Электромагнитные колебания, колебательный контур, период колебаний в контуре. Тесты онлайн, курсы по физике

Всего вопросов: 10

Вопрос 1. В колебательном контуре индуктивность увеличена в 10 раз. Что нужно сделать, чтобы период колебаний остался прежним?

A. уменьшить частоту колебаний
B. увеличить амплитуду колебаний
C. уменьшить емкость в 10 раз
D. увеличить емкость в 10 раз

Вопрос 2. В точке А конденсатора постоянной емкости электрическое поле изменяется с течением времени так, как показано на рисунке. В какие промежутки времени вблизи точки а появляется магнитное поле?

A. 2-4 с
B. 2-6 и 10-12 с
C. 6-8 с
D. 0-2 с

Вопрос 3. На рисунке изображен график зависимости силы тока, проходящего через катушку колебательного контура, от времени. Какова амплитуда колебаний тока?

A. 0,1 А
B. 0,02 с
C. 0,01 с
D. 0,03 А

Вопрос 4.

На рисунке изображен график зависимости силы тока, проходящего через катушку колебательного контура, от времени. Каков период колебаний тока?

A. 0,01 с
B. 0,03 с
C. 0,02 с
D. 0,2 с

Вопрос 5. На рисунке изображен график зависимости силы тока, проходящего через катушку колебательного контура, от времени. Чему равна частота колебаний тока?

A. 0,02 Гц
B. 0,2 Гц
C. 0,1 Гц
D. 50 Гц

Вопрос 6. Проволочная прямоугольная рамка вращается с постоянной угловой скоростью в однородном магнитном поле. Какой из графиков отображает зависимость силы тока, наведенного в рамке, от времени?

A. 1
B. 2
C. 4
D. 3

Вопрос 7. Зависимость силы тока от времени в колебательном контуре приведена на рисунке. Закон изменения силы тока от времени имеет вид:

A.
B.
C.
D.
E.

Вопрос 8. На графике представлена зависимость от времени заряда на обкладках конденсатора колебательного контура. Определите амплитудное значение силы тока.

A. 157 А
B. 5 А
C. 15,7 А
D.
1,57 А

Вопрос 9. Если увеличить расстояние между обкладками воздушного конденсатора колебательного контура в 2 раза и погрузить конденсатор в жидкость с диэлектрической проницаемостью 8, то частота колебаний в контуре:

A. не изменится
B. уменьшится в 2 раза
C. увеличится в 2 раза
D. уменьшится в 4 раза
E. увеличится в 4 раза

Вопрос 10. По катушке индуктивностью L протекает ток, изменяющийся по закону , А. По какому закону изменяется мгновенное значение напряжения на концах этой катушки?

A.
B.
C.
D.

Зависимость силы тока от напряжения – график, формула закона

3.9

Средняя оценка: 3.9

Всего получено оценок: 132.

3.9

Средняя оценка: 3.9

Всего получено оценок: 132.

Электрический ток — это упорядоченное движение электрических зарядов или заряженных макроскопических тел. Направление электрического тока I совпадает с направлением движения положительно заряженных частиц: заряды движутся под воздействием электрического поля, которое создается в проводнике в результате приложенного к концам проводника напряжения U. Как величина силы тока зависит от величины напряжения? Попробуем разобраться.

Величина силы тока

По определению силой тока называется физическая величина равная величине заряда q, прошедшего через поперечное сечение проводника за время t:

$$ I = { q\over t } $$

Если сила тока не зависит от времени, то такой электрический ток называется постоянным.

Рассмотрим далее именно такой случай, когда ток постоянен. Измерить величину заряда чрезвычайно трудно, поэтому в 1826 г. немецкий физик Георг Ом поступил следующим образом: в электрической цепи, состоящей из источника напряжения (батареи) и сопротивления, он измерял величину тока при разных значениях сопротивления. Затем, не меняя величину сопротивления, он стал изменять параметры источника напряжения, подключая сразу, например, два-три источника. Измеряя величину тока в цепи, он получил зависимости силы тока от напряжения U и от сопротивления R
.

Рис. 1. Схема измерений тока и напряжения Георга Ома.

Закон Ома

В результате проведенных исследований Георг Ом обнаружил, что отношение напряжения U между концами металлического проводника, являющегося участком электрической цепи, к силе тока I в цепи есть величина постоянная:

$$ R= { U \over I } $$

где R — электрическое сопротивление. Данная формула называется законом Ома, который до сих пор является основным расчетным инструментом при проектировании электрических и электронных схем.

Если по оси абсцисс отложить значения напряжения, а по оси ординат — значения тока в цепи при данных значениях напряжения, то получится график зависимости силы тока I от напряжения U

.

Рис. 2. График зависимости силы тока от напряжения.

Из этого графика видно, что эта зависимость линейная. Угол наклона прямой зависит от величины сопротивления. Чем больше R, тем меньше угол наклона.

Рис. 3. График зависимости силы тока от сопротивления.

Если зафиксировать напряжение U и по оси абсцисс откладывать значения R электрического сопротивления, то из полученного графика видно, что эта зависимость уже нелинейная — с ростом сопротивления поведение тока описывает обратно пропорциональной функцией — гиперболой.

Закон Ома перестает работать при больших величинах тока, так как начинают работать дополнительные эффекты, связанные с тепловым разогревом вещества, ростом температуры. В газах при больших токах возникает пробой, ток растет лавинообразно, отклоняясь от линейного закона.

От чего зависит величина сопротивления

Эксперименты показывают, что сопротивление проводника прямо пропорционально его длине L и обратно пропорционально площади поперечного сечения S:

$$ R = ρ *{ L \over S } $$

где ρ — удельное электрическое сопротивление вещества.

Единицы измерения

В международной системе единиц СИ единица измерения электрического сопротивления называется “ом” в честь физика Георга Ома. По определению электрическим сопротивлением 1 Ом обладает участок цепи, на котором падает напряжение 1 В при силе тока 1 А.

$$ [1 Ом] ={ [1 В]\over [1 А] } $$

Единица измерения удельного сопротивления получается производной от единиц величин, входящих в фориулу: сопротивления, длины и площади. То есть в системе СИ получатся, что если R = 1 Ом, S = 1 м2, а L = 1 м, то ρ = 1 .

Это и есть единица измерения удельного сопротивления. Но на практике оказалось, что у реальных проводов площади сечений гораздо меньше 1 м2. 2] \over [м]} $$

Величину тока измеряют амперметром, а величину напряжения — вольтметром. При проведении очень точных измерений, необходимо учитывать внутреннее сопротивление этих приборов.

Что мы узнали?

Итак, мы узнали, что зависимость силы тока в электрической цепи описывается с помощью закона Ома. Сила тока I прямо пропорциональна величине U напряжения, и обратно пропорциональна сопротивлению R.

Тест по теме

Доска почёта

Чтобы попасть сюда — пройдите тест.

  • Im Posable

    10/10

Оценка доклада

3.9

Средняя оценка: 3.9

Всего получено оценок: 132.

А какая ваша оценка?

Закон Ома и взаимосвязь V-I-R

В физике есть определенные формулы, настолько мощные и всеобъемлющие, что они достигли уровня общеизвестности. Студент-физик столько раз записывал такие формулы, что запоминал их, даже не пытаясь. Конечно, для профессионалов в этой области такие формулы настолько важны, что они запечатлеваются в их сознании. В области современной физики есть E = m • c 2 . В области ньютоновской механики есть F нетто = м • а. В области волновой механики есть v = f • λ. А в области тока электричества есть ΔV = I • R.

Преобладающее уравнение, которое пронизывает изучение электрических цепей, это уравнение двух точках цепи ( ΔV ) эквивалентно произведению тока между этими двумя точками ( I ) и общего сопротивления всех электрических устройств между этими двумя точками ( Р ). В оставшейся части этого раздела «Класс физики» это уравнение станет наиболее распространенным уравнением, которое мы видим. Это уравнение, часто называемое уравнением закона Ома , является мощным предсказателем взаимосвязи между разностью потенциалов, током и сопротивлением.

 

 

Закон Ома как показатель силы тока служит алгебраическим рецептом для расчета тока, если разность электрических потенциалов и сопротивление известно. Тем не менее, хотя это уравнение служит мощным рецептом решения проблем, оно представляет собой гораздо больше. Это уравнение указывает две переменные, которые могут повлиять на величину тока в цепи. Сила тока в цепи прямо пропорциональна разности электрических потенциалов на ее концах и обратно пропорциональна общему сопротивлению внешней цепи. Чем больше напряжение батареи (т. е. разность электрических потенциалов), тем больше ток. И чем больше сопротивление, тем меньше ток. Заряд течет с наибольшей скоростью, когда напряжение батареи увеличивается, а сопротивление уменьшается. В самом деле, двукратное увеличение напряжения батареи приведет к двукратному увеличению тока (если все остальные факторы остаются равными). А увеличение сопротивления нагрузки в два раза приведет к уменьшению тока в два раза до половины его первоначального значения.

В таблице ниже эта взаимосвязь иллюстрируется как качественно, так и количественно для нескольких цепей с различными напряжениями и сопротивлениями аккумуляторов.

 
Цепь
Схема
Аккумулятор
Напряжение
(ΔV)
Всего
Сопротивление
()
Текущий
(Ампер)
1.
1,5 В
3
0,50 А
2.
3,0 В
3 Ом
1 А
3.
4,5 В
3
1,5 А
4.
1,5 В
6
0,25 А
5.
3,0 В
6
0,5 А
6.
4,5 В
6 Ом
0,75 А
7.
4,5 В
9 Ом
0,50 А


Строки 1, 2 и 3 показывают, что удвоение и утроение напряжения батареи приводит к удвоению и утроению тока в цепи. Сравнение строк 1 и 4 или строк 2 и 5 показывает, что удвоение общего сопротивления позволяет вдвое уменьшить ток в цепи.

Поскольку на ток в цепи влияет сопротивление, резисторы часто используются в цепях электроприборов, чтобы влиять на величину тока, присутствующего в его различных компонентах. Увеличивая или уменьшая величину сопротивления в конкретной ветви цепи, производитель может увеличивать или уменьшать величину тока в этой ветви . Кухонные приборы, такие как электрические смесители и регуляторы освещенности, работают, изменяя ток на нагрузке путем увеличения или уменьшения сопротивления цепи. Нажатие различных кнопок на электрическом миксере может изменить режим с смешивания на взбивание, уменьшив сопротивление и позволив большему току присутствовать в миксере. Точно так же поворот диска на диммерном переключателе может увеличить сопротивление его встроенного резистора и, таким образом, уменьшить ток.

На приведенной ниже схеме изображена пара цепей, содержащих источник напряжения (батарейный блок), резистор (лампочка) и амперметр (для измерения силы тока). В какой цепи лампочка имеет наибольшее сопротивление? Нажмите кнопку «Просмотреть ответ», чтобы убедиться, что вы правы.


 

 

Уравнение закона Ома часто изучается в физических лабораториях с использованием резистора, аккумуляторной батареи, амперметра и вольтметра. Амперметр — это прибор, используемый для измерения силы тока в заданном месте. Вольтметр — это устройство, оснащенное щупами, которые можно прикоснуться к двум точкам цепи, чтобы определить разность электрических потенциалов в этих точках. Изменяя количество элементов в аккумуляторной батарее, можно изменять разность электрических потенциалов во внешней цепи. Вольтметр можно использовать для определения этой разности потенциалов, а амперметр можно использовать для определения тока, связанного с этим ΔV. Батарея может быть добавлена ​​к блоку батарей, и процесс может быть повторен несколько раз, чтобы получить набор данных I-ΔV. График зависимости I от ΔV даст линию с наклоном, эквивалентным обратной величине сопротивления резистора. Это можно сравнить с заявленным производителем значением, чтобы определить точность лабораторных данных и достоверность уравнения закона Ома.

 

Величины, символы, уравнения и единицы!

Склонность обращать внимание на единицы измерения — неотъемлемая черта любого хорошего студента-физика. Многие трудности, связанные с решением задач, могут быть связаны с неспособностью уделить внимание единицам. По мере того, как все больше и больше электрических величин и соответствующих им метрических единиц вводятся в этом разделе учебника «Класс физики», становится все более важным организовать информацию в вашей голове. В таблице ниже перечислены некоторые количества, которые были введены до сих пор. Символ, уравнение и соответствующие метрические единицы также перечислены для каждой величины. Было бы разумно часто обращаться к этому списку или даже сделать свою собственную копию и дополнять ее по мере продвижения модуля. Некоторые учащиеся считают полезным сделать пятую колонку, в которой указано определение каждой величины.

Количество
Символ
Уравнение(я)
Стандартная метрическая единица измерения
Прочие единицы
Потенциальная разница

(он же напряжение)

ΔV
ΔV = ΔPE/Q

ΔV = I • R

Вольт (В)
Дж / С
Текущий
я
I = Q/t

I = ΔV/R

Ампер (А)
Ампер или C/s

или В/Ом

Мощность
Р
P = ΔPE/т

(больше будет)

Вт (Вт)
Дж/с
Сопротивление
Р
R = ρ • L / A

R = ΔV / I

Ом (Ом)
В/А
Энергия
E или ΔPE
ΔPE = ΔV • Q

ΔPE = P • t

Джоуль (Дж)
В • C или

Вт • с

(Обратите внимание, что символ единицы измерения C представляет единицу измерения Кулоны. )

 

В следующем разделе урока 3 мы еще раз рассмотрим количественную мощность. Новое уравнение для мощности будет введено путем объединения двух (или более) уравнений из приведенной выше таблицы.

 

Мы хотели бы предложить …

Зачем просто читать об этом и когда вы могли бы взаимодействовать с ним? Взаимодействие — это именно то, что вы делаете, когда используете один из интерактивов The Physics Classroom. Мы хотели бы предложить вам совместить чтение этой страницы с использованием нашего интерактивного конструктора цепей постоянного тока. Вы можете найти его в разделе Physics Interactives на нашем сайте. Конструктор цепей постоянного тока предоставляет учащимся набор для создания виртуальных схем. Легко перетащите источник напряжения, резисторы и провода на рабочую область. Соедините их, и у вас есть схема. Добавьте амперметр для измерения тока и используйте датчики напряжения для определения падения напряжения. Это так просто. И не нужно беспокоиться о поражении электрическим током (если, конечно, вы не читаете это в ванной).


Посетите:  DC Circuit Builder


Проверьте свое понимание

1. Что из следующего приведет к уменьшению тока в электрической цепи? Выберите все подходящие.

а. уменьшить напряжение

б. уменьшить сопротивление

в. увеличить напряжение

д. увеличить сопротивление

 

 

2. Некоторая электрическая цепь содержит батарею с тремя ячейками, провода и лампочку. Что из нижеперечисленного заставит лампочку светить менее ярко? Выберите все подходящие.

а. увеличить напряжение батареи (добавить еще одну ячейку)

б. уменьшить напряжение батареи (удалить элемент)

в. уменьшить сопротивление цепи

д. увеличить сопротивление цепи

 

 

 

3. Вас, вероятно, предупредили о необходимости избегать контакта с электроприборами или даже электрическими розетками мокрыми руками. Такой контакт более опасен, когда ваши руки мокрые (а не сухие), потому что мокрые руки вызывают ____.

а. напряжение цепи должно быть выше

б. напряжение цепи должно быть ниже

в. ваше сопротивление будет выше

д. ваше сопротивление должно быть ниже

эл. ток через вас будет ниже

 

 

 

4. Если сопротивление цепи увеличить втрое, то ток в цепи будет ____.

а. одна треть от

б. в три раза больше

с. без изменений

д. … ерунда! Не было бы никакой возможности сделать такой прогноз.

 

 

 

5. Если напряжение в цепи увеличить в четыре раза, то ток в цепи будет ____.

а. одна четвертая часть

б. в четыре раза больше

в. без изменений

д. … ерунда! Не было бы никакой возможности сделать такой прогноз.

 

 

 

6. Цепь соединена с источником питания, резистором и амперметром (для измерения силы тока). Амперметр показывает ток 24 мА (миллиампер). Определить новый ток, если напряжение источника питания было…

а. … увеличилось в 2 раза, а сопротивление осталось постоянным.

б. … увеличилось в 3 раза, а сопротивление осталось постоянным.

в. … уменьшилось в 2 раза, а сопротивление осталось постоянным.

д. … оставался постоянным, а сопротивление увеличивалось в 2 раза.

эл. … оставался постоянным, а сопротивление увеличивалось в 4 раза.

ф. … оставался постоянным, а сопротивление уменьшалось в 2 раза.

г. … увеличилось в 2 раза, а сопротивление увеличилось в 2 раза.

час. … увеличилось в 3 раза, а сопротивление уменьшилось в 2 раза.

я. … уменьшилось в 2 раза, а сопротивление увеличилось в 2 раза.

 

 

 

7. Используйте уравнение закона Ома, чтобы дать численные ответы на следующие вопросы:

а. Электрическое устройство с сопротивлением 3,0 Ом пропустит через себя ток силой 4,0 А, если на устройство будет воздействовать падение напряжения ________ Вольт.

б. Когда на электрический нагреватель подается напряжение 120 В, через нагреватель потечет ток силой 10,0 ампер, если сопротивление составляет ________ Ом.

в. Фонарик, который питается от 3 Вольт и использует лампочку с сопротивлением 60 Ом, будет иметь силу тока ________ Ампер.

 

 

 

8. Используйте уравнение закона Ома, чтобы определить недостающие значения в следующих цепях.

 

 

 

9. См. вопрос 8 выше. В цепях схем А и Б каким способом регулировали ток в цепях? А в цепях схем С и Г каким методом регулировали ток в цепях?

 

Следующий раздел:

Перейти к следующему уроку:

23.8: Электрические генераторы — LibreTexts по физике

  1. Последнее обновление
  2. Сохранить как PDF
  • Идентификатор страницы
    2711
    • OpenStax
    • OpenStax

    Цели обучения

    К концу этого раздела вы сможете:

    • Рассчитать ЭДС, индуцируемую в генераторе.
    • Рассчитайте пиковую ЭДС, которая может быть наведена в определенной генераторной системе.

    Электрические генераторы индуцируют ЭДС, вращая катушку в магнитном поле, как кратко описано в разделе «ЭДС индукции и магнитный поток». Теперь мы рассмотрим генераторы более подробно. Рассмотрим следующий пример.

    Пример \(\PageIndex{1}\): Расчет ЭДС, наведенной в катушке генератора 9{\circ}\) ) за 15,0 мс. Круглая катушка из 200 витков имеет радиус 5,00 см и находится в однородном магнитном поле 1,25 Тл. Чему равна средняя ЭДС индукции?

    Рисунок \(\PageIndex{1}\): Когда эта генераторная катушка поворачивается на четверть оборота, магнитный поток \(\Phi\) изменяется от своего максимума до нуля, индуцируя ЭДС.

    Стратегия:

    Мы используем закон индукции Фарадея, чтобы найти среднюю ЭДС, индуцированную за время \(\Delta t\): \[ЭДС = -N\frac{\Delta \Phi}{\Delta t}. \label{23.6.1}\] Мы знаем, что \(N = 200\) и \(\Delta t = 15,0 мс\), поэтому мы должны определить изменение потока \(\Delta \Phi\), чтобы найти э. д.с. 9{-3}s} = 131 В.\]

    Обсуждение:

    Это практическое среднее значение, аналогичное 120 В, используемому в домашнем хозяйстве.

    ЭДС, рассчитанная в этом примере, представляет собой среднее значение за одну четвертую оборота. Чему равна ЭДС в каждый момент времени? Оно изменяется в зависимости от угла между магнитным полем и перпендикуляром к катушке. Мы можем получить выражение для ЭДС как функции времени, рассматривая ЭДС движения на вращающейся прямоугольной катушке шириной \(\w\) и высотой \(l\) в однородном магнитном поле, как показано на рисунке \(\ Индекс страницы{2}\).

    Рисунок \(\PageIndex{2}\): Генератор с одной прямоугольной катушкой, вращающейся с постоянной угловой скоростью в однородном магнитном поле, создает ЭДС, которая изменяется синусоидально во времени. Обратите внимание, что генератор похож на двигатель, за исключением того, что вал вращается для создания тока, а не наоборот.

    Заряды в проводах петли испытывают магнитную силу, так как движутся в магнитном поле. На заряды в вертикальных проводах действуют силы, параллельные проводу, вызывающие токи. Но находящиеся в верхнем и нижнем сегментах ощущают силу, перпендикулярную проводу, которая не вызывает тока. Таким образом, мы можем найти ЭДС индукции, рассматривая только боковые провода. ЭДС движения определяется как \(ЭДС = Blv\), где скорость \(v\) перпендикулярна магнитному полю \(B\). Здесь скорость составляет угол \(\theta\) с \(B\), так что ее составляющая, перпендикулярная \(B\), равна \(v\sin{\theta}\) (рис. \(\PageIndex{ 2}\)). Таким образом, в этом случае ЭДС, индуцированная с каждой стороны, равна \ (ЭДС = Blv \ sin {\ theta} \), и они имеют одинаковое направление. Суммарная ЭДС контура тогда равна 9.0007

    \[ЭДС = 2Blv\sin{\theta}.\label{23.6.4}\]

    Это выражение верно, но оно не дает ЭДС как функцию времени. Чтобы найти зависимость ЭДС от времени, предположим, что катушка вращается с постоянной угловой скоростью \(\omega\). Угол \(\theta\) связан с угловой скоростью соотношением \(\theta = \omega t\), так что

    \[ ЭДС = 2Blv\sin{\omega t}. \label{23.6.5}\]

    Теперь линейная скорость \(v\) связана с угловой скоростью \(\omega\) соотношением \(v=r\omega\). Здесь \(r = \omega/2\), так что \(v = \left(w/2\right)\omega\), и

    \[ЭДС = 2Bl\frac{w}{2} \omega \sin{\omega t} = \left(w\right)B \omega \sin{\omega t}.\label{23.6.6}\ ]

    Заметив, что площадь петли равна \(A = w\), и учитывая \(N\) петель, мы находим, что

    \[ЭДС = NAB \omega \sin{\omega t}\label{23.6.7}\]

    — ЭДС, индуцируемая в генераторной катушке из \(N\) витков и площадью \(A\), вращающейся с постоянной угловой скоростью \(\omega\) в однородном магнитном поле \(B\). Это также может быть выражено как

    \[ЭДС = ЭДС_{0}\sin{\omega t},\метка{23.6.8}\]

    , где \[ЭДС_{0} = NAB \omega \label{23.6.9}\] — максимальная (пиковая) ЭДС . Обратите внимание, что частота колебаний равна \(f = \omega / 2\pi\), а период равен \(T = 1/f = 2\pi / \omega\). На рисунке \(\PageIndex{3}\) показан график ЭДС как функции времени, и теперь кажется разумным, что переменное напряжение является синусоидальным.

    Рисунок \(\PageIndex{3}\):ЭДС генератора передается на лампочку с показанной системой колец и щеток. На графике показана зависимость ЭДС генератора от времени. \(ЭДС_0\) — пиковая ЭДС. Период равен \(T=1/f=2π/ω\), где \(f\) — частота. Обратите внимание, что буква E означает emf.

    Тот факт, что пиковая ЭДС, \(ЭДС_0=NABω\), имеет смысл. Чем больше количество катушек, тем больше их площадь, и чем сильнее поле, тем больше выходное напряжение. Интересно, что чем быстрее раскручивается генератор (больше ω), тем больше ЭДС. Это заметно на велосипедных генераторах, по крайней мере, на более дешевых. Один из авторов, будучи подростком, находил забавным ехать на велосипеде достаточно быстро, чтобы сжечь его фары, пока однажды темной ночью ему не пришлось ехать домой без света.

    На рисунке показана схема, по которой можно сделать генератор для получения импульсного постоянного тока. Более сложное расположение нескольких катушек и разъемных колец может обеспечить более плавный постоянный ток, хотя для создания постоянного тока без пульсаций обычно используются электронные, а не механические средства.


    Рисунок \(\PageIndex{4}\): Разъемные кольца, называемые коммутаторами, в этой конфигурации создают на выходе импульсную ЭДС постоянного тока.

    Пример \(\PageIndex{2}\): Расчет максимальной ЭДС генератора

    Рассчитайте максимальную ЭДС, emf0, генератора, рассмотренного в Примере.

    Стратегия

    Как только \(ω\), угловая скорость, определена, \(emf_0=NABω\) можно использовать для нахождения \(emf_0\). Все остальные величины известны.

    Решение

    Угловая скорость определяется как изменение угла в единицу времени:

    \(ω=\frac{Δθ}{Δt}\).

    Одна четвертая оборота равна \(π/2\) радианам, а время равно 0,0150 с; таким образом, 92)(1,25Тл)(104,7рад/с)=206В\).

    Обсуждение

    Максимальная ЭДС больше средней ЭДС 131 В, найденной в предыдущем примере, как и должно быть.

    В реальной жизни электрические генераторы выглядят совсем иначе, чем на рисунках в этом разделе, но принцип тот же. Источником механической энергии, вращающей катушку, может быть падающая вода (гидроэнергия), пар, образующийся при сжигании ископаемого топлива, или кинетическая энергия ветра. \(\PageIndex{5}\) показывает паровую турбину в разрезе; пар движется по лопастям, соединенным с валом, который вращает катушку внутри генератора.

    Рисунок \(\PageIndex{5}\): Паровая турбина/генератор. Пар, образующийся при сжигании угля, воздействует на лопатки турбины, вращая вал, соединенный с генератором. (кредит: Nabonaco, Wikimedia Commons)

    Генераторы, показанные в этом разделе, очень похожи на двигатели, показанные ранее. Это не случайно. Фактически двигатель становится генератором, когда его вал вращается. Некоторые ранние автомобили использовали свой стартер в качестве генератора. В разделе «Обратная ЭДС» мы дополнительно исследуем работу двигателя как генератора.

    • Электрический генератор вращает катушку в магнитном поле, индуцируя ЭДС, заданную как функция времени

    \(ЭДС=NABωsinωt,\)

    где \(A\) — площадь \(N\)-витка, вращающегося с постоянной угловой скоростью ω в однородном магнитном поле \(B\).

    • Пиковая ЭДС \(ЭДС_0) генератора равна

    \(ЭДС_0=NABω\).

    Глоссарий

    электрогенератор
    Устройство для преобразования механической работы в электрическую энергию; он индуцирует ЭДС, вращая катушку в магнитном поле
    ЭДС, индуцируемая в катушке генератора
    \(ЭДС=NABωsinωt\), где \(A\) — площадь \(N\)-витка, вращающегося с постоянной угловой скоростью \(ω\) в однородном магнитном поле \(B\), за период времени \(t\)
    пиковая ЭДС
    (ЭДС_0=NABω\)0=NABω

    Эта страница под названием 23.8: Electric Generators распространяется под лицензией CC BY 4.0 и была создана, изменена и/или курирована OpenStax с использованием исходного контента, который был отредактирован в соответствии со стилем и стандартами платформы LibreTexts; подробная история редактирования доступна по запросу.

    1. Наверх
      • Была ли эта статья полезной?
      1. Тип изделия
        Раздел или страница
        Автор
        ОпенСтакс
        Лицензия
        СС BY
        Версия лицензии
        4,0
        Программа OER или Publisher
        ОпенСтакс
        Показать оглавление
        нет
      2. Теги
        1. Электрогенераторы
        2. генераторы
        3. источник@https://openstax.