ЕРС якоря залежить від потоку та швидкості обертання.

4-4. Реакція якоря у машинах постійного струму

У режимі холостого ходу генератора постійного струму струм збудження створює основний потік, який при обертанні якоря наводить в обмотці якоря ЕРС. Потік при неодруженому ході має симетричний характер, рис. 181. Якщо підключити якірний ланцюг до навантаження, то по обмотці якоря протікатиме струм, який створить свій потік.

Взаємодія потоку якоря з потоком основних полюсів називається реакцією якоря. Картину розподілу потоку якоря можна подати на рис. 182.

При неодруженому ході генератора ЕРС, що наводиться в обмотці якоря, визначається за правилом правої руки. Підключивши навантаження, в якорі з'явиться струм з тим самим напрямом, що і ЕРС. Струм створить потік, який, взаємодіючи з потоком основних полюсів, створить результуючий потік. За рахунок потоку якоря край полюса, що набігає, буде розмагнічуватися, а збігаючий край полюса намагнічуватися, рис. 183. Фізична нейтраль у генератора зрушуватиметься по ходу обертання якоря. Вона перпендикулярна до результуючого потоку.

Мал. 181 Мал. 182 Мал. 183

Реакція якоря у двигуна протилежна генератору.

Генератор Двигун

При однаковому напрямі обертання якоря, незалежно від режиму роботи, напрямок ЕРС у якорі однаковий. У руховому режимі струм якоря спрямований зустрічно ЕРС, тому реакція якоря двигуна протилежна генератору, тобто. край полюса, що набігає, буде намагнічуватися, а край полюса, що збігає, розмагнічуватися.

Розглянемо силу, що намагнічує реакції якоря, магнітну індукцію якоря і результуючу індукцію на полюсному поділі.

Для розгляду дії, що намагнічує, реакції якоря введемо поняття про лінійне навантаження якоря - струм що припадає на одиницю довжини кола якоря.

Шляхом введення цієї величини можна умовно замінити зубчастий якорь гладким, у якого лінійне навантаження рівномірно розподілено по всій поверхні. У реального якоря струм знаходиться тільки в пазах, що ускладнює розрахунок.

За законом повного струму слід, що сила, що намагнічує, по замкнутому контуру дорівнює повному струму, який охоплюється цим контуром, а повний струм на даній довжині визначається лінійним навантаженням.

Тому сила, що намагнічує реакції якоря - лінійний закон.

Визначимо закономірність індукції якоря. - Лінійний закон зберігається під полюсами, а між полюсами за рахунок великого опору повітря крива індукції має провал. (), Мал. 184. При неодруженому ході індукція має вигляд близький до трапеції.

Результуюча крива індукції має спотворений характер, тобто край полюса, що набігає, розмагнічується, а збігаючий намагнічується. Щітки встановлені на нейтралі. Реакція якоря у своїй буде поперечна, рис. 185.

Рис.185 Мал. 186 Мал. 187

Якщо щітки встановити уздовж полюсів, реакція якоря буде подовжньо розмагнічує, рис. 186. Якщо щітки генератора зрушити на дугу () у напрямку обертання, то реакцію якоря можна розкласти по осях, рис. 187

, ,

де: - Поперечна вісь

Поздовжня вісь.

Поперечна сила, що намагнічує, спотворює магнітний потік, а поздовжня розмагнічує.

Реакція якоря впливає всі характеристики генераторів постійного струму.

4-5. Генератори постійного струму

Генератор постійного струму перетворює механічну енергію на електричну. Залежно від способів з'єднання обмоток збудження з якорем, генератори класифікуються:

1. генератор незалежного збудження, рис. 188.

2. генератори із самозбудженням:

а) генератор паралельного збудження, рис. 189.

б) генератор послідовного збудження, рис. 190.

в) генератор змішаного збудження, рис. 191.

Енергетична діаграма генератора незалежного збудження (рис. 192).

Механічна потужність на валу

Електромагнітна потужність

Електроенергія, що віддається

- Втрати магнітні, механічні, електричні, втрати в щітковому контакті.

Розділивши рівняння на струм якоря, отримаємо:

або

4-5-1. Електромагнітний момент генератора постійного струму

Сила, що впливає на провідник зі струмом дорівнює рис. 193. Для розрахунку приймаємо індукцію на полюсному розподілі середню величину. Струм у всіх провідниках однаковий, індукція середня, кожен провідник практично перетинає магнітну лінію перпендикулярно. Виходячи з цього можна сумарну силу всіх провідників зосередити в одному провіднику.

Де – число провідників обмотки якоря. Електромагнітний момент

замінимо , , ,отримаємо ,

де: - потік, тоді

Електромагнітний момент залежить від потоку та струму якоря. У генераторному режимі електромагнітний момент є гальмівним. Рівняння рівноважного стану моментів запишеться де:

Механічний момент на валу генератора

Момент холостого ходу

Електромагнітний момент

4-5-2. Генератор незалежного збудження

Схема включення генератора незалежного збудження представлена ​​рис. 194.

Властивості генератора визначаються його характеристиками.

1.Характеристика холостого ходу: , , , Рис. 195

Пунктирна – розрахункова характеристика холостого ходу.

Характеристика холостого ходу дозволяє будувати висновки про ступеня насичення магнітної ланцюга.

2. Навантажувальна характеристика: , , , рис.47.

Трикутник – характеристичний. Катет - струм збудження, що йде компенсацію реакції якоря.

3. Зовнішня характеристика: , , Рис. 48, Мал.

Електротехніка з основами електроніки Навчальний посібник >> Фізика

Вказівкам та конспекту лекційтеоретичні питання, ... , проаналізувати енергетичніспіввідношення та... роду електричних машині... у промислових електричних установкахнебажане та небезпечне... 1. Іванов І.І., Равдоник В.С. Електротехніка. - М: Вища школа, ...

Теорія сигналів та систем. Конспект лекційта практичних занять

Конспект >> Комунікації та зв'язок

Напруги в промислових установках, транспортних засобах... , імпульс струму в електротехнікиі т.п.) – математична... та електронної обчислювальної машині, що обіграє у шахи... 1975. - 264 с. Лекція 6. ЕНЕРГЕТИЧНІСПЕКТРИ СИГНАЛІВ Зміст 1. Потужність...

Синхронні машини. Конспект лекцій

Конспект >>

Якоря. У нормальних машинахпостійного струму, з встановленнямщіток на геометричній... розгляду вперше було запропоновано французькою електротехнікомА. Блонделем у 1895 р. ... спільній роботі синхронних машинв енергетичноїсистемі необхідно враховувати їх...

Контроль якості та визначення властивостей матеріалів

Лекція >> Промисловість, виробництво

Конспект лекційдля студентів Зміст Введення... задається з деякою постійною швидкістю. Випробувальні машини, в яких коригується режим деформування або контактні. У добрих сучасних машинахдатчик деформації індуктивний і кріпиться на...

ознайомитись із пристроєм, принципом дії, основними режимами роботи генератора постійного струму з незалежним збудженням;

придбати практичні навички пуску, експлуатації та зупинки генератора постійного струму;

експериментально підтвердити теоретичні відомості щодо характеристик генератора постійного струму.

Основні теоретичні положення

Електричні машини постійного струму можуть працювати як режимі генератора, і у режимі двигуна, тобто. мають властивість оборотності.

Генератор постійного струму - це електрична машина, призначена для перетворення механічної енергії на електричну енергію постійного струму.

Електродвигун постійного струму-Електрична машина, призначена для перетворення електричної енергії постійного струму на механічну.

Загальний вигляд електричної машини постійного струму подано на рис. 1.

Пристрій електричної машини постійного струму

Як і будь-яка інша електрична машина, машина постійного струму складається з нерухомої частини. статора і обертової частини - ротора 1, що виконує функцію якоря, оскільки у його обмотках наводиться ЕРС.

У статорі машини знаходиться обмотка збудження, що створює необхідний магнітний потік Ф. Статор складається з циліндричної станини. (стальне лиття, сталева труба або зварена листова сталь), до якої кріпляться головні 3 і додаткові 4 полюси з обмотками збудження. З торців статор закривають щити підшипникові 5. В них впресовуються підшипники і зміцнюється щіткова траверса з щітками 6.

Якір складається з циліндричного пакета (набраного з лакованих листів електротехнічної сталі для ослаблення вихрових струмів). У пази сердечника якоря укладається обмотка, з'єднана з колектором 7; все це закріплюється на валу якоря.

Принцип дії

Найпростішу електричну машину можна представити у вигляді витка, що обертається в магнітному полі (рис. 2, а,б). Кінці витка виведені на дві пластини колектора. До колекторних пластин притискаються нерухомі щітки, до яких підключається зовнішній ланцюг.

Принцип роботи електричної машини ґрунтується на явищі електромагнітної індукції. Розглянемо принцип роботи електричної машини як генератора. Нехай виток приводиться у обертання від зовнішнього приводного двигуна (ПД). Виток перетинає магнітне поле, і в ньому за законом електромагнітної індукції наводиться змінна ЕРС , напрямок якої визначається за правилом правої руки. Якщо зовнішній ланцюг замкнутий, то ним потече струм, спрямований від нижньої щітки до споживача і від нього - до верхньої щітки. Нижня щітка виявляється позитивним виводом генератора, а верхня щітка негативним. При повороті витка на 180 0 провідники із зони одного полюса переходять у зону іншого полюса і напрямок ЕРС у них зміниться на зворотний. Одночасно верхня колекторна пластина входить у контакт із нижньою щіткою, а нижня пластина-з верхньою щіткою, напрям струму у зовнішній ланцюга не змінюється. Таким чином, колекторні пластини не тільки забезпечують з'єднання обертового витка із зовнішнім ланцюгом, але і виконують роль пристрою, що перемикається, тобто. є найпростішим механічним випрямлячем.

Для зменшення пульсацій в генераторі постійного струму замість однієї котушки по колу якоря розміщується кілька рівномірно рознесених обмоток, які утворюють обмотку якоря, і приєднуються для зміни полярності колектору ЕРСК, що складається з більшого числа сегментів. Тому ЭДСв ланцюга між висновками щіток пульсує негаразд сильно, тобто. виходить практично незмінною.

Для цієї постійної ЕРС справедливий вираз

Е=з 1 Фn,

де з 1 -коефіцієнт, що залежить від конструктивних елементів якоря та числа полюсів електричної машини; Ф- магнітний потік; n- Частота обертання якоря.

При роботі машини в режимі генератора по замкнутому зовнішньому ланцюгу та витку обмотки якоря протікає струм i = Iя, напрямок якого збігається з напрямком ЕРС (див. рис. 2, б). За законом Ампера взаємодія струму iта магнітного поля Устворює силу f, яка спрямована перпендикулярно Уі i. Напрямок сили fвизначається правилом лівої руки: на верхній провідник сила діє вліво, на нижній-вправо. Ця пара сил створює крутний момент М вр, спрямований у цьому випадку проти годинникової стрілки та рівний

М=з 2 ФIя.

Цей момент протидіє моменту приводу, тобто. є гальмуючим моментом.

Струм якоря I явикликає в якірній обмотці з опором R япадіння напруги R я I я , так що при навантаженні напруга Uна висновках щіток виходить менше, ніж ЕРС, а саме

U = E – Rя Iя.

План уроку.

Дисципліна: Електротехніка та електроніка.

Тема: Генератори постійного струму.

Тип уроку: вивчення нового матеріалу.

Вигляд уроку: лекція

Метод навчання: пояснювально-ілюстративний

Цілі уроку:

Навчальна: сформувати в учнів поняття про призначення ГПТ, його устрій та способи включення.

Завдання:

Розповісти про призначення ДПТ;

Розглянути пристрій ДПТ;

Ознайомити схемами включення ГПТ;

Розвиваюча мета: розвинути практикоорієнтоване мислення.

Завдання:

Розвинути здатність бачити взаємозв'язок законів, явищ електротехніки та застосування їх на практиці;

Розвинути здатність порівнювати та аналізувати.

Виховна мета: виховувати позитивне ставлення до знань.

Завдання: виховувати вміння бачити результати своєї праці та оцінювати їх.

Наочність на уроці:

Макет постійного струму машини.

Плакат МПТ;

Відеоролик;

Електронний освітній ресурс.

Хід уроку:

1. Організаційний момент:

Вітання

Перевірка присутніх

Організація уваги.

2. Цілепокладання та мотивація:

Постановка мети перед учнями

Ознайомлення студентів з планом уроку

Формування установок на сприйняття та осмислення навчальної інформації.

3. Актуалізація раніше засвоєних знань:

Запитання:

Яка електична машина називається генератором?

На якому явище ґрунтується принцип дії генераторів?

Який електротехнічний пристрій називається електромагнітом і для чого він призначений?

Від чого залежить величина ЕРС, що наводиться у рамці?

Яка напруга знімається зі щіток?

4. Формування нових понять.

Основні вузли ГПТ, їх призначення, конструктивні особливості. Матеріали для виготовлення.

Схеми включення ГПТ. Характеристики ГПТ за різних схем включення. Самопорушення ДПТ.

Генератори із незалежним збудженням.
Характеристики генераторів

Магнітне поле генератора з незалежним збудженням створюється струмом, який подається від стороннього джерела енергії в обмотку збудження полюсів.
Магнітне поле генераторів із незалежним збудженням може створюватися
від магнітів.

Зовнішня характеристика генератора

Генератори із самозбудженням.
Принцип самозбудження генератора
з паралельним збудженням

Недоліком генератора із незалежним збудженням є необхідність мати окреме джерело живлення. Але за певних умов обмотку збудження можна живити струмом якоря генератора.
Самозбудливі генератори мають одну з трьох схем: з паралельним, послідовним і змішаним збудженням. На рис. 10 зображено генератор з паралельним збудженням.

Обмотка збудження підключена паралельно до якірної обмотки. У ланцюг збудження включено реостат R в. Генератор працює у режимі холостого ходу.
Щоб генератор самозбудився, необхідне виконання певних умов.
Першою з цих умов єнаявність залишкового магнітного потокуміж полюсами. При обертанні якоря залишковий магнітний потік індукує в якірній обмотці невелику залишкову ЕРС.

5. Закріплення отриманих знань:

Заклеїти малюнок МПТ у зошит та записати назви основних вузлів згідно з нумерацією на малюнку.

Які засоби збудження ГПТ Ви знаєте?

Яке призначення колектора?

6. Підбиття підсумків уроку.

Що нового дізналися на уроці?

Що для вас було найскладнішим?

Чому навчилися?

Виставлення оцінок.

Завдання додому.

Розмір: px

Починати показ зі сторінки:

Транскрипт

1 Вчитель фізики Шпаковська О.Ю. 11 клас Генерування електричної енергії. Генератор змінного струму Цілі уроку: 1. Показати переваги електричної енергії перед іншими видами енергії. 2. Дати уявлення про принциповому пристрої генератора змінного струму. 3. Висвітлити екологічні проблеми, пов'язані з виробленням електроенергії. Обладнання: комп'ютер інтерактивна дошка, проектор джерела струму, батарея кишенькового ліхтарика, фотоелемент, модель генератора постійного струму, Комплекс «Наочна фізика» Тип уроку: комбінований, час проведення 45 хвилин. Основні етапи уроку: 1. Організаційний момент (2 хв.) 2. Актуалізація опорних знань (3-5 хв.) 3. Вивчення нового матеріалу (20 хв.) 4. Закріплення нової теми (5 хв.) 5. Перевірка знань ( 10 хв.) 6. Підбиття підсумків. (3 хв.) 1. Організаційний момент. Хід уроку 2. Актуалізація опорних знань - фронтальна бесіда. Перш ніж говоритимемо про виробництво електричного струму, давайте згадаємо: Питання: Що називають електричним струмом? Відповідь: Електричним струмом називається впорядкований рух заряджених частинок. Запитання: Які вам відомі джерела струму? Відповідь: Акумулятори, батарейки тощо. У мене на столі всім відомі джерела струму: батарейка, фотоелемент, модель індукційного генератора. Область застосування кожного з перерахованих видів визначається їх характеристиками. Давайте з'ясуємо, які у них переваги та недоліки і чи можна їх застосовувати повсюдно? Хімічні джерела струму: електричні елементи; батареї акумуляторів; ртутна батарейка, що використовується в годинах, калькуляторах та слухових апаратах, дає 1,4В;

2 традиційна батарейка для кишенькового ліхтарика, дає 4,5 В. (демонстрація) Позитивні якості компактність, можливість використовувати як автономне джерело енергії. Недоліки: невелика енергоємність, висока вартість енергії, недовговічність, проблема утилізації відходів. Термоелементи, фотоелементи, сонячні батареї (демонстрація) Безмашинний спосіб отримання енергії. Недоліки малий ККД, залежність від погодних умов. Переважну роль нашого часу грають електромеханічні індукційні генератори постійного і змінного струму. Фактично вони дають всю використовувану енергію. Які вони мають переваги, переваги та недоліки, ми маємо з'ясувати сьогодні на уроці. 3. Пояснення нової теми. Оскільки ми сьогодні вивчаємо генератори змінного струму, давайте згадаємо: Питання: Що таке змінний струм? Відповідь: Змінний струм можна розглядати як вимушений коливальний рух вільних електронів або вимушені електромагнітні коливання сили струму та напруги, що змінюється з часом за гармонічним законом. Змінний струм має перевагу перед постійним, тому що напруга та силу струму можна в дуже широких межах перетворити (трансформувати) майже без втрат, а такі перетворення необхідні у багатьох електро- та радіотехнічних пристроях. Але особливо велика необхідність трансформації напруги і струму виникає під час передачі електроенергії великі відстані. Електрична енергія має перевагу перед іншими видами енергії: її можна передавати по проводах на величезні відстані з порівняно малими втратами і зручно розподіляти між споживачами. Головне ж у тому, що цю енергію за допомогою досить простих пристроїв легко перетворити на інші форми: механічну, теплову, світлову тощо. Запишіть у зошиті переваги змінного струму. У сучасній енергетиці застосовуються індукційні генератори змінного струму, дія яких ґрунтується на явищі електромагнітної індукції. Запитання: Згадайте, що таке електромагнітна індукція, і хто відкрив це явище? Відповідь: Майкл Фарадей відкрив явище електромагнітної індукції, яке полягає у виникненні індукційного струму під впливом змінного магнітного поля. (1 слайд комплексу) Після відкриття цього явища багато скептиків, сумніваючись, запитували: «Яка від цього користь?» На що Фарадей відповів: Яка може бути користь від новонародженого? Минуло трохи більше половини століття і, як сказав американський фізик Р. Фейнман, «марний новонароджений перетворився на чудо-богатиря і змінив образ Землі так, як його гордий батько не міг собі й уявити». І цим богатирем, який змінив вигляд Землі, є генератор. Генератор це пристрій, що перетворює енергію того чи іншого виду на електричну енергію (запишіть визначення в зошит). (1 слайд комплексу)

3 Електричний струм виробляється в генераторах - Відкрийте підручник на сторінці 106 малюнок 97. Давайте разом назвемо і запишемо в зошиті, як влаштований генератор, його основні частини. – Що зазначено цифрою 1,2,3,4,5,6,7? 1. Ротор, що обертається, частина генератора, створює магнітне поле від електромашини постійного струму. 2. Статор складається з окремих пластин для зменшення нагріву від вихрових струмів, пластини зроблені з електротехнічної сталі. 3. Щітки, нерухомі пластини, притиснуті до кільця і ​​здійснюють зв'язок обмотки ротора із зовнішнім ланцюгом. 4. Кільця, щоб підводити струм до ротора і відводити з обмотки ротора у зовнішній ланцюг за допомогою ковзних контактів. 5. Турбіна, поєднання турбіни з генератором змінного струму називається турбогенератором. 6. Станіна, корпус, усередині якої розміщені статор та ротор. 7. Збудник, генератор, що виробляється постійний струм, який підводять до обертового електромагніту. Нині існують різні модифікації індукційних генераторів. Але всі вони складаються з одних і тих же частин це магніт або електромагніт, що створює магнітне поле, і обмотка в якій індукується ЕРС. Один із сердечників (зазвичай внутрішній) обертається навколо вертикальної або горизонтальної осі називається ротором. Нерухомий сердечник з його обмоткою називають статором. (1 слайд) Зверніть увагу, що в даній моделі генератора обертається дротяна рамка, яка є ротором, магнітне поле створює нерухомий, постійний магніт. Під час руху провідника його вільні заряди рухаються разом із ним. Тому на заряди з боку магнітного поля діє сила Лоренца. ЕРС індукції, отже, має магнітне походження. Багато електростанціях земної кулі саме сила Лоренца викликає появу струму. ε = ε m sin ωt У великих промислових генераторах обертається саме електромагніт, який є ротором. Обмотки, в яких наводиться ЕРС, вкладені в пазах статора, поява ЕРС у нерухомих обмотках статора пояснюється виникненням в них вихрового електричного поля, породженого зміною магнітного потоку при обертанні ротора. З закону електромагнітної індукції випливає: ЕРС індукції в замкнутому контурі дорівнює модулю швидкості зміни магнітного потоку через поверхню, обмежену контуром. Яка повинна бути швидкість зміни магнітного потоку, швидкість обертання ротора, якщо в деяких установках застосовуються струми в кілька кілогерц і навіть мегагерц? Наприклад, спробуйте розрахувати швидкість обертання ротора для стандартної частоти промислового струму. Щоб відповісти на це питання, згадайте: Питання: Чому дорівнює частота промислового струму? Відповідь: Стандартна частота промислового змінного струму дорівнює 50 Гц у багатьох країнах світу, у США частота дорівнює 60 Гц, це означає, що протягом 1 с. струм 50 разів

4 тече в одну сторону та 50 разів у протилежну. -Тоді Скільки коливань відбуватиметься в 1 хвилину? Помножимо на 60 сек. виходить 3000 об/хв. Така швидкість нереальна і щоб зменшити швидкість обертання використовують багатополюсний магніт. Частота ЕРС визначається формулою ν = p*n, де р число пар полюсів індуктора, n частота обертання ротора. Так, ротори генераторів Угличської ГЕС на Волзі мають 48 пар полюсів, і швидкість їхнього обертання зменшується, стає 62,5 об/хв. Ми живемо в 21 столітті і основою цивілізованого способу життя, отже, і науково-технічного прогресу, є енергія, якої потрібно все більше і більше. Здавалося б, виробляйте її скільки завгодно, поки є корисні копалини, є машини, що виробляють цю енергію. Але тут постає проблема. Цю проблему можна назвати – проблема «трьох Е»: Енергетика + Економіка + Екологія. Для бурхливого розвитку економіки потрібно все більше і більше енергії, збільшення вироблення енергії - веде до погіршення екології, завдає великої шкоди навколишньому середовищу. Адже енергетика є однією із найбільш забруднюючих галузей народного господарства. При нерозумному підході відбувається порушення нормального функціонування всіх компонентів біосфери (повітря, води, ґрунту, тваринного та рослинного світу), а у виняткових випадках, подібних до Чорнобиля, під загрозою виявляється і саме життя. Тому головним має стати підхід із екологічних позицій, що враховують інтереси не лише сьогодення, а й майбутнього. Тим часом ТЕС є одними з основних забруднювачів атмосфери твердими частинками золи, оксидами сірки та азоту, а також вуглекислим газом, що сприяє виникненню «парникового ефекту». Над містами утворюються так звані острови тепла, через посилений викид енергії яких порушується нормальний перебіг атмосферних процесів. У вересні цього року ми всі з вами були свідками утворення торнадо над водосховищем ДРЕС-2 у місті Сургуті. Запитання: Хто зможе пояснити це явище? Відповідь: Над поверхнею водосховища утворився теплий повітряний фронт, коли температура і тиск навколишнього повітря були порівняно низькими. Зустріч цих двох потоків і призвела до утворення смерчу. Найважливішими напрямками екологізації науково-технічного процесу мають стати впровадження ресурсозберігаючих та безвідходних технологій; перехід до чистих та невичерпних джерел енергії. Вже розробляються так звані паливні елементи, в яких енергія звільняється в результаті реакції водню з киснем, отримали широке застосування МГД генератори. Будують електростанції різного типу, геотермальні, вітряні, сонячні та ін. 4. Закріплення нової теми – вирішення якісних та кількісних завдань. Хоч би якими були типи електростанцій, головний пристрій на будь-якому з них це генератор. Запитання: Що називають генератором? Відповідь: Генератор це пристрій, що перетворює енергію того чи іншого виду

5 електричну. Запитання: Назвіть основні частини генератора. Відповідь: Ротор, статор. Питання: Ліхтарі дорогою стоять самотньо. Десять герц частота змінного струму. Хто відповість мені ясно, без тіні збентеження: Чи цей струм застосовують для освітлення? Відповідь: Ні. Запитання: Генератор змінного струму має на роторі 6 пар полюсів. Якою має бути частота обертання ротора, щоб генератор виробляв струм стандартної частоти? Відповідь: (500 об/хв) 5. Перевірка знань (завдання комплексу 1-6) 6. Підбиття підсумків. Сьогодні на уроці ми з вами розібрали принцип дії генератора, цієї значної споруди з проводів, ізоляційних матеріалів, сталевих конструкцій. Не перестаю дивуватися, як при таких величезних розмірах кілька метрів найважливіші деталі генераторів виготовляються з точністю до міліметра. Ніде в природі немає такого поєднання рухомих частин, які могли б породжувати, електричну енергію так само безперервно та економічно. А тепер постарайтеся відповісти на запитання, поставлене на початку уроку. - Які переваги та недоліки у генератора змінного струму? Виставлення оцінок у журнал. Домашнє завдання. 37

Автор: Касімова М.І. ГБОУ ЦО 133 р. Санкт-Петербург УРОК З ФІЗИКИ В 9 КЛАСІ ЯВИЩЕ ЕЛЕКТРОМАГНІТНОЇ ІНДУКЦІЇ РОБОТА У ГРУПАХ: ІСТОРИКИ ЕКСПЕРИМЕНТАТОРИ ТЕОРЕТИКИ ЕЛЕКТРОТЕХНІКИ ПРОГРАМИ

Орієнтовний банк завдань з фізики 11 клас занурення 3 (базовий рівень) частина 1 Механічні коливання. 1.Механічним коливальним рухом називають 1) Рух, у якому стану тіла з течією

Тема 9. Електричні машини змінного струму Питання теми. Класифікація машин змінного струму. Пристрій і принцип роботи асинхронного двигуна. 3. Створення магнітного поля, що обертається. 4. Швидкість

Вчитель фізики Шпаковська О.Ю. 9 клас Урок на тему "Електромагнітна індукція" Мета: вивчити поняття електромагнітної індукції. Учні мають знати: поняття електромагнітної індукції; поняття індукційне

Блок розробок (робочі листи + зразкове планування уроків) для використання комп'ютерних лабораторій комплексу «Інтерактивні лабораторії з фізики» на уроках в 11 класі (або в інших класах

Тема 13 Синхронні генератори, двигуни План 1. Конструкція синхронного генератора 2. Принцип дії синхронного генератора 3. Конструкція синхронного двигуна 4. Принцип дії синхронного двигуна

Тема: Лекція 39 Вимушені коливання ланцюга змінного струму. Індуктивність та ємність у ланцюгу змінного струму. Векторні діаграми. Закон Ома для ланцюга змінного струму. Потужність змінного струму. Резонанс

Конспект уроку з технології 8 клас Урок 29. Тема: Електричні двигуни Мета: вивчити будову та принцип дії електричних двигунів різних конструкцій; ознайомитись із принципом роботи асинхронного

Обертання рамки в магнітному полі. Змінний струм 3. Трансформатори Тема 3. Змінний струм. Обертання рамки в магнітному полі Явище електромагнітної індукції застосовується для перетворення механічної

МБОУ Школа 57 р.о. Самара Фізика 8 клас Джерела електричного струму Електричний струм упорядкований рух заряджених частинок. Для існування електричного струму потрібні такі умови: 1.

4 ЛІНІЙНИЙ ЕЛЕКТРИЧНІ ЛАНЦЮГИ ЗМІННОГО СИНУСОВИДАЛЬНОГО СТРУМУ І МЕТОДИ ЇХ РОЗРАХУНКУ 4.1 ЕЛЕКТРИЧНІ МАШИНИ. ПРИНЦИП ГЕНЕРУВАННЯ СИНУСІЙНОГО СТРУМУ 4.1.001. Електрична машина (ЕМ) 4.1.002. У напрямку

Урок фізики у 8 класі 1. ПІБ (повністю) Вольнова Світлана Юріївна 2. Місце роботи МБОУ ЗОШ 3 3. Посада Вчитель фізики 4. Предмет Фізика 5. Клас 8 6. Тема уроку Електричний струм. Джерела електричного

Тема 8.1. Електричні машини. Генератори постійного струму Питання теми 1. Електричні машини постійного та змінного струму. 1. Пристрій та принцип роботи генератора постійного струму. 2. ЕРС та обертовий

Тема 2.3. ЕЛЕКТРОМАГНІТНА ІНДУКЦІЯ 1. Явище електромагнітної індукції (досліди Фарадея) 2. Закон Фарадея 3. Вихрові струми (струми Фуко) 4. Індуктивність контуру. Самоіндукція 5. Взаємна індукція 1. Явище

Блок 9. Електромагнітна індукція. Змінний струм. Лекції: 9.1 Явище електромагнітної індукції. Магнітний потік. Закон електромагнітної індукції Причини виникнення індукційного струму: сила Лоренца

Контрольний тест з фізики Електромагнітне поле 9 клас 1 варіант 1. До магнітної стрілки (північний полюс блакитного кольору), яка може повертатися навколо вертикальної осі перпендикулярної площини

ФЕДЕРАЛЬНА ДЕРЖАВНА БЮДЖЕТНА ОСВІТАЛЬНА УСТАНОВА ВИЩОЇ ОСВІТИ «КАЗАНСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ ДОСЛІДНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ ім. О.М. ТУПОЛЬОВА-КАІ» Зеленодольський інститут машинобудування

3.13 Робота, що здійснюється під час переміщення струму в магнітному полі Помістимо в однорідне магнітне поле не закріплений провідник зі струмом. На нього діятиме сила Ампера. В результаті провідник почне

І. В. Яковлєв Матеріали з фізики MathUs.ru Змінний струм. 1 Теми кодифікатора ЄДІ: змінний струм, вимушені електромагнітні коливання. Змінний струм це вимушені електромагнітні коливання, що викликаються

Конденсатор коливального контуру тривалий час підключений до джерела постійної напруги (див. рисунок). У момент t = 0 перемикач До переводять з положення 1 положення 2. Графіки А і Б представляють

ПРИКЛАДНИЙ БАНК ЗАВДАНЬ З ФІЗИКИ 11 КЛАС (БАЗОВИЙ РІВЕНЬ) занурення 2 Магнітне поле. Однорідне та неоднорідне магнітне поле 1.Яка речовина зовсім не притягується магнітом? 1) Сталь 2) Скло 3)

1 Синхронні електричні машини Загальні відомості та елементи конструкції Лекції професора Полевського В.І. Синхронними машинами називаються електричні машини змінного струму, які мають магнітне поле,

Асинхронні машини Асинхронна машина це машина, в якій при роботі збуджується магнітне поле, що обертається (ВМП), норотор якої обертається асинхронно, тобто. зі швидкістю, відмінною від швидкості поля. Переваги:

Додаток 1 Тест на тему: Дія магнітного поля на провідник зі струмом. Електродвигун. Варіант 1 Варіант 2 1 Біля провідника зі струмом розташована магнітна стрілка. Як зміниться її напрямок, якщо

9. Автоколивання порушуються в коливальному контурі генератора на транзисторі за рахунок енергії джерела постійної напруги. У генераторі використовується транзистор, тобто напівпровідниковий пристрій,

Коливання. Лекція 3 Генератор змінного струму Для пояснення принципу дії генератора змінного струму розглянемо спочатку, що відбувається при обертанні плоского витка дроту в однорідному магнітному

Електромагнітні коливання. 1. Власна частота електромагнітних коливань контурі 5 кгц, ємність конденсатора 1 мкф. Індуктивність котушки у разі дорівнює A) 4 мгн. B) 4 мгн. C) мгн. D), 9 мгн.

Оціночні матеріали проміжної атестації з фізики 10 клас Варіант I. 1. На малюнку 1.01 показано графік залежності швидкості руху тіла від часу. Який із запропонованих графіків виражає графік

Обов'язковий мінімум на предмет фізика 11 клас 1 півріччя Основні поняття: Магнітне поле. Взаємодія струмів. Магнітне поле. Індукція магнітного поля. Сила Ампера. Сила Лоренца. Електромагнітна

МЕХАНІЧНІ ТА ЕЛЕКТРОМАГНІТНІ КОЛИВАННЯ Варіант 1 1. На малюнку 1 представлений графік залежності від часу координати х тіла, що здійснює гармонійні коливання вздовж осі Ох. Чому дорівнює період коливань

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА 1 ГЕНЕРАТОР ПОСТОЯННОГО СТРУМУ З НЕЗАЛЕЖНИМ І ПАРАЛЕЛЬНИМ ПОРУШЕННЯМ Мета роботи: 1. Ознайомитися з конструкцією електричної машини постійного струму. Вивчити принцип дії генератора

Домашня робота з фізики за 11 клас до підручника «Фізика. 11 клас» Г.Я Мякішев, Б.Б. Буховцев, М.: «Освіта», 000 Навчально-практичний посібник 3 ЗМІСТ Глава 1. Електромагнітна індукція Вправа

Тема 9.3. Синхронні машини змінного струму Питання теми. 1. Пристрій та принцип дії синхронного генератора 2. Реакція якоря 3. Характеристики синхронного генератора 4. Робота синхронної машини

МЕТОДИЧНА РОЗРОБКА УРОКУ Вчитель: Голяшова Олена Володимирівна Тема уроку: Електричний струм. Джерела електричного струму. Гальванічні елементи та акумулятори. Клас: 8 Тип уроку: вивчення нового

"Електромагнітна індукція. Досвід Фарадея. Правило Ленца» Тип уроку: Вивчення нового матеріалу. Клас: 9 Б клас Цілі уроку: I. Навчальна 1. Закріплення знань на тему «Індукція магнітного поля, Магнітний

Арданян А.М. 1 Урок 2/11. Явище електромагнітної індукції. Індукційний струм. Правило Ленца. (? вчитель,! учні) умовне позначення. На минулих заняттях ми дізналися, що магнітних зарядів не існує!

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА N 2 «Дослідження резольвера» Мета роботи: вивчення принципів дії та характеристик резольверів (трансформаторів, що обертаються), що використовуються в системах автоматичного управління.

Магнітне поле Явище електромагнітної індукції. Закон електромагнітної індукції Фарадея. Правило Ленца. Вихрове електричне поле. Токи Фуко. Генератор, електродвигун. Явище електромагнітної індукції

Федеральне агентство з освіти ГОУ ВПО "Уральський державний технічний університет УПІ імені першого Президента Росії Б.Н.Єльцина" Кафедра "Електротехніка та електротехнологічні системи"

ПРИВАТНА УСТАНОВА ЗАГАЛЬНООСВІТНЯ ОРГАНІЗАЦІЯ ШКОЛА «Мої ГОРИЗОНТИ» МІСТА СЕВАСТОПОЛЬ Розробник Шокель О.І. Урок фізики у 8 класі Тема: «Досліди Фарадея. Електромагнітна індукція". Цілі: освітні:

КАРТА СХЕМА ПРОРОБІТКИ ТЕМИ МАГНІТНЕ ПОЛЕ СТАЦІОНАРНИХ СТРУМІВ ОСНОВНІ ХАРАКТЕРИСТИКИ МАГНІТНОГО ПОЛЯ І ЄДИНИЦЯ ЇХ ВИМІРЮВАННЯ В СІ Вектор магнітної індукції B Зв'язок В і Н Вектор напруженості

Явище електромагнітної індукції Чи можна у провіднику (без підключення джерела живлення) створити електричний струм за допомогою магнітного струму? У вогкий грудневий день 1821 року, в лабораторії

Повторення:

Оскільки дія трансформатора ґрунтується на явищі електромагнітної індукції, отже, перед поясненням нового матеріалу необхідно повторити такі питання:

За яких умов виникає індукційний струм?

Що називається електромагнітною індукцією?

У яких дослідах можна отримати індукційний струм?

Як виникає ЕРС індукції у нерухомих провідниках?

Що є причиною виникнення ЕРС у провідниках, що рухаються?

Пояснення нового матеріалу.

Генератор змінного струму .

Генератор струмупристрій, що перетворює механічну енергію на електричну.

Основні частини генератора:

Індуктор - пристрій, що створює МП.

Якір - обмотка, в якій індукується ЕРС.

Кільця зі щітками - пристрій, яким знімають з частин, що обертаються, індукційний струм або подають струм живлення електромагнітом.

ЕРС, що індукується в послідовно з'єднаних витках, складатиметься із суми ЕРС у кожному з них, тому обмотка якоря складається з безлічі витків.

Генератор складається з нерухомої частини.статора і рухомий частини -ротора . Зазвичай на роторі розташовуються електромагніти з полюсами N і S. Їх обмотка, яка називається обмоткою збудження, живиться через кільця та щітки від джерела постійного струму. У пазах статора, зібраного із сталевих листів, знаходяться провідники статора обмотки. Вони з'єднані один з одним послідовно по черзі з передньої та з задньої сторін статора.

Для технічних цілей застосовується змінний струм синусоїдальної форми із частотою 50 Гц, для цього ротор повинен обертатися із частотою 50 об/с. Щоб зменшити частоту обертання, збільшує кількість пар полюсів індуктора.ν = nf , n – числопар полюсів, f - Частота обертання ротора.

Трансформатори.

Вперше трансформатори було використано 1878 р. російським ученим П.Н. Яблучковим для живлення винайдених ним «електричних свічок» – нового на той час джерела світла. Ідея П.М. Яблочкова була розвинена співробітником Московського університету І.Ф. Усагін, який сконструював удосконалений трансформатор. (Демонстрація розбірного універсального трансформатора).

За допомогою універсального розбірного трансформатора розглядаємо пристрій трансформатора.

Трансформатор складається із замкнутого сердечника, на який надіті дві (іноді й більше) котушки з дротяними обмотками. Одну з обмоток, що називається первинною, підключають до джерела змінної напруги. Другу обмотку, до якої приєднують «навантаження», тобто прилади та пристрої, що споживають електроенергію, називають вторинною.

Замалювати в зошит схему пристрою трансформатора, його умовне позначення (планшет)

Дія трансформатора ґрунтується на явищі електромагнітної індукції. При проходженні змінного струму первинної обмотці в сердечнику з'являється змінний магнітний потік, який збуджує ЕРС індукції в кожній обмотці. Сердечник із трансформаторної сталі концентрує магнітне поле, так, що магнітний потік існує тільки всередині сердечника і однаковий у всіх його перерізах.

У первинній обмотці, що має n 1 витків, повна ЕРС індукції е 1 дорівнює n 1 е.

У вторинній обмотці повна ЕРС е 2 дорівнюєn 2 е, отже

Зазвичай активний опір обмоток трансформатора мало, і їх можна знехтувати. У цьому випадку модуль напруги на затискачах котушки приблизно дорівнює ЕРС індукції, отже:

Миттєві значення ЕРС е 1 і е 2 змінюються синфазно (одночасно досягають максимуму і одночасно проходять через нуль.) Тому відношення можна замінити:

Величину k називають коефіцієнтом трансформації.

При k > 1, - трансформатор - знижуючий. При k< 1 – повышающий.

Висновок про призначення трансформатора

Найважливіше застосування трансформатора – це передача електричної енергії на велику відстань.

Велике практичне застосування трансформатор знаходить у електрозварюванні.

Утворення двох протилежних магнітних потоків у сердечнику повністю навантаженого трансформатора покладено основою пристрою сучасного побутового електричного дзвінка.

У радіотехніці зниження напруги (силові трансформатори).

ККД трансформатора ɳ = * 100%, або ? I 2 U 2 / I 1 U 1 .

Р 2 -Потужність вторинної обмотки, Р 1 -Потужність первинної обмотки. У сучасних потужних трансформатори сумарні втрати 2-3%. ККД складає 97-98%.

Закріплення:

1. Чому сердечники трансформаторів виготовляють із окремих листів, ізольованих лаком?

2. Чому трансформатор виходить з ладу, коли замикаються коротко хоча б два сусідні витки?

3. Чому сердечники трансформаторів збирають із пластин електротехнічноїстали?

Будинки:

1. Підготувати доповідь: передача електричної енергії та її використання.

2. Виготовити модель понижуючого трансформатора.

3. Доповідь: успіхи та перспективи електрифікації Росії.

4. Доповідь: економія електроенергії.

Запитання:
1. Який електричний струм називається змінним?
1) Електричний струм, що періодично змінюється з часом за модулем і напрямом
2) Електричний струм, який періодично змінюється з часом
3) Електричний струм, що періодично змінюється по модулю
4) Електричний струм, який періодично змінюється з часом у напрямку

2. Де використовують змінний електричний струм?
1) у будинках. 2) квартири. 3) з виробництва. 4) на автомобілях.
5) велосипеди.

3. Чому генератори змінного струму називають індукційними?
1) їхня дія заснована на явищі електричного струму
2) їхня дія заснована на магнітній дії
3) їхня дія заснована на явищі електромагнітної індукції
4) їхня дія заснована на явищі постійного магніту:

4. Із чого складається електромеханічний індукційний генератор?
1) генератор. 2) станини. 3) статора.
4) ротора. 5) півкільця. 6) щітки.
5. Яка частина індукційного генератора рухлива?
1) статор. 2) ротор. 3) щітки. 4) обмотка.

6. Яка частина індукційного генератора не рухома?
1) обмотка. 2) ротор. 3) статор.

7. Чим обертається ротор генератора на теплових станціях?
1) водою. 2) пором від згорілого палива. 3) бензином. 4) гасом.

8. Чим обертається ротор генератора на гідроелектростанції?
1) пором. 2) водою. 3) гасом. 4) кувалдою.

9. Яка стандартна частота змінного струму?
1) 65Гц. 2) 55 Гц. 3) 40 Гц. 4) 50 Гц. 5) 70 Гц.

10. Із яких елементів складається трансформатор?
1) серцевина. 2) сердечник. 3) первинна обмотка.
4) вторинна обмотка. 5) обмотки із дроту.

11. Навіщо призначений трансформатор?
1) Трансформатор призначений для збільшення або зменшення змінної напруги та сили струму
2) Трансформатор призначений для збільшення або зменшення змінної напруги
3) Трансформатор призначений для збільшення чи зменшення сили струму
4) Трансформатор призначений для зменшення змінної напруги та сили струму
5) Трансформатор призначений для збільшення напруги та сили струму

12. Скільки видів трансформаторів існує?
1) 1. 2) 2. 3) 3. 4) 4. 5) 5.

13. До якої обмотки трансформатора підключають змінний електричний струм?
1) до первинної. 2) до вторинної. 3) до первинної та вторинної.

14. За яким фізичним законом можна визначити втрати електроенергії у ЛЕП?
1) закон Джоуля. 2) закон Джоуля-Ленца. 3) закон Ленца.
4) закон Паскаля. 5) закон Ньютона.

15. Хто винайшов трансформатор?
1) Лебедєв. 2) Тимірязєв. 3) Яблучків. 4) Паскаль.

	1,2,3		3,4,5,6						2,3,4					Розділи В'язання спицями Гачком Для будинку Для жінок Спицями Схеми Для дітей Техніки в'язання Реклама