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.
На рисунке Р-57 показан график переменной э.д.с. (тока), которая наводится в проводнике при его вращении в магнитном поле. Фактически в магнитном поле вращается рамка, при этом её работающие (горизонтальные) проводники всегда пересекают магнитное поле в разных направлениях, и в них наводится э.д.с. разной полярности. Но проводники рамки соединены последовательно (не забыли? аналогично двум гальваническим элементам в батарее), и обе наведённые на них э.д.с. складываются. Поэтому, рассматривая события в этом простейшем генераторе, можно для упрощения картины опять же считать, что в магнитном поле движется один проводник.
На графике Р-57.2 время, как обычно, отложено по горизонтальной оси (ось х), но отмеряется в новых для нас условных единицах времени — в градусах. Можно было, конечно, выбрать миллисекунды или микросекунды, но более удобны и к тому же приняты во всем мире градусы. Рамка совершает полный оборот за время в 360°, в моменты 90° и 270° наведённая в ней э.д.с. достигает максимума, то есть своей амплитуды, в это время проводник с максимальной скоростью пересекает магнитное поле. Наконец, график рассказывает, что дважды за каждый оборот проводник движется не поперек поля, а вдоль и затем (пересекая условную горизонтальную линию) меняет направление, в котором он пересекал поле. В эти моменты — они соответствуют точкам (то есть моментам времени) 180° и 360° — э.д.с. равна нулю, и в эти же моменты происходит смена её полярности.
ВК-148. Начнём с конца: стальной сердечник трансформатора перестаёт быть короткозамкнутым витком потому, что он изготовлен не из сплошного металла. Он собран из тонких стальных пластин, между которыми проложен слой изоляции. Ток первичной обмотки своим меняющимся магнитным полем, конечно, наводит ток в сердечнике, но в каждой пластине отдельно. При этом токи в соседних пластинах действуют друг против друга, практически ликвидируя короткозамкнутый стальной виток.
Р-56. ВОЗВРАЩЕНИЕ К СТАРОЙ ОШИБКЕ ПРИНОСИТ В ИТОГЕ ОГРОМНЫЙ ВЫИГРЫШ. У нас есть все основания порадоваться — в генератор был успешно превращён двигатель с системой токосъёма из двух полуколец для переключения проводов рамки. Теперь можно попробовать провести ещё более рискованный эксперимент — в генератор превратить двигатель, который вообще не мог работать, потому что в его системе питания вместе со скользящими контактами использовались целые кольца (Р-51). Правило правой руки показывает, что в этом случае токи (или э.д.с.,) наведённые в проводах а и б, пересекающих внешнее магнитное поле, всегда будут суммироваться. Но при этом одну половину оборота эти провода будут давать э.д.с. одного направления, другую половину оборота — противоположного. Одним словом, с забракованным в своё время кольцевым токосъёмом мы получили генератор, который создаёт, как её называют, переменную э.д.с., а в нагрузке, подключенной к рамке, переменный ток. Учитывая огромные его достоинства и то, что 97 % мировой электрической мощности производится в виде переменного тока, знакомству с ним мы будем уделять основное внимание. На этом же рисунке показан принцип построения простейшей векторной диаграммы из числа тех, которыми мы будем пользоваться в рассказах о переменном токе.