ГДЗ по физике, 8 класс, Перышкин, номер 61.3: Генератор переменного тока

План ответа:

• Описать основные части генератора: статор и ротор.
• Объяснить назначение электромагнита вместо постоянного магнита.
• Рассмотреть принцип создания ЭДС индукции при вращении.
• Указать способ съёма тока с вращающейся части (контактные кольца или неподвижная обмотка).

Конструкция промышленного генератора:

Промышленный генератор переменного тока состоит из двух основных частей: неподвижной (статор) и вращающейся (ротор). В отличие от школьных моделей, где часто используют постоянные магниты, в промышленных установках для создания сильного магнитного поля применяют электромагниты . Это позволяет регулировать напряжение на выходе, изменяя силу тока в обмотке возбуждения.

Принцип функционирования:

1. В роторе находится электромагнит, который приводится во вращение турбиной (паровой, водяной или газовой).
2. Магнитное поле вращающегося ротора пронизывает витки обмотки статора.
3. Так как поток магнитного поля через контур обмотки периодически меняется, в ней возникает ЭДС индукции по закону Фарадея: ε=-NdΦ/dt.
4. Если цепь замкнута, то под действием этой ЭДС начинает течь переменный электрический ток.

Съём тока и особенности конструкции:

Для передачи тока от вращающегося ротора к внешней цепи используются скользящие контакты — медные кольца и щётки. Однако в мощных промышленных генераторах чаще делают так, чтобы обмотка статора была рабочей (с неё снимается большой ток), а ротор служил источником магнитного поля. Ток в обмотку возбуждения ротора подаётся через контактные кольца малой силой, что снижает потери энергии и искрение контактов. Таким образом, механическая энергия вращения преобразуется в электрическую энергию переменного тока.