План:
1. Принцип действия генератора переменного тока.
2. Трансформатор.
3.
| Вынужденные электромагнитные колебания. Переменный ток. | |
Вынужденными электромагнитными колебаниями наз. незатухающие колебания заряда, напряжения, силы тока, вызванные периодически изменяющейся синусоидальной эдс. 
| |
Синусоидальная эдс возникает при вращении рамки с угловой скоростью w в стационарном магнитном поле с индукцией B. Согласно закону электромагнитной ЭДС индукции εi = 
| |
| Т.о., если цепь замкнута, то возникает индукционный ток, который непрерывно меняется по модулю, а каждые полпериода – по направлению. В России промышленная частота переменного тока – 50 Гц. | n = 50 Гц |
| Работа и устройство генератора переменного тока. | |
| Работа основана на явлении электромагнитной индукции. | |
Устройство
1. Обмотка статора с большим числом витков, размещенных в его пазах. В ней наводится ЭДС.
2. Станина, внутри которой размещены статор и ротор.
3. Ротор (вращающаяся часть генератора) создает магнитное поле от электромашины постоянного тока. Может иметь n пар полюсов.
4. Статор состоит из отдельных пластин для уменьшения нагрева от вихревых токов. Пластины — из электротехнической стали.
5. Клеммный щиток на корпусе станины для снятия напряжения.
При равномерном вращении ротора в обмотках статора наводится ЭДС:
 , где N - число витков обмотки статора.
Частота ЭДС равна: v=np, где р - число пар полюсов, а n - число оборотов ротора в секунду. На гидроэлектростанциях в генераторе число пар полюсов равно 40 - 50, а на тепловых - 10 -16.
Вырабатываемое напряжение в промышленных генераторах 103 - 104В.
|
| Трансформатор | |||||
| Преобразует переменный ток: изменяются напряжение и сила тока, не изменяются мощность и частота I2. | |||||
| Изобрел в1878 г.—П. Н. Яблочков. В 1882 г.—И. Ф. Усагин усовершенствовал. Первые высокочастотные трансформаторы - Н. Тесла в 1891 г. | |||||
Устройство
| 
| ||||
| Принцип действия основан на законе электромагнитной индукции. | |||||
| 1.Работа в режиме холостого хода, т. е. без нагрузки. | |||||
| В этом выводе: е - мгновенное значение ЭДС; Е - амплитудное значение ЭДС; k - коэффициент трансформации. | 
- Ф и e сдвинуты по фазе на  ,  .
 ,
| 
| |||
| Эффект трансформации возникает из-за неодинакового количества витков в первичной и вторичной обмотках! | k> 1 - понижающий k< 1 - повышающий | ||||
| При холостом ходе трансформатор потребляет из сети небольшую энергию, которая затрачивается на перемагничивание его сердечника. | |||||
| 2. Работа под нагрузкой. | |||||
При включении во вторичную цепь нагрузки R в ней возникает ток I2 той же частоты, что и ток I1. Напряжение во вторичной цепи  . Т.к. участки нагрузки присоединяются ко вторичной обмотке трансформатора параллельно, то при увеличении нагрузки сопротивление уменьшается, а сила тока согласно закону Ома увеличивается. Значит, напряжение на нагрузке уменьшается.
| 
| ||||
| Магнитное поле тока I2 приводит к размагничиванию катушки, ее индуктивное сопротивление уменьшается, следовательно, при неизменном напряжении в первичной обмотке сила тока в ней увеличивается. | |||||
| Потери энергии в трансформаторе. | |||||
| Потери энергии в трансформаторе складываются из: - потерь на нагревание обмоток; Поэтому обмотки делаются из меди. - потерь на нагревание сердечника; Поэтому сердечник делается наборным, все пластины изолированы. - потери на перемагничивание сердечника; Сердечник выполняется из мягкой трансформаторной стали. | |||||
| При правильной конструкции КПД трансформатора 97—99%. Чем больше мощность, тем больше КПД. | КПД » 97—99%. | ||||