1. Электрические свойства тел объясняются присутствием в них заряженных частиц (электроны, протоны) е = -1,6*10-19 Кл и р = +1,6*10-19 Кл. В состав вещества входят те и другие заряды (е, р) и при потери, или приобретении их атомами вещества получаем положительные и отрицательные ионы. При одноименных зарядах тел они отталкиваются, а при разноименных зарядах – притягиваются. Взаимодействие их осуществляется через некоторую материальную среду, которая назыв. электрическим полем. Электрическое поле – это особый вид материи, через которую осуществляется процесс силового взаимодействия электрических тел. Оно неподвижно в пространстве, не изменяется во времени и существует в любой среде. Величина учитывающая влияние среды на электр. силы назыв. диэлектрической проницаемостью. Ее различают εа – абсолютная диэлектрическая проницаемость, εо – относительная диэлектрическая проницаемость.
εо=8,86*10-12Ф/М, причем εа= εо* ε. Ε = 
– относительная диэлектрическая проницаемость показывающая во сколько раз сила взаимодействия в среде больше чем в вакууме. Силу взаимодействия электрических зарядов можно определить по закону Кулона F = 
Q1 и Q2 – заряды, измеряются в (Кл). Расстояние между зарядами измеряется в (м), ну а сила в (Н).
1Кл = 6,3*1018
2. Характеристики электрического поля
Напряжение (Е) характеризует интенсивность его в данной точке и рассчитывается как Е= 
Напряженность в данной точке численно равно силе с которой действует поле по единичным положительный заряд в данной точке. Она величина векторная и ее размерность (Е=В/М). Как уже электрическое поле является силовым или векторным, поэтому основной геометрической характеристикой являются линии напряженности. Каждая линия проводится так, чтобы направление вектора напряженности электрического поля в любой точке её совпадало с направлением касательной. Если заряд неподвижен, линии не замкнуты около него эти линии….
Основной характеристикой поля с точки зрения энергетики явл. потенциал 
. 
Если в электрическом поле заряженного тела Q поместить положительный пробный заряд q в точку а, то на него будет действовать выталкивающая сила F = 
, при этом силами поля производится работа по удалению этого заряда за счёт энергии совместного поля. A=F*Ra
Работа определяется A= 
. Работа измеряется в (Дж). Отношение энергии к величине заряда 
назыв. потенциалом данной точки заряда 
и не зависит от величины заряда q.
(Дж/Кл = В) В – вольт 
[ ] = В/М*м=В 
При перемещении силами поля заряда q из точки C в точку N не зависимо от пути следования совершается работа равная уменьшению запаса энергии совместного поля.
A= Wc – Wn; Wc = 
;W – энергия;Wn = 
;
A = (
)*q; 
;[U] =В.
3. Проводники- это вещества характеризующиеся наличием в них большого кол-ва свободных носителей зарядов способных перемещаться под действием электрического поля.
К проводникам относят металлы, электролиты, уголь.
В металлах носителями свободных зарядов явл. Электроны внешних оболочек атомов, которые при взаимодействии атомов полностью утрачивают связи со своими атомами и становятся собственностью всего проводника в целом.
Диэлектрики – в них практически отсутствуют свободные носители зарядов. Все носители зарядов диэлектриков входят в состав их молекул, связаны между собой и под действием внешнего поля могут смещаться лишь на очень маленькие расстояния: в пределах молекулы или атома.
Полупроводники - это тела, способные проводить электрический ток, у которых значениям электропроводности промежуточные между электропроводностью металлов и диэлектриков.
Смещение зарядов или ориентация диполей под действием электрического поля называется поляризацией диэлектрика. Результатом поляризации явл. Образование в нем собственного электрического поля, направленного встречно внешнему.
При испытании диэлектриков, повышенная напряженность электрического поля, достигает таких значений, при которых наступает пробой диэлектрика (разрушение его действием сильногоэлектрического поля). Напряженность поля, при котором наступает пробой диэлектрика, наз пробивной напряженностью Епр или электрической прочностью диэлектрика, а напряжение при пробое – пробивным напряжением Uпр.
4. Электрические конденсаторы предназначены для создания электрического поля и хранения его энергии. Электрический конденсатор представляет собой два проводника, разделенные слоем диэлектрика. Промышленностью выпускаются бумажные, электролитные, керамические и другие конденсаторы.Бумажный конденсатор - проводниками в нем явл. Две длинные ленты алюминиевой фольги, а диэлектриком – ленты парафинированной бумаги. В электролитическом конденсаторе роль диэлектрика выполняет тонкий слой окиси на поверхности обкладки из алюминиевой фольги.
Чем больше напряжение, тем больше заряд конденсатора, поэтому «вместимость» конденсатора оценивается не зарядом, а отношением q/U, которое называется емкостью конденсатора: C=q/U.
Изменение напряжения влечет за собой прямо пропорциональное изменение заряда конденсатора, поэтому емкость конденсатора от напряжения не зависит. Емкость конденсатора численно равна заряду при напряжении один вольт.
во многих случаях для получения нужной емкости конденсаторы приходится соединять в группу, которая наз. Батареей. Различают параллельное и последовательное соединение конденсаторов.
Емкость батареи параллельно соединенных конденсатором равна сумме емкостей отдельных конденсаторов. Cб = С1 + С2 + С3.
При последовательном соединении конденсаторов заряд батареи и каждого конденсатора в отдельности один и тот же. Напряжение батареи последовательно соединенных конденсаторов равно сумме напряжений отдельных конденсаторов. U = U1 + U2.
5. Электрическая цепь – это совокупность устройств и соединяющих их проводников, образующих путь для электрического тока. В электрической цепи имеется множество свободных носителей зарядов например электронов у металлов. Источник питания создает электрическое поле которое вовлекает эти заряды в движение.
Заряды в электрической цепи, подобно воде в гидравлической цепи, начинают двигаться сразу во всех элементах, так как электрическое поле, вовлекающие их в движение существует на всех участках. Из этого следует, что в электрическсой цепи процессы производства, передачи, распределения и преобразования электрической энергии происходят одновременно.
Вдоль электрической цепи заряды нигде не ответвляются, из цепи не уходят и проходят одновременно по всем участкам, поэтому на всех участках неразвлетвленной электрической цепи значение тока одинаково.
6. электрический ток – это направленное (упорядоченное) движение заряженных частиц: электронов, ионов и др. Условно за положительное направление тока принемают напрвление движения положительных зарядов. Различают электрический ток проводимости в проводника и электрический ток поляризации (смещения) в диэлектриках.
ЭДС - фактически есть напряжение, которое выдаёт источник ПРИ ОТСУТСТВИИ НАГРУЗКИ (ток в цепи элемента равен нулю).
выделим три варианта ЭДС:
-постоянного така (батарея или стабилизатор напряжения) - легко измерить ЭДС при помощи китайского цифрового тестера!
-переменного тока (электророзетка, вторичная обмотка сварочного или иного трансформатора...даже радиорозетка = но там напряжение бывает разной величины)- мерять немного труднее.= ЭДС индукции появляется во ВСЕХ ОБМОТКАХ ТРАНСФОРМАТОРА при изменении тока в первичной обмотке!
-также ЭДС индуцированного в обмотках АВТОгенератора или генератора электростанции- чем больше магнитный поток (то есть индукция * площадь), и чем быстрее он изменяется - тем больше наводимая ЭДС НА КАЖДЫЙ ВИТОК ОБМОТКИ!!
-ЭДС самоиндукции - наводится в катушке индуктивности при ИЗМЕНЕНИИ В НЕЙ ЖЕ ТОКА (катушка зажигания - ярчайший пример - разрыв тока приводит к всплеску напряжения выше 100 вольт (а на вторичке катушки зажигания - выше 10 кВ!
7. Электрическое сопротивление проводника численно равно падению напряжения на нем, созданному током 1А и оказывающему противодействие этому току Для металлов зависимость сопротивления от температуры выражается формулой R2=R1[1+a(t2-t2)] R1,R2 - сопротивления провода при начальной t1 и конечной t2 темпе. a-температурный коэффициент сопротивления Величина, обратная сопротивлению наз-ся электрической проводимостью Увеличив длину проводника, увеличиться его сопротивление
8. 1) Параллельное соединение, 3 конденсатора соединяются параллельно. При таком соединении напряжение на каждом конденсаторе одинаково т.к. потенциалы пластин равны потенциалам полюсов источника.
Q = Q 1 + Q2 + Q 3
Q = cU, U=const;
cU= c1U + c2U + c3U
C = C1 + C2 + C3 общая емкость при параллельном соединении.
2) U = U1 + U2 + U3, U = Q/C
Q/C = Q1/C1 + Q2/C2 + Q3/C3, Q=const
1/C = 1/C1 + 1/C2 + 1/C3 ЕМКОСТЬ БАТАРЕИ ПРИ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОМ СОЕДИНЕНИИ.
3) Смешанное соединение.
Расчет производится при использовании параллельного и последовательного соединения.
C2-3 = C2 + C3;
1/C = 1/C1 + 1/C2-3. 
9. ЗАКОН ОМА ДЛЯ УЧАСТКА ЦЕПИ: величина (сила) тока, текущего по однородному (в смысле отсутствия сторонних сил) металлическому проводнику, пропорциональна падению напряжения U на проводнике, где R - сопротивление проводника.
РЕЗИСТОРОМ называется устройство, обладающее заданным постоянным сопротивлением.
НАПРЯЖЕНИЕ НА РЕЗИСТОРЕ.
ЗАКОН ОМА ДЛЯ НЕОДНОРОДНОГО УЧАСТКА ЦЕПИ
, где j1 и j2 - потенциалы концов участка Е12 - э.д.с., действующая на данном участке цепи.
ЗАКОН ОМА ДЛЯ ЗАМКНУТОЙ ЦЕПИ, где Е - суммарная э.д.с., действующая в цепи, R - суммарное сопротивление всей цепи.
РАЗВЕТВЛЕННОЙ ЦЕПЬЮ называется электрическая цепь, имеющая узлы.
УЗЛОМ называется точка, в которой сходится более чем два проводника. Ток, текущий к узлу, принято считать положительным, а ток, текущий от узла, считается отрицательным.
ПЕРВОЕ ПРАВИЛО КИРХГОФА: алгебраическая сумма токов, сходящихся в узле, равна нулю = 0.
ВТОРОЕ ПРАВИЛО КИРХГОФА: в каждом из замкнутых контуров, которые можно мысленно выделить в данной разветвленной цепи, алгебраическая сумма падений напряжения равна алгебраической сумме э.д.с.
При анализе разветвленной цепи следует обозначать с одним индексом ток, протекающий по всем последовательно соединенным элементам от одного узла до другого. Направление каждого тока выбирается произвольно.
При составлении уравнений второго правила Кирхгофа токам и э.д.с. нужно приписывать знаки в соответствии с выбранным (как вам удобно) направлением обхода:
· ток принято считать положительным, если он совпадает с направлением обхода, и отрицательным, если он направлен против этого направления;
· э.д.с. считается положительной, если ее действие (создаваемый ею ток) совпадает с направлением обхода.
Количество уравнений первого правила Кирхгофа должно быть на одно меньше количества узлов в данной цепи. Количество независимых уравнений второго правила Кирхгофа должно быть таким, чтобы общее количество уравнений оказалось равным количеству различных токов. Каждый новый контур при этом должен содержать хотя бы один участок цепи, не вошедший в уже рассмотренные контуры.
10. Электрический ток - направленное движение заряженных частиц: электронов, ионов и др. Различают электрический ток проводимости в проводниках и электрический ток поляризации в диэлектриках.
Интенсивность преобразования энергии в электрической цепи оценивается мощностью.
Мощность источника - это скорость преобразования в электрическую энергию других видов энергии в источнике. Мощность приемника - это скорость преобразования электрической энергии в приемнике в другие виды энергии. В любой электрической цепи должен соблюдаться энергетический баланс - баланс мощностей: алгебраическая сумма мощностей всех источников равна арифметической сумме мощностей всех приемников энергии.
11. Чем выше температура тела, тем быстрее движение молекул вещества этого тела.
При прохождении электрического тока по проводнику электроны сталкиваются с двигающимися молекулами проводника и усиливают их движение, что приводит к нагреву проводника.
Закон Джоуля-Ленца- мощность тепла, выделяемого в единице объёма среды при протекании электрического тока, пропорциональна произведению плотности электрического тока на величину электрического поля
Электрическая цепь в процессе эксплуатации может нах-ся в 3 режимах:
1. Номинальный – режим соответствует паспортным данным и на него рассчитаны все устр-ва.
2.Режим холостого хода- состояние двухполюсника, при котором к его выводам не подключено никакой нагрузки (то есть, другими словами, сопротивление нагрузки бесконечно).
3. Короткое замыкание – цепь нагрузки замкнута накоротко. Этот режим является аварийным. 
12. 2-ой закон Кирхгофа. Сумма ЭДС действующей в контуре равно алгебраической сумме падения напряжения на отдельных участках цепи. 
Контур- замкнутый путь для прохождения тока в цепи.
13. Магнитное поле- особый вид материи, которое проявляет себя через механическое взаимодействие электрических токов. Магнитное поле это одна из форм проявления электромагнтиного поля хар-ся воздействием на электрически заряженную частицу с силой F.
14. Магнитная индукция — векторная величина, являющаяся силовой характеристикой магнитного поля (его действия на заряженные частицы) в данной точке пространства.
Напряженность магнитного поля- Н – один и тот же контур с током создает в разных телах магнитное поле разной интенсивности.
Магнитная проницаемость - отношение индукции В к величине напряженности Н среды.
Правило буравчика или правило правой руки — варианты мнемонического правила для определения направления векторного произведения.
15. Электромагнитная сила- механическая сила взаимодействия 2-х проводников с током, 2-х магнитов и т.д. Если близко один к другому расположены проводники с токами одного направления, то магнитные линии этих проводников, охватывающие оба проводника, обладая свойством продольного натяжения и стремясь сократиться, будут заставлять проводники притягиваться
Правило левой руки - 4 пальца по направлению тока, магнитные силовые линии входят в ладонь, 5-ый палец показывает направление силы.
16. В основе работы любой электрической машины лежит закон электромагнитной индукции. Этот принцип позволяет преобразовывать механическую энергию в электрическую и обратно.
Закон звучит так:
Если внешней силой F воздействовать на помещённый в магнитное поле проводник и перемещать его перпендикулярно вектору индукции магнитного поля со скоростью U, то в проводнике будет наводиться ЭДС.
Для определения направления этой ЭДС можно пользоваться правилом правой руки.
Правило правой руки: линии индукции магнитного поля входят в ладонь, большой палец отогнут в сторону движения проводника. Вытянутые четыре пальца покажут направление ЭДС.
17. Практическое использование теории электромагнитизма:
1)Электродвигатель- принцип действия основан на явлении выталкивания проводника с током из магнитного поля.
2)Генератор- работа основана на явлении электромагнитной индукции – при вращении проводника в магнитном поле в нем наводится ЭДС
3)Трансформатор – работа основана на явлении взаимной индукции.
18. В проводнике, имеющем сопротивление R0 источник напряжения создает ток I. На провод с током в магнитном поле действует электромагнитная сила Fэм. Под действием Fэм провод движется в магнитном поле со скоростью U, поэтому в нем индуцируется ЭДС электромагнитной индукции Е. По правилу правой руки ЭДС направлена противоположно току, поэтому она наз-ся противоЭДС. Действию напряжения и тока противодействует не только противоЭДС, но и падение напряжения на сопротивлении провода, поэтому U=E+IR0, откуда ток цепи I=(U-E)/R0.
19. Электродвигатели постоянного тока применяют в тех электроприводах, где требуется большой диапазон регулирования скорости, большая точность поддержания скорости вращения привода, регулирования скорости вверх от номинальной.
Как устроены электродвигатели постоянного тока
Работа электрического двигателя постоянного тока основана на явлении электромагнитной индукции. Из основ электротехники известно, что на проводник с током, помещенный в магнитное поле, действует сила, определяемая по правилу левой руки:
F = BIL,
где I — ток, протекающий по проводнику, В — индукция магнитного поля; L — длина проводника.
При пересечении проводником магнитных силовых линий машины в нем наводится электродвижущая сила, которая по отношению к току в проводнике направлена против него, поэтому она называется обратной или противодействующей (противо-э. д. с). Электрическая мощность в двигателе преобразуется в механическую и частично тратится на нагревание проводника.
Конструктивно все электрические двигатели постоянного тока состоят из индуктора и якоря, разделенных воздушным зазором.
Индуктор электродвигателя постоянного тока служит для создания неподвижного магнитного поля машины и состоит из станины, главных и добавочных полюсов. Станина служит для крепления основных и добавочных полюсов и является элементом магнитной цепи машины. На главных полюсах расположены обмотки возбуждения, предназначенные для создания магнитного поля машины, на добавочных полюсах - специальная обмотка, служащая для улучшения условий коммутации.
Якорь электродвигателя постоянного тока состоит из магнитной системы, собранной из отдельных листов, рабочей обмотки, уложенной в пазы, и коллектора служащего для подвода к рабочей обмотке постоянного тока.
Коллектор представляет собой цилиндр, насаженный на вал двигателя и избранный из изолированных друг от друга медных пластин. На коллекторе имеются выступы-петушки, к которым припаяны концы секций обмотки якоря. Съем тока с коллектора осуществляется с помощью щеток, обеспечивающих скользящий контакт с коллектором. Щетки закреплены в щеткодержателях, которые удерживают их в определенном положении и обеспечивают необходимое нажатие щетки на поверхность коллектора. Щетки и щеткодержатели закреплены на траверсе, связанной с корпусом электродвигателя.
20. 
Проводник или катушка с током явл. источниками магнитного поля и характеризуются собственным потокосцеплением. При изменении тока изменяется и потокосцепление, которое зависит от свойств среды, формы и размеров катушек, а также и от расположения.
21. Ферромагнитные материалы: Ферромагнитные материалы служат проводниками магнитного потока. Их свойства характеризуются кривыми намагничивания, связывающими напряженность магнитного поля, действующего на материал, с магнитной индукцией, возникающей в материале.
Свойства ферромагнетиков
Магнитная восприимчивость ферромагнетиков положительна и значительно больше единицы.
При не слишком высоких температурах ферромагнетики обладают самопроизвольной (спонтанной) намагниченностью, которая сильно изменяется под влиянием внешних воздействий.
Для ферромагнетиков характерно явление гистерезиса
22. Электроизмерительные приборы — класс устройств, применяемых для измерения различных электрических величин.
Средства электрических измерений широко применяются в энергетике, связи, промышленности, на транспорте, в научных исследованиях, медицине, а также в быту — для учёта потребляемой электроэнергии. Используя специальные датчики для преобразования неэлектрических величин в электрические, электроизмерительные приборы можно использовать для измерения самых разных физических величин, что ещё больше расширяет диапазон их применения.
Классификация
амперметры — для измерения силы электрического тока;
вольтметры — для измерения электрического напряжения;
омметры — для измерения электрического сопротивления;
мультиметры (иначе тестеры, авометры) — комбинированные приборы
частотомеры — для измерения частоты колебаний электрического тока;
магазины сопротивлений — для воспроизведения заданных сопротивлений;
ваттметры и варметры — для измерения мощности электрического тока;
электрические счётчики — для измерения потреблённой электроэнергии
по принципу действия:
электромеханические:
магнитоэлектрические;
электромагнитные;
электродинамические;
электростатические;
ферродинамические;
индукционные;
магнитодинамические;
23. Магнитоэлектрический измерительный механизм выполнен в виде постоянного магнита, снабженного полюсными наконечниками, между которыми укреплен стальной сердечник. В кольцеобразном воздушном зазоре, образованном полюсными наконечниками и сердечником, помещена подвижная катушка, намотанная на алюминиевый каркас. Катушка выполнена из очень тонкого провода и укреплена на оси, связанной со стрелкой спиральными пружинами 4 или растяжками. Через эти же пружины или растяжки осуществляется подвод тока к катушке.
Применение прибора. Приборы магнитоэлектрической системы применяют для измерения тока и напряжения в электрических цепях постоянного тока. В частности, на э.п.с. и тепловозах их используют в качестве амперметров и вольтметров. В амперметрах и вольтметрах катушка прибора имеет различное сопротивление и включается по различным схемам.
Электромагнитные приборы и их Устройство. Принцип работы приборов этой системы основан на взаимодействии магнитного поля, создаваемого катушкой 1 со стальным сердечником 3, помещенным в поле этой катушки. Электромагнитный измерительный механизм выполняют с плоской (рис. 324, а) или круглой (рис. 324,б) катушкой.
В приборах с плоской катушкой сердечник установлен на оси, несущей стрелку. При прохождении тока по катушке 1 сердечник 3 будет намагничиваться и втягиваться в катушку, поворачивая ось и стрелку. Повороту оси препятствует спиральная пружина 2. Когда усилие, создаваемое пружиной, уравновесит усилие, созданное катушкой, подвижная система прибора остановится и стрелка зафиксирует на шкале определенный ток.
Применение. Электромагнитные приборы используют, главным образом, для измерения тока и напряжения в промышленных установках переменного тока. При периодическом изменении тока, проходящего через прибор, усилие, создаваемое его катушкой, не будет изменяться по направлению, так как оно пропорционально квадрату тока. Угол отклонения стрелки определяется некоторым средним усилием F, значение которого пропорционально среднему квадратичному значению тока или напряжения. Следовательно, электромагнитные приборы в цепях переменного тока измеряют действующие значения тока или напряжения.
Катушка при измерениях может быть включена в электрическую цепь последовательно или параллельно двум точкам, между которыми действует некоторое напряжение. В первом случае прибор будет работать в качестве амперметра, во втором — в качестве вольтметра.
24.
Эта система представляет собой две катушки, одна из которых неподвижная, а другая – подвижная. Обе катушки подключаются к сети, и взаимодействие их магнитных полей приводит к повороту подвижной катушки относительно неподвижной.
Достоинства электродинамической системы
высокая точность измерения.
Недостатки электродинамической системы
малая перегрузочная способность;
низкая чувствительность к малым сигналам;
заметное влияние внешних магнитных полей.
25. Амперме́тр — прибор для измерения силы тока в амперах. В электрическую цепь амперметр включается последовательно с тем участком электрической цепи, силу тока в котором измеряют; для увеличения предела измерений — с шунтом или через трансформатор. (Примером амперметра с трансформатором являются «токовые клещи»)
26. Вольтметр — измерительный прибор непосредственного отсчёта для определения напряжения или ЭДС в электрических цепях. Подключается параллельно нагрузке или источнику электрической энергии.
27. Чаще всего измерение мощности осуществляется одним прибором – ваттметром. Как было сказано ранее, для измерения мощности лучшей является электродинамическая система.
28. Косвенный метод – с использованием амперметра, вольтметра или другого измерительного механизма и последующем расчете по формулам. Метод непосредственной оценки заключается в применении Омметров и мегомметров. Для измерения малых сопротивлений используется омметры в котором в качестве источника питания использ. Батарейки, а для измерении больших измерений используют мегомметры в них источник питания – генератор постоянного тока с ручным приводом. Омметр имеет магнитоэлектрический измерительный механизм добавочное сопротивление и кнопку установка 0, шкала омметра обратная. Кроме измерения сопртивления Rx в схеме находится добавочное сопротивление, которое включается в работу постоянно и используется для калибровки прибора, основным недостатком омметра явл. то, что батарейка или источник питания со временем теряет свою емкость, а это значит в цепи будет меняется ток и показания прибора будет неверным с помощью кнопки К. перед каждым измерением необходимо устанавливать стрелку на ноль т.е. производиться короткое замыкание прибора и магнитным щитом стрелка устанавливается на ноль, после чего производит измерения. Мегомметр имеет в качестве источника магнитоэлектрической генератор с ручным приводом и внутри находится две взаимно перпендикулярных обмотки, в цепь одной из них включено добавочное сопротивление, а в цепь другой измеряемое сопротивление при прохождении тока по обмоткам в зависимости от этих сопротивлений будут распределяются токи в катушках, а это значит и создаваться магнитные поля. Таким образом вот прибор. В зависимости от соотношения токов в ветвях будеи изменяться магнитное поле, которое отразится на положении стрелки.
29. Для измерения неэлектрических величин неэлектрическими методами используют датчики измерительные механизмы магнито-электрической системы. Датчики могут бытьпарметрическими – изменяют один из параметров электрической цепиR,L,C/ а генераторные вырабатывают электрическую энергию внутри себя.
30. По назначению машины постоянного тока делятся на – генераторы и двигатели. Генераторы вырабатывают электроэнергию и передают в энергосистему. Двигатели потребляют электроэнергию, создавая механический вращающийся момент. Исходя из этого, одна и та же машина может работать как генератор, так и двигатель, т.е. обратимый, но обладая конструктивными особенностями нельзя использовать одну и ту же машину в разных режимах. Конструктивно машина постоянного тока имеет СТАНИНУ (СТАТОР) – неподвижная часть, состоящая из сердечника на котором закреплены полюсные наконечники с обмоткой возбуждения. Предназначен для создания основного магнитного поля. ЯКОРЬ (РОТОР) – вращающаяся часть, состоит из сердечника, набранного из электротехнической стали, пазы которого уложены обмоткой якоря. Характерной деталью машин является наличие КОЛЛЕКТОРА – полый цилиндр собранный из изолированных друг от друга и от вала машины клинообразных медных пластин. Эти пластины соединены с обмоткой якоря, а к внешней цепи щелочным держателем. В генераторе постоянного тока – ВЫПРЯМИТЕЛЬ. В двигателях – ИНВЕРТОР, т.е. преобразует постоянный ток в сети в переменный ток обмотки якоря для сохранения направления вращающегося момента. В моментах постоянного тока различают 2 вида обмоток якоря – 1.ПЕТЛЕВАЯ - которая обеспечивает увеличение тока и мощность. Это происходит за счет наличия параллельных ветвей и петлевой обмотке их столько, сколько пар полюсов.
2.ВОЛНОВАЯ ОБМОТКА имеет всегда 2 параллельных ветви, а это значит увеличивается напряжение но не происходит значительного увеличения мощности.
Коммутация и реакция якоря в машинах постоянного тока. При работе машины секции обмотки якоря непрерывна переходят из одной параллельной ветви в другую. Это касается и щеток (коллекторных пластин) и в определенных условиях секция оказывается замкнутой накоротко, что вызывает рост тока, но в следующий момент замкнутая накоротко секция уходит из под действия щетки и принудительно обрывает ток. Но он мгновенно исчезнуть не может (правило Ленца) и в секции появляются ЭДС, поддерживающий его в результате чего возникает искра между расходящимися контактами. Явление происходит при изменении направления тока в обмотках якоря, называются КОММУТАЦИЕЙ. РЕАКЦИЯ ВОДЫ– называют искажающее действие тока якоря на главное магнитное поле. В работающей машине существуют 2 магнитных поля – магнитное поле якоря и основное магнитное поле. Они направлены навстречу друг другу и искривляют результирующее поле. В результате чего уменьшается вырабатываемая ЭДС. РЕКЦИЯ ЯКОРЯ – это воздействие магнитного поля якоря на магнитное поле полюсов, вызывающее уменьшение вырабатываемого ЭДС. Для борьбы с реакцией якоря и коммутации в конструкцию машин постоянного тока вводят добавочные полюса, которые создают магнитный поток направленный навстречу магнитному потоку якоря и уничтожает его.
Принцип действия машин постоянного тока
1.Принцип действия генератора постоянного тока основан на явлении электромагнитной индукции, т.е. возникновение ЭДС в проводнике при пересечении или магнитных силовых линий. 2.Принцип действия двигателя на явлении выталкивания проводника с током из магнитного поля.
31. Рабочие характеристики машин зависят от способа создания магнитного потока. Оно создается током возбуждения, проходящим по обмотке возбуждения, в свою очередь обмотка возбуждения может питаться от отдельного источника тока, тогда машина называется с независимым возбуждением или обмотки якоря за счет наличия электросвязи, тогда машины называются самовозбужденные.
ГЕНЕРАТОР С НЕЗАВИСИМЫМ ВОЗБУЖДЕНИЕМ
Простейший генератор – это виток вращающийся в магнитном поле. При этом вращении в обмотке якоря наводится ЭДС. Обмотка возбуждения в этом генераторе не имеет эл.связи с обмоткой якоря, а следовательно ток возбуждения не зависит от цепи якоря, а следовательно и вырабатываемое напряжение генератора не зависит от цепи обмотки возбуждения. Генератор с параллельным возбуждением. В этом генераторе (рис. 122, а) ток обмотки якоря Iя разветвляется во внешнюю цепь нагрузки Rн (ток Iн) и в обмотку возбуждения (ток Iв); ток Iв для машин средней и большой мощности составляет 2—5 % номинального значения тока в обмотке якоря. В машине используется принцип самовозбуждения, при котором обмотка возбуждения получает питание непосредственно от обмотки якоря генератора. Однако самовозбуждение генератора возможно только при выполнении ряда условий.
1. Для начала процесса самовозбуждения генератора необходимо наличие в магнитной цепи машины потока остаточного магнетизма, который индуцирует в обмотке якоря э. д. с. Eост. Эта э. д. с. обеспечивает протекание по цепи «обмотка якоря — обмотка возбуждения» некоторого начального тока.
2. Магнитный поток, создаваемый обмоткой возбуждения, должен быть направлен согласно с магнитным потоком остаточного магнетизма. В этом случае в процессе самовозбуждения будет нарастать ток возбуждения Iв и, следовательно, магнитный поток Ф машины э. д. с. Е. Это будет продолжаться до тех пор, пока из-за насыщения магнитной цепи машины не прекратится дальнейшее увеличение Ф, а следовательно, Е и Iв. Совпадение по направлению указанных потоков обеспечивается путем правильного присоединения обмотки возбуждения к обмотке якоря. При неправильном ее подключении происходит размагничивание машины (исчезает остаточный магнетизм) и э. д. с. Е уменьшается до нуля.
3. Сопротивление цепи возбуждения RB должно быть меньше некоторого предельного значения, называемого критическим сопротивлением. Поэтому для быстрейшего возбуждения генератора рекомендуется при включении генератора в работу полностью выводить регулировочный реостат Rрв, включенный последовательно с обмоткой возбуждения (см. рис. 122, а). Это условие ограничивает также возможный диапазон регулирования тока возбуждения, а следовательно, и напряжения генератора с параллельным возбуждением. Обычно уменьшать напряжение генератора путем увеличения сопротивления цепи обмотки возбуждения можно лишь до (0,6-0,7) Uном
Следует отметить, что для самовозбуждения генератора необходимо, чтобы процесс увеличения его э. д. с. E и тока возбуждения Iв происходил при работе машины в режиме холостого хода. В противном случае из-за малого значения Eост и большого внутреннего падения напряжения в цепи обмотки якоря напряжение, подаваемое на обмотку возбуждения, может уменьшиться почти до нуля и ток возбуждения не сможет увеличиться. Поэтому нагрузку к генератору следует подключать только после установления на его зажимах напряжения, близкого к номинальному.
При изменении направления вращения якоря изменяется полярность щеток, а следовательно, и направление тока в обмотке возбуждения; в этом случае генератор размагничивается.
Во избежание этого при изменении направления вращения необходимо переключить провода, присоединяющие обмотку возбуждения к обмотке якоря.
Внешняя характеристика генератора (кривая 1 на рис. 122, б) представляет собой зависимость напряжения U от тока нагрузки Iн при неизменных значениях частоты вращения п и сопротивления цепи возбуждения RB. Она располагается ниже внешней характеристики генератора с независимым возбуждением (кривая 2). Объясняется это тем, что кроме тех же двух причин, вызывающих уменьшение напряжения с ростом нагрузки в генераторе с независимым возбуждением (падение напряжения в цепи якоря и размагничивающее действие реакции якоря), в рассматрива