение одного колебания, полностью компенсируется энергией, поступающей от источника. Примерами автоколебаний в механических системах являются незатухающие колебания маятника часов, струн при равномерном движении смычка, воздуха в органных трубах и т.д.
Основные элементы любой автоколебательной системы 1.Источник энергии, за счет которого поддерживаются незатухающие колебания (в генераторе на транзисторе это источник постоянного напряжения) 2.Колебательная система — та часть автоколебательной системы, непосредственно в которой происходят колебания (в генераторе на транзисторе это колебательный контур). 3.Устройство, регулирующее поступление энергии от источника в колебательную систему, — клапан (в рассмотренном генераторе роль клапана выполняет транзистор). 4.Устройство, обеспечивающее обратную связь, с помощью которой колебательная система управляет клапаном (в генераторе на транзисторе предусмотрена индуктивная связь катушки контура с катушкой в цепи эмиттер — база).
В 1831 английским физиком Майклом Фарадеем было открыто явление электромагнитной индукции, лежащее в основе действия электрического трансформатора, при проведении им основополагающих исследований в области электричества. В 1848 году французский механик Г. Румкорф изобрёл индукционную катушку. Она явилась прообразом трансформатора. 30 ноября 1876 год , дата получения патента Яблочковым Павлом Николаевичем считается датой рождения первого трансформатора. Это был трансформатор с разомкнутым сердечником, представлявшим собой стержень, на который наматывались обмотки. Первые трансформаторы с замкнутыми сердечниками были созданы в Англии в 1884 году братьями Джоном и Эдуардом Гопкинсон . 1.10. Трансформатор Яблочков П.Н
Трансформатор состоит из замкнутого стального сердечника, собранного из пластин, на который надеты две (иногда и более) катушки с проволочными обмотками (рис. 5.3). Одна из обмоток, называемая первичной , подключается к источнику переменного напряжения. Другая обмотка, к которой присоединяют нагрузку, т. е. приборы и устройства, потребляющие электроэнергию, называется вторичной . Условное обозначение трансформатора приведено на рисунке (5.4) Устройство трансформатора
Применение трансформаторов Сегодня разработчики и производители электротехнического оборудования стремятся сделать трансформаторы как можно меньше и легче. В качестве примера можно привести трансформаторы для неоновых ламп. Таким образом, трансформаторы стали просто необходимы в оформлении и отделке фасадов большинства торговых центров, магазинов, и даже ларьков. Неоновые лампы используются сегодня широко и повсеместно. Без них немыслим вид большого города ночью. Для неоновых ламп созданы специальные трансформаторы. Первые из них были довольно примитивны. Сегодня даже трансформаторы для неоновых ламп совершенствуются и уменьшаются в размерах, их намного удобнее использовать
1.11. Производство, передача и потребление электрической энергии Типы электростанции: 1)Тепловые (ТЭС) - 50 % 2)Гидроэлектростанции (ГЭС) - 20-25% 3)Атомные (АЭС) - 15 % 4)Альтернативные источники энергии- 2 – 5 % ТЕПЛОВАЯ ГИДРОЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ
Тепловая электростанция На тепловых электростанциях источником энергии является топливо: уголь, газ, нефть, мазут, горючие сланцы. Роторы электрических генераторов приводятся во вращение паровыми и газовыми турбинами или двигателями внутреннего сгорания. Тепловые электростанции — ТЭЦ позволяют значительную часть энергии отработанного пара использовать на промышленных предприятиях и для бытовых нужд.
Гидроэлектростанция На гидроэлектростанциях - ГЭС для вращения роторов генераторов используется потенциальная энергия воды. Роторы электрических генераторов приводятся во вращение гидравлическими турбинами. Мощность такой станции зависит от создаваемого плотиной напора и массы воды, проходящей через турбину в каждую секунду. Гидроэлектростанции дают около 20% всей вырабатываемой в нашей стране электроэнергии. Главным потребителем электроэнергии является промышленность - 70% производимой электроэнергии. Крупным потребителем является также транспорт.
Атомные электростанции
Альтернативные источники энергии
ПЕРЕДАЧА ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ Электроэнергию не удается консервировать в больших масштабах. Она должна быть потреблена сразу же после получения. Поэтому возникает необходимость в передаче электроэнергии на большие расстояния. Передача электроэнергии связана с заметными потерями, так как электрический ток нагревает провода линий электропередачи. В соответствии с законом Джоуля — Ленца энергия, расходуемая на нагрев проводов линии, определяется формулой: R — сопротивление линии U — передаваемое напряжение Р — мощность источника тока
При очень большой длине линии передача энергии может стать экономически невыгодной. Значительно снизить сопротивление линии R практически весьма трудно, поэтому приходится уменьшать силу тока I. Так как мощность источника тока Р равна произведению силы тока I на напряжение U, то для уменьшения передаваемой мощности нужно повысить передаваемое напряжение в линии передачи. Для этого на крупных электростанциях устанавливают повышающие трансформаторы . Трансформатор увеличивает напряжение в линии во столько же раз, во сколько раз уменьшает силу тока. Чем длиннее линия передачи, тем выгоднее использовать более высокое напряжение. Генераторы переменного тока настраивают на напряжения, не превышающие 16—20 кВ. Более высокое напряжение потребовало бы принятия сложных специальных мер для изоляции обмоток и других частей генераторов. Далее для непосредственного использования электроэнергии потребителем необходимо понижать напряжение . Электрические станции объединены высоковольтными линиями электропередачи, образуя общую электрическую сеть, к которой подключены потребители. Такое объединение, называемое энергосистемой, дает возможность распределять нагрузки потребления энергии .
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ Потребность в электроэнергии постоянно увеличивается как в промышленности, на транспорте, в научных учреждениях, так и в быту. Удовлетворить эту потребность можно двумя основными способами. Первый — строительство новых мощных электростанций: тепловых, гидравлических и атомных. Однако строительство крупной электростанции требует нескольких лет и больших затрат. Кроме того, тепловые электростанции потребляют невозобновляемые природные ресурсы: уголь, нефть и газ. Одновременно они наносят большой ущерб равновесию на нашей планете. Передовые технологии позволяют удовлетворить потребности в электроэнергии другим способом. Второй - эффективное использование электроэнергии: современные люминесцентные лампы, экономия освещения.
Итоги 4 главы При электромагнитных колебаниях происходят периодические изменения электрического заряда, силы тока и напряжения. Электромагнитные колебания подразделяются на свободные, затухающие, вынужденные и автоколебания. Из-за наличия у контура сопротивления колебания в нем с течением времени затухают. Вынужденные колебания, т. е. переменный электрический ток, возникают в цепи под действием внешнего периодического напряжения. Между колебаниями напряжения и силы тока в общем случае наблюдается сдвиг фаз φ. 4. При совпадении частоты внешнего переменного напряжения с собственной частотой колебательного контура наступает резонанс — резкое возрастание амплитуды силы тока при вынужденных колебаниях. Резонанс выражен отчетливо лишь при достаточно малом активном сопротивлении контура. Одновременно с возрастанием силы тока при резонансе происходит резкое увеличение напряжения на конденсаторе и катушке. Явление электрического резонанса используется при радиосвязи.
5. Автоколебания возбуждаются в колебательном контуре генератора на транзисторе за счет энергии источника постоянного напряжения. В генераторе используется транзистор, т. е. полупроводниковое устройство, состоящее из эмиттера, базы и коллектора и имеющее два р—n-перехода. Колебания тока в контуре вызывают колебания напряжения между эмиттером и базой, которые управляют силой тока в цепи колебательного контура (обратная связь). От источника напряжения в контур поступает энергия, компенсирующая потери энергии в контуре на резисторе.