ElektromagnÄtiskÄs indukcijas parÄdÄ«bas - Fizmati

More documents

Recommendations

Info

P.1. Strāvas ģeneratoriPirms elektromagnētiskās indukcijas parādības atklāšanas cilvēce pazina galvenokārttikai sekojošus elektriskās enerģijas iegūšanas veidus: 1) elektrizēšanu ar berzi, taču šisveids nodrošināja tikai ļoti īslaicīgus un mazjaudīgus elektriskos procesus; 2)galvaniskos (ķīmiskos) elementus - lai arī galvanisko elementu kalpošanas laiks bijailgstošāks, taču arī tas bija ierobežots (piem., dažas stundas), pie kam ķīmiskoelementu jauda bija ierobežota; 3) termopārus, kuru darbība varēja būt ļoti ilgstoša,taču kuru jauda arī bija ļoti ierobežota.Elektromagnētiskās indukcijas parādības atklāšana ļāva izveidot speciālas ierīces(ģeneratorus) tiešai mehāniskās enerģijas (jaudas) pārveidošanai elektriskajā enerģijā(jaudā), kas nodrošināja elektriskās enerģijas plašu lietošanu, t.i. elektroenerģētikasrašanos un tādejādi revolucionāri pārmainīja cilvēces dzīvi.NdSS~ EαBSE m 1E00 2 4 6 8 10 12 14-E-1mtMaiņstrāvas (AC - alternating current) ģeneratora darbības princips: ģeneratorā arpievadītas mehāniskas jaudas palīdzību vienmērīgi tiek griezts vada rāmītismagnētiskajā laukā, ko rada nekustīgi elektromagnēti vai pastāvīgie magnēti. Rotācijasdēļ caur rāmīša laukumu laikā mainās magnētiskā lauka plūsma, kā rezultātā rāmītīinducējas EDS. Rāmīša vada gali ir pievienoti vadītāja gredzeniem, kas rotē reizē arrāmīti. Ar slīdkontaktu palīdzību inducētais EDS tiek pievadīts nekustīgajiemģeneratora poliem, kuriem var pieslēgt strāvas patērētāju. Pieņemot, ka magnētiskaislauks ir homogēnsΦ = ∫ B ⋅ dS = ∫ BdS cosα = BS cosα , α = 2 πft = ωt, Φ = BS cosωt,SSdΦE = − = BSωsin( ωt)= Emsin( ωt), kur EmBSωdt= - EDS amplitūda.Tātad uz ģeneratora poliem EDS mainās kā harmoniska laika funkcija. Eiropāelektroapgādes tīklos f = 50 Hz. Praksē ģeneratoros, protams, izmanto nevis vienurāmīti, bet tinumu konstrukciju (rotoru) ar daudziem vijumiem, pie kam šajos tinumosievieto feromagnētiska materiāla serdi, lai pastiprinātu magnētiskā lauka indukciju. Arītinumu skaits parasti ir lielāks par vienu, jo elektroenerģētikā izmanto trīsfāzu strāvu.Mūsdienu spēkstaciju viena ģeneratora jauda var sasniegt apmēram 1 GW.2
Ja ģeneratoram patērētājs nav pieslēgts, tad strāva ģeneratora tinumos neplūst, uztinumu vadiem magnētisks spēks nedarbojas, un nepieciešamā mehāniskā jauda rotoragriešanai ir tuvu nullei (ir jāpārvar tikai berzes spēki). Ja ģeneratoram pieslēdzpatērētāju, tad tā tinumos plūst strāva, un uz vadiem darbojas magnētiskais spēks, kasir vērsts pretēji vadu kustībai. Šī magnētiskā spēka pārvarēšanai kalpo mehāniskājauda, kas tiek pievadīta rotoram.NdSαBE m 1EESS00 2 4 6 8 10 12 14tVienkāršākajā līdzstrāvas (DC - direct current) ģeneratorā izmanto vienu gredzenu(kolektoru), kas sastāv no diviem savstarpēji izolētiem vadītāja segmentiem, kuriemkatram ir pievienots viens kontūru veidojošā vada gals. Šajā gadījumā, tad, kadrotoram griežoties, mainīsies EDS virziens, mainīsies arī vietām segmenti, kuriempieskaras slīdkontakti. Tādejādi uz ģeneratora spailēm būs pulsējošs, bet vienmēr vienāvirzienā vērsts EDS. Praksē pulsācijas novērš, izmantojot n (pat vairāk kā desmit)tinumus, kas savstarpēji ir pagriezti leņķī viens pret otru, kā arī attiecīgi novietotus 2nsegmentus. Līdz ar to pulsāciju dziļums būtiski samazinās.P.2. Virpuļains elektriskais lauksElektrodzinējspēks, kas darbojas kādā vadoša materiāla noslēgtā kontūrā L, caurikuram uzstieptajai virsmai magnētiskā lauka plūsma mainās laikā, tiek aprakstīts arFaradeja likumudΦE = − .dtSavukārt elektrodzinējspēks, atbilstoši tā definīcijai, ir elektromagnētiskās indukcijasparādības izraisīto spēku darbs, kas tiek veikts, ja kontūrā noslēgtu ceļu veic vienuvienību liels lādiņš. Ja kontūrā noslēgtu ceļu veic lādiņš q, tad šis EDS veic darbuF∫ Fdl = qE , un seko, ka E = ∫ dl .qLLTātad, EDS rašanās nozīmē, ka uz elementārlādiņiem vadoša materiāla kontūrādarbojas spēks, kas ir radies EM indukcijas parādības dēļ, pie kam šis spēks irproporcionāls lādiņa lielumam. Šī spēka raksturošanai mēs varam ievest3
Page 1: Latvijas UniversitāteFizikas un ma
Page 5 and 6: Izmantojot Stoksa teorēmu iegūst:
Page 7 and 8: Induktivitātes mērvienība: [ ]2
Page 9 and 10: −74π⋅10⎡ 0.003 ⎤ 4L 500 1
Page 11 and 12: Tas nozīmē, ka ārējam strāvas
Page 13 and 14: E0 R E E ⎡ ⎛ R ⎞⎤= − exp(
Page 15 and 16: tad atrisinājuma izskats ir tāds
Page 17 and 18: A1→ 2= W M ,1−WM,2,kurW M= −I
Page 19: Ja I = 20 , un ja R → 10 , tad dI

ElektromagnÄtiskÄs indukcijas parÄdÄ«bas - Fizmati

You also want an ePaper? Increase the reach of your titles

Delete template?

Save as template?

ElektromagnÄtiskÄs indukcijas parÄdÄ«bas - Fizmati