Электричество шаг за шагом
- Автор: Сворень Рудольф Анатольевич
- Год: 2019
- Язык: русский
- Год: "ДМК Пресс"
- ISBN: 978-5-97060-604-9
- Жанр: Детское образовательние
Электронная книга - «Электричество шаг за шагом». Краткое содержание книги:
Используя 400 специально разработанных иллюстраций, автор рассказывает об истории изучения электричества, о сложившихся основных системах постоянного и переменного тока и о той важной роли, которая досталась электричеству в энергетике нашего мира.
Рудольф Анатольевич Сворень — автор многих популярных книг о физике и электронике, известный научный журналист, радиоинженер и кандидат педагогических наук, много лет проработавший в редакции журнала “Наука и жизнь” заместителем главного редактора.
Т-119. График переменной электродвижущей силы показывает, как она меняется с течением времени. Для начала повторим сказанное, но несколько по-другому. Двум э.д.с. (токам) разного направления, которые выдаёт генератор переменной электродвижущей силы (тока), названия «положительная э.д.с.» и «отрицательная э.д.с.» присвоены совершенно условно. Они должны лишь подчеркнуть, что меняется полярность генератора, его «плюс» и «минус» меняются местами. И одну из этих полярностей, часто совершенно безразлично какую, условно называют «положительной», вторую — «отрицательной». То же самое можно сказать о положительном и отрицательном токе — это просто токи разного направления, и опять же одному из них условно присвоено имя «положительный ток», другому — «отрицательный ток». Отсчёт отрицательной величины на графике, в частности отрицательной э.д.с., ведётся так же, как и положительной, от нулевого уровня, то есть от горизонтальной оси. Но для отрицательной величины (э.д.с., напряжение, ток) отсчёт идёт уже, естественно, вниз — чем больше отрицательная э.д.с., тем ниже от горизонтальной оси (ось времени) располагается соответствующая точка на графике. Мы уже в своё время говорили, что одно из направлений тока в проводнике мы совершенно условно назвали «положительным», а противоположное направление — «отрицательным». Точно так же условились называть «положительной» и «отрицательной» две разные полярности э.д.с. или напряжения (местонахождение их «плюса» и «минуса»). При этом график положительного тока (э.д.с., напряжения) договорились строить, как обычно, отсчитывая ток вверх от оси времени, а график отрицательного тока (э.д.с., напряжения) строить на этой же оси времени, но строить его, так сказать, «вверх ногами», то есть отсчитывая ток (э.д.с., напряжение) вниз от оси времени. Можно было, конечно, договориться как-нибудь по-другому, например, делать два отдельных графика — для положительного и отрицательного тока (э.д.с., напряжения), а затем рассматривать их совместно, так сказать, положив рядом. Но весь мир согласился, что принятый вариант — один общий график и отрицательный ток ниже оси времени — проще и удобней всех других. Теперь все именно таким способом представляют на графике переменный ток, и мы, конечно, тоже поддержим эту договорённость.
ВК-147. Аварийный режим — короткое замыкание, когда случайно возникает Rн = 0 и при этом недопустимо возрастают ток I2 и ток I1. В обмотках выделяется огромное количество тепла, трансформатор перегревается и быстро выходит из строя. Такой режим могут создать любые соседние витки, которые замкнулись из-за разрушения изоляции. Если не принять мер, то режим, близкий к короткому замыканию, создаст сердечник трансформатора, который представляет собой короткозамкнутый стальной виток.
Р-55. ДВИГАЕМСЯ ПО ЗНАКОМОЙ ДОРОГЕ: ОТ РАМКИ «ДВИГАТЕЛЬ» К РАМКЕ «ГЕНЕРАТОР». Правило левой руки (Р-50) помогло нам разобраться с работой двигателя, определить направление, в котором внешнее магнитное поле двигает проводник с током. Точно так же правило правой руки (1 на этом рисунке) помогает разобраться с генератором — определить, как направлена наведённая в проводнике ЭДС, если мы двигаем этот проводник в магнитом поле. Правило правой руки утверждает, что, когда ладонь направлена в сторону северного полюса внешнего магнита и когда отогнутый большой палец указывает направление движения проводника, то вытянутые четыре пальца показывают направление э.д.с. (и тока при замкнутой цепи), наведённой в результате электромагнитной индукции. Сходство ситуаций в правилах левой руки и правой руки, а также общий главный герой — проводник, дают повод думать об обратимости электрических машин. Во многих случаях такая обратимость действительно существует — двигатель может работать генератором, генератор — двигателем. В надежде на обратимость и не меняя систему скользящих контактов, превратим рамку «ротор двигателя» в рамку «ротор генератора», вращая её для этого отдельным двигателем (2). Осциллограф покажет, что мы не ошиблись, — на проводах, к которым раньше подключалась батарея питания двигателя, теперь действует напряжение, наведённое в результате электромагнитной индукции. В каком-то смысле это постоянное напряжение — оно, как и батарея, действует только в одном направлении, такова система переключения проводов а и Ь. Но по величине наведённое напряжение меняется — на разных участках своего пути провода рамки а и b с разной скоростью пересекают магнитное поле (3).