Онлайн


Простейший генератор переменного тока

model generator 1

Модель наглядно демонстрирует работу генератора переменного тока, применение явления электромагнитной индукции. Приведен график ЭДС, вырабатываемой генератором. Скорость вращения ротора генератора можно изменять.

   

Подробнее

На явлении электромагнитной индукции основано действие индукционных генераторов - устройств, вырабатывающих электрический ток. Основой такого генератора является катушка, в которой изменяется магнитное поле.

Генератор преобразует механическую энергию в электрическую.Бывают генераторы переменного тока и генераторы постоянного тока. В простейшей модели индукционного генератора переменного тока проволочная рамка, вращается в поле постоянного магнита. Поток магнитной индукции через виток равен

6.1

где B- индукция магнитного поля (для простоты считается постоянной в области пространства,где вращается рамка), S- площадь, охватываемая витком (площадь рамки), φ- угол между вектором индукции магнитного поля  B и вектором нормали n к плоскости витка, см. рис. 1.

6.2

Рис. 1.  Прямоугольная проволочная рамка в магнитном поле (показана красным цветом). Серым цветом показана  охватываемая рамкой часть плоскости, её площадь равна SЗдесь n- единичный вектор нормали к плоскости рамки, φ угол между векторами n и BОсь вращения перпендикулярна направлению магнитного поля (и проходит через середины противоположных сторон рамки).

При вращении рамки с угловой частотой ω, поток магнитной индукции через контур равен Φ = BS cos(ωt)Изменение потока φ возбуждает в рамке ЭДС индукции, величина и направление которой зависят от угла поворота φ= ωt рамки:

 6.3
В реальных генераторах вместо проволочной рамки используются катушки с ферромагнитными сердечниками, а вместо постоянных магнитов часто используются электромагниты, имеющие несколько пар полюсов. Вращающаяся часть генератора называется ротором, а неподвижная-  статором.

6.4

 Рис. 2.  График ЭДС (2) во вращающейся рамке, см. рис. 1.