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.
Совсем мало энергии можно получить от электрических «спецназовцев» пьезокристаллов, на которых электрические заряды появляются при сжатии или иных механических деформациях. Пока пьезокристаллы, как источник слабых электрических сигналов, используются лишь в электронике, но кто знает, куда приведёт эта тропинка. И вообще трудно предсказать, какие физические процессы в будущем станут главными в производстве электроэнергии. Пока же электромагнитная индукция — вне конкуренции.
Глава 17
Миллион электрических профессий
Сидя в удобном кресле, почитывая свежую газету при мягком свете торшера, попивая при этом прохладный, из холодильника, яблочный сок и слушая тихую мелодию, плывущую из музыкального центра, мы готовы, если кто-нибудь напомнит, поразмышлять об удобствах, которые приносит нам электричество. Но при этом надо бы ещё подумать и о тех немалых благах — автомобилях, добротной одежде, изобилии продуктов, туристических комплексах на морском берегу, — которые мы получаем тоже не без помощи электричества. В частности, с помощью огромного многообразия незнакомых нам электрических машин, приборов, аппаратов, работающих во всех без исключения отраслях науки и промышленности, — от автоматизированного производства лекарств до капитального строительства.
Одним словом, посмотришь вокруг и, как ни старайся, не увидишь ничего такого, в чём бы не было чего-нибудь электрического.
Т-181. Неутомимый работник — электрический двигатель. Из огромного множества помогающих человеку электрических машин и приборов самые массовые, то есть применяемые наиболее широко, это электрическая лампочка и электрический двигатель. Проблемы их разработки и использования постепенно сформировали две самостоятельные области, как в технике и технологии, так и в серьёзной науке, это светотехника и электропривод. Последняя названная область занимается, в частности, тем, что исследует, как именно, каким способом электрическая машина приводит и может приводить в движение самые разные механизмы, скажем, станки или электропоезда. И, конечно, электропривод — это и сами электродвигатели, которых существует огромное разнообразие, как по мощности (от милливатт до нескольких тысяч киловатт), так и по способу электропитания и принципу действия.
Особо часто используется неприхотливый, сравнительно простой и с хорошими рабочими характеристиками трёхфазный асинхронный двигатель. В его статоре расположены три обмотки, создающие вращающееся магнитное поле. В случае если двигатель предназначен для однофазной сети (это то, что приходит в вашу квартиру, — квартирная сеть получает напряжение с одной фазы трёхфазного генератора), на помощь обмоткам статора приходит конденсатор. Он создаёт сдвиг фаз, то есть фактически создаёт второе, сдвинутое по фазе, напряжение, которое вместе с основным напряжением подводится к сдвинутым по окружности двум обмоткам статора, и вместе («вдвоём») они формируют вращающееся магнитное поле. У асинхронного двигателя небольшой мощности, примерно до 2 кВт, ротор, как правило, короткозамкнутый — в роторе расположены довольно толстые медные или алюминиевые проводники, торцы которых замкнуты кольцами (Р-94.3). Вся эта токопроводящая конструкция напоминает беличье колесо — круглую клетку, внутри которой белка, пытаясь бежать, перебирает лапками поперечные стержни и вращает таким образом клетку-колесо. В трёхфазном двигателе ток статорной обмотки наводит ток в короткозамкнутой обмотке ротора, этот роторный ток создаёт своё магнитное поле, и оно, схваченное вращающимся полем статора (Т-8), вращается вместе с ним, то есть заставляет вращаться ротор.
В мощных асинхронных двигателях обмотка статора нередко более сложная, она выводится на три контактных кольца и через них выходит во внешний мир. Это позволяет подключить к роторной обмотке реостаты и с их помощью менять в ней ток. В частности, его уменьшают в момент пуска, когда ток становится очень большим, и из-за этого асинхронный двигатель, который работает в режиме частых остановок и пусков, перегревается и может быстро выйти из строя. В маломощном двигателе такой проблемы нет, он быстро набирает обороты, и ток снижается до расчётной величины. Реостаты позволяют в некоторой степени менять характеристики двигателя, в частности, скольжение (а значит, и число оборотов), при котором у двигателя максимальный крутящий момент.