История энергетической техники - Белькинд Л.Д.
Скачать (прямая ссылка):
практическую направленность, стремясь усовершенствовать существовавшие
тогда способы генерирования электрического тока.
В результате многочисленных опытов Фарадей построил первый
электромашинный генератор, так называемый "диск Фарадея", при помощи
которого -можно было непрерывно генерировать электрический ток (рис. 4-
10). Медный диск располагается между полюсами N и S постоянного магнита
так, .что'бьи магнитные линии проходили через диск перпендикулярно его
плоскости. При вращении диска в магнитном поле в нем наводятся
электрические токи. Если на периферии диска и в его центральной части
поместить токоприемники в виде скользящих контактов (щеток), то между
ними при вращении диска появится разность потенциалов. При замыкании цепи
меж- рис 4 Ш Схема
ду этими токоприемниками на гальва- полярного генератора
нометр можно наблюдать непрерывное Фарадея ("диск Фа-
лрохождение тока. При перемене на- радея"),
правления вращения диска направление тока также изменяется.- Это
устройство представляет собой униполярную машину и является простейшим
генератором постоянного тока.
Дальнейшим обобщением исследований явления электромагнитной индукции
явилось установление закона о направлении индуктированного тока. Этот
закон был сформулирован Э. X. Ленцем в 1832 г. в результате
многочисленных экспериментов и критического анализа трудов многих
физиков, изучавших явление индукции. Ряд ученых, в том числе и Фарадей,
делал попытки определить направление индуктированного тока в каждом
отдельном случае; однако 4ля некоторых взаимных положений движущихся
проводников так и не удалось установить направления наведен-ного тока.
Закон Ленца был сформулирован им следующим образом: "Если металлический
проводник движется поблизости т гальванического тока или магнита, то в
нем возбуждается гальванический ток такого направления, что если бы
ланный проводник был неподвижным, то ток могбыобус-°вить его перемещение
в противоположную сторону; при
Нстория энергетической техники. 225
ЭТОМ предполагается, йтб Покоящийся проводник МоЖбт перемещаться только в
направлении движения или в п>ротц-
Закон Ленца имел прежде всего значение в том отноше-нии, что давал
непосредственную возможность предвидеть и определять направление
наведенного тока; кроме того этот закон позволил Ленцу сформулировать
важный для электротехники принцип - обратимость генераторного и
двигательного режимов электрической машины. В 1838 г. Ленц практически
осуществил обратимость электрической машины постоянного тока, заставив ее
работать как в режиме генератора, так и в режиме двигателя. Открытый
Ленцем принцип обратимости электрической машины, как известно, является
одним из фундаментальных положений электротехники. Открытие закона о
направлении индуктированного тока явилось одной из предпосылок к открытию
закона сохранения и превращения энергии (ом. гл. Г
Рассматриваемый период в истории электротехники характеризуется началом
развития электрических машин по-хтоянного тока, созданием основ
электромеханики. Важнейшими научными предпосылками электромеханики
явились успехи в области изучения явлений электродинамики и открытие
явления электромагнитной индукции. Накопившийся после промышленного
переворота практический опыт конструирования машин и механизмов, в
частности паровых двигателей, также сыграл свою положительную роль при
разработке первых конструкций электрических -машин и электромагнитных
устройств.
Электрическая машина прошла длинный и сложный путь от физических игрушек
и лабораторных приборов Д° завершенных промышленных конструкций. Однако
вначале развитие электрических генераторов и электрических двигателей шло
совершенно различными путями, что вполне соответствовало состоянию науки
о1б электричестве и магнетизме того периода: принцип обратимости
электрической машины, как указывалось выше, был открыт в 30-* годах, но
его использование в широких масштабах начинается лишь -с 70-х годов
прошлого века. В -связи с этиМ представляется вполне правомерным
рассматривать отдельно историю создания генератора и электродвигателя в
период до 1870 г. л
воноложном направлении.
4-3. РАЗВИТИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН ПОСТОЯННОГО ТОКА
Основные этапы Поскольку все первые потребители
развития электрической энергии питались ис-
^стмн^^о^тока ключительно постоянным током и этот
п0 род тока был наиболее изучен, то и
первые электрические машины были машинами постоянного тока.
В развитии электродвигателя постоянного тока .можно наметить три основных
этапа, которые ниже будут последовательно рассмотрены. Следует заметить,
что это разделение на этапы является условным, так как конструкции и
принципы действия электродвигателей, характерные для одного этапа, в
отдельных случаях появлялись вновьспустя много лет; с другой стороны,
более 'поздние и более прогрессивные конструкции в их зародышевой форме
нередко можно найти в первоначальном периоде развития электродвигателя.
Следует далее иметь в виду, что для характеристики каждого этапа
