Постоянный и переменный ток. Получение электрического тока
Уважаемые посетители сайта!!!
Все изложенное в рубрике «электротехника», — дается для Вас в более простой, доступной форме обучения. Если вникать в теоретические основы электротехники, то переходить на такое обучение нужно не спонтанно, а постепенно.
Допустим, читаем формулировку правила: «Магнитный поток сквозь поверхность S равен линейному интегралу векторного потенциала по замкнутому контуру, ограничивающему эту поверхность». Данное правило дает понятие об углубленном познании магнитного поля постоянных токов, такой курс обучения проходят в высших технических учебных заведениях. Конечно-же, нужно стремиться к высшему познанию таких вещей, но для человека, которому допустим нужно починить электроплиту либо какой нибудь электроприбор, такие познания в общем-то просто ни к чему.
Полагаю, что если человек зашел на сайт, — ему нужно получить конечный результат такого продукта — полезной информации. В частности, для данной темы речь пойдет о способах получения электрического тока.
Получение переменного тока
Переменный ток вырабатывают генераторы, электрические машины, — как их принято называть в электротехнике. Следует не забывать и о том, что в зависимости от их применения генераторы бывают как переменного так и постоянного тока. В зависимости от их устройства, генераторы вырабатывают:
- трехфазный ток с выходным напряжением 380 Вольт;
- однофазный ток с выходным напряжением 220 Вольт.
Где именно могут применяться трехфазные генераторы? Да допустим для питания трехфазной тепловой пушки на 6 кВт 380 В для обогрева складского помещения.
Тогда где-же могут применяться однофазные генераторы? Однофазные генераторы как и трехфазные, применяются допустим в больнице — при аварийном отключении электроэнергии.
Генератору, как нам известно, необходимо придать механическое вращение якоря. Каким образом можно придать якорю генератора механическое вращение? Такими источниками служат двигатели внутреннего сгорания:
- газовые;
- бензиновые;
- дизельные
и другие источники, чтобы привести якорь генератора в движение. Другими источниками получения электрической энергии являются:
- ветряные электростанции;
- водяные электростанции;
- турбинные электростанции.
На рисунке показано схематическое изображение устройства генератора переменного тока \рис.1\. Рамку в этом примере можно представить как якорь, состоящий из одного витка провода. Рамка обозначена сторонами А, Б, В, Г. Два проводника \А и Б\ при вращении рамки, пересекают магнитные силовые линии постоянного магнита С, Ю. При пересечении проводниками силовых линий, в проводниках наводится электродвижущая сила — ЭДС. ЭДС двух проводников по своему значению противоположны друг другу в тот момент, когда они пересекают эти силовые линии.
рис.1
Величина ЭДС \ри.3\, протекающего тока в рамке, будет зависить:
-
от векличины магнитной индукции постоянного магнита \ N, S\;
-
длины проводника;
-
скорости пересечения проводником магнитных силовых линий
и угла наклона проводника \рис.4\ по отношению к силовым линиям постоянного магнита \sin угла альфа между направлением движения проводника и направлением магнитных силовых линий поля\.
рис.3
рис4
При вращении рамки в магнитном поле, в ней наводится ЭДС двух противоположных значений и ток, как мы можем заметить на графике \рис.5\ получается пульсирующим. Один период Т состоит из двух противоположных пульсаций тока, верхний полупериод — положительный и нижний полупериод — отрицательный. Полупериод обозначен на графике как 1/2 Т.
рис.5
Поэтому, ток в этом примере рассматривается как:
-
пульсирующий;
-
синусоидальный
либо как еще его называют — переменный ток.
Получение постоянного тока
Постоянный ток мы получаем от следующих источников, это:
- первичные источники \обыкновенные, простые батарейки\;
- электрохимические аккумуляторы;
- генераторы постоянного тока.
рис.6
Принцип устройства электрохимических аккумуляторов изображен на рисунке 6. Электрохимические аккумуляторы могут быть возвращены в первоначальное свое состояние под воздействием электрического тока — в процессе их зарядки либо подзарядки.
рис.7
Первичные источники \элементы\, разнообразные типы батареек \рис.7\, — не могут быть возвращены в свое первоначальное состояние в процессе их зарядки электрическим током, то-есть, такие источники по истечению своего срока эксплуатации подлежат только утилизации.
Различие между генератором переменного тока и генератором постоянного тока состоит в том, что в генераторе постоянного тока размещено большее количество витков в пазах якоря \по сравнению с генератором переменного тока\, а так-же, укреплено четное количество главных и добавочных полюсов на внутренней станине генератора.
Следующий рисунок из себя представляет схему подключения нагрузки к генератору постоянного тока \рис.8\, ток в данной цепи замыкается через нагрузку.
рис.8
На графике \рис.9\ показаны пульсации тока, выдаваемые генератором постоянного тока. По сравнению с генератором переменного тока, данные пульсации выглядят более сглаженно.
рис.9
Применение постоянного тока
автомобильный генератор
устройство автомобильного генератора
электростанция для сварки постоянным током
Преобразование переменного тока в постоянный
Для выпрямления, преобразования переменного тока в постоянный \для однофазной цепи\, применяются следующие выпрямители тока:
- однополупериодная схема выпрямления;
- двухполупериодная схема выпрямления
и мостовая схема.
Мостовая схема выпрямления тока изображена на рисунке 10. Схема состоит из:
- первичной обмотки трансформатора;
- вторичной обмотки трансформатора;
- магнитопровода трансформатора;
- диодного моста
и нагрузки, подключенной к диагонали моста. Одна диагональ моста подключена ко вторичной обмотке трансформатора, другая диагональ моста соединена с нагрузкой. Электрическая цепь замыкается на нагрузке.
рис.10
Мостовая схема выпрямления тока будет выглядеть менее пульсирующей \рис.11\, по сравнению с такими схемами выпрямления как:
-
однополупериодная схема;
-
двухполупериодная схема
рис.11
Реактивным элементом в следующей мостовой схеме \рис.12\ служит сглаживающий фильтр \конденсатор\, позволяющий получить ток на выходе — с наименшей величиной пульсаций.
рис.12
На этом пока все. Следите за рубрикой.