Генератор переменного тока. Трансформатор. Генератор – устройство, преобразующее энергию того или иного вида в электрическую. Примеры: • Гальванические элементы; • Электростатические машины; • Термобатареи; • Солнечные батареи.
Электромеханический индукционный генератор переменного тока – устройство, преобразующее механическую энергию в электрическую. Ø Действие основано на явлении электромагнитной индукции — явлении возникновения электрического тока в замкнутом контуре при изменении магнитного потока, проходящего через него; Ø Простое устройство; Ø Позволяют получать большие токи при достаточно высоком напряжении.
1. Станина (корпус) – в ней размещается статор и ротор. 2. Обмотка статора (неподвижная часть) с большим числом витков, в ней возбуждается ЭДС. Статор состоит из отдельных пластин для уменьшения нагрева от вихревых токов; 3. Ротор (электромагнит, или постоянный магнит) – вращающаяся часть, в которой создается магнитное поле от электромашины постоянного тока.
Трансформатор – устройство для преобразования переменного тока, при котором напряжение увеличивается или уменьшается в несколько раз практически без потери мощности. Устройство трансформатора: o Замкнутый стальной сердечник; o Катушки с проволочными обмотками: • Первичная обмотка – подключается к источнику переменного напряжения; • Вторичная – та, к которой присоединяют нагрузку, потребляющую электроэнергию.
Ø Две катушки с разными числами витков одеты в стальной сердечник. Ø Катушка, подключенная к источнику – первичная катушка. ( N 1, U 1, I 1 ) Ø Катушка, подключенная к потребителю – вторичная катушка. ( N 2, U 2, I 2 ) ü N - число витков. ü U - напряжение. ü I - сила тока
Трансформатор на холостом ходу. Ø Действие основано на явлении электромагнитной индукции. Ø Сердечник концентрирует магнитное поле: магнитный поток существует только внутри сердечника и одинаков во всех его сечениях. Ø Изменение магнитного потока >> возникновение ЭДС самоиндукции на витках первичной обмотки. е = -Ф’ (Ф’ – производная потока магнитной индукции через поверхность, ограниченную одним витком, по времени) Магнитный поток одинаков: е 1 = N 1 е е 2 = N 2 е е 1 : е 2 = N 1 : N 2
Сопротивление обмоток обычно мало, поэтому им можно пренебречь. Напряжение на обмотках равно ЭДС самоиндукции, взятой с обратным знаком: |U 1| ≈ |e 1| и |U 2| ≈ |e 2| Мгновенные значения ЭДС меняются синфазно (одновременно достигают максимума и проходят через нуль): E 2 /E 1 ≈ U 2 /U 1 ≈ N 2 / N 1 ≈ K Вывод K – коэффициент трансформации : Ø K<1, если N 2>N 1 или U 2>U 1 – повышает U Ø K>1 если N 2<N 1 или U 2<U 1 – понижает U
Работа нагруженного трансформатора. Если нагрузить трансформатор, то I во вторичной обмотке не будет равна нулю. Появившийся ток создаст свой переменный магнитный поток, который будет уменьшать изменения магнитного потока в сердечнике, при этом ЭДС самоиндукции в первичной обмотке не уменьшится. При замыкании цепи вторичной обмотки сила тока в первичной обмотке увеличится, прежнее значение амплитуды колебаний магнитного потока восстановится. По закону сохранения энергии: U 1 I 1 ≈ U 2 I 2 U 2 / U 2 = I 2 / I 1 Мощности в первичной и вторичной обмотках одинаковы, если пренебречь потерями от нагревания проводников и сердечника. КПД = Р 2/Р 1 * 100% = (I 2 U 2)/(I 1 U 1)*100% КПД зависит от нагрузки. При больших нагрузках КПД практически постоянен и достаточно велик (98 -99%).
Скачать презентацию Генератор переменного тока Трансформатор Генератор устройство преобразующее
Генератор переменного тока.pptx