Справочник по физике для поступающих в ВУЗы - Гаевой А.И.
Скачать (прямая ссылка):
J
Для эффективного значення э. д. с. находим
E __ ElL- F -Жв-т
*~V2' э*~ 1.414 * ~
>. д. с. равно 187 в, а дейст-
§ 97. Сопротивление при переменном токе
Пусть переменный ток проходит по цепи, в которую включены конденсатор и катушка индуктивности. В этом случае сила тока будет зависеть не только от напряжения и сопротивления цепи, но также и от величины емкости конденсатора и индуктивности катушки. Рассмотрим отдельно влияние индуктивности и емкости на силу тока в цепи переменного тока.
Предположим, что в цепь включена катушка индуктивности. Тогда при прохождении переменного тока в цепи будет возникать добавочная э. д. с.’ самоиндукции. Как известно, э. д. с. самоиндукции всегда направлена против внешней э. д. с., поэтому сила переменного тока при наличии самоиндукции в цепи будет меньше, чем без нее.
Так как сопротивление цепи измеряется отношением напряжения к силе, тока, проходящего по ней, то можно сказать, что HaaHqnei в цепи катушки индуктивности увеличивает общее сопротивление' цепи переменного тока.
Э. д. с. самоиндукции, а следовательно, и индукционный ток тем больше, чем больше скорость изменения тока в катушке и индуктивность катушки L. Скорость же изменения переменного тока по величине тем больше, чем выше частота тока. Поэтому сопротивление Xl катушки индуктивности переменному току “пропорционально частоте переменного тока и коэффициенту самоиндукции катушки:
Xl = WjL ,
где и = 2nf — круговая частота переменного -тока.
Рассмотрим теперь цепь переменного тока с введенным в нее конденсатором. Для постоянного тока конденсатор представляет разрыв цепи: постоянный ток через конденсатор не проходит. Если же подключить конденсатор к генератору переменного тока, то он будет попеременно заряжаться и разряжаться. В связи с эгим в цепи, содержащей конденсатор и генератор, все время будет проходить ток разрядки и зарядки конденсатора то в одном, то в другом направлении. Поэтому можно сказать, что переменный ток «проходит через
230.
конденсатор», подразумевая при этом не прохождение тока через сам конденсатор, а наличие тока в проводах цепи.
Так как заряд ионденсатора пропорционален емкости, то чем больше емкость конденсатора, тем больший заряд будет перемещаться по цепи. Чем выше частота, тем быстрее конденсатор заряжается и разряжается и тем, следовательно, больше зарядов проходит в цепи за единицу времени. Поэтому чем больше и и С. тем больший ток проходит в цепи.
Сопротивление Xc конденсатора переменному току равно
где С-г емкость конденсатора.
§ 98. Генератор переменного тока.
Выпрямление переменного тока.
Генератор пестоянного тока
, Генератором называется машина, превращающая механическую энергию в энергию электрического тока.
Генератор переменного тока. Моделью генератора может служить проводник в виде рамки, вращающийся в магнитном поле постоянного магнита (рис. 91). При вращении в 'рамке индуцируется переменная э. д. с. Если рамку соединить с внешней частью цепи, то в цепи будет проходить переменный ток.
Для соединения рамки с ннешней цепью используются кольца, укрепленные на оси рамки. К кольцам присоединяются концы рамки, а под кольцами устанавливаются неподвижные скользящие контакты—так называемые щетки. При вращении рамки на щетках возникает переменное напряжение, причем за один полный оборот рамки полярность щеток меняется два раза.
На практике для увеличения напряжения'на рамку наматывают не один, а много витков. Такой тип генераторов переменного тока с вращающимися витками и неподвижной магнитной системой встречается редко. Объясняется это недостатками данной системы генераторов; с помощью подвижных контактов практически невозможно отводить высокое напряжение, снимаемое обычно с генераторов:
231
в подвижных контактах возникает очень сильное искрение. Чтобы избежать этого, в большинстве генераторов переменного тока обмотку (якорь), в которой индуцируется э. д. с., делают неподвижной, а вращается магнитная система (индуктор).
Неподвижная часть машины называется статором, вращающаяся— ротором. Статор генератора переменного тока собирают из листовой стали (чтобы избежать вихревых токон). В пазах, сделанных во внутренней полости статора, укладывают проводники, в которых индуцируется э. д. с. Ротор, вращающийся внутри статора, нредставляет собой электромагнит, магнитное поле которого создается постоянным
Рис. 92. Рис. 93.
током, текущим по обмоткам. Магнитные силовые линии создавав- '\ мого им поля при вращении ротора пересекают проводники, вложен- '¦ ные в пазы статора, и индуцируют в них переменную э. д. с. ‘
Величина э. д. с., создаваемая генератором, зависит от размеров . и типа обмотки статора, величины магнитного поля ротора и ско» рости его вращения.
Выпрямление переменного тока. Генератор постоянного тока. Как было установлено, напряжение, снимаемое с клемм генератора, все время" изменяется как по направлению, так и по величине. Поэтому и ток, протекающий во внешней цепи, будет, не постоянны», ‘ а переменным. J
