Урок 43-3 Устройство и работа генератора переменного тока

Промышленные генераторы переменного тока гораздо больше, и для увеличения напряжения, снимаемого с клемм генератора, на каркас наматывается не одна, а много катушек. Во всех промышленных генераторах переменного тока катушки, в которых индуцируется переменный ток, установлены неподвижно, а магнитная система вращается. Если ротор вращается под действием внешней силы, то магнитное поле, создаваемое ротором, будет вращаться вместе с ним, и в проводниках статора будет индуктироваться электрический ток.

• Печать
• Электронная почта

Рассмотрим замкнутый контур (рамку) площадью S, помещенный в однородное магнитное поле с индукцией, равной B. Контур равномерно вращается вокруг оси OO’ с угловой скоростью ω.

Магнитный поток через контур задается формулой F = BS cosΔφ, где Δφ – угол между вектором нормали n к плоскости контура и вектором B. Рамка вращается внутри магнита с частотой v и совершает N = vt оборотов за время t. За один оборот рама поворачивается на угол 2π рад. Угол, на который поворачивается рамка в момент времени t: Δφ = 2π vt = ωt, тогда изменение магнитного потока ΔF = BS cos Δφ = BS cos ωt .

В замкнутом контуре возникает индуктивная ЭДС, которая, согласно закону электромагнитной индукции, равна скорости изменения магнитного потока .

Тогда мы получаем мгновенное значение ЭДС

e = – F’ = – (BS cos ωt)’ = BSω sin ωt

Поэтому э.д.с. индукции, возникающая в замкнутом контуре, при его равномерном вращении в однородном магнитном поле, изменяется во времени по синусоидальному закону. Индуктивная мощность достигает максимума при sin ωt = 1, т.е. α = ωt = π/2

Значение ε₀ = ωBS – называется значение амплитудной ЭДС индукции.

Если такую цепь замкнуть с внешней цепью, то через нее потечет ток, сила и направление которого изменятся. Такая рамка, вращающаяся в магнитном поле, является простейшимгенератором переменного тока.

В нашей стране используется переменный ток частотой 50 Гц (60 Гц в США). Этот ток генерируется генераторы.

Альтернаторы – это генераторы электрического тока. Это устройства, используемые для преобразования различных видов энергии – механической, химической, тепловой, световой и т.д. – Они представляют собой устройства, преобразующие различные виды энергии – механическую, химическую, тепловую, световую и т.д. в электрическую.

Работа генератора переменный ток основана на явлении электромагнитной индукции.

В настоящее время существует множество различных типов генераторы. Но все они состоят из одних и тех же основных компонентов. Во-первых, электромагнит или постоянный магнит, который создает магнитное поле, и, во-вторых, обмотка, которая индуцирует переменное магнитное поле. ЭМП – электродвижущая сила (в показанной здесь модели генератора это вращающаяся рамка).

Неподвижная часть генератора переменного тока называется статора подвижная часть называется ротор.

Поскольку ЭДС, наведенная в последовательно соединенных катушках, складывается, амплитуда индуктивной ЭДС в каркасе пропорциональна числу катушек в нем. Она также пропорциональна амплитуде переменного магнитного потока (Ф_m = BS) через каждую катушку.

В модели генератора, показанной на рисунке, вращается проволочная рама, которая является ротором. Магнитное поле создается неподвижным постоянным магнитом. Конечно, можно сделать и наоборот: вращать магнит, а раму оставить неподвижной. Контактные кольца соединены с концами обмоток ротора. Неподвижные пластины – щетки – крепятся к кольцам и служат связующим звеном между катушкой ротора и внешней цепью.

Модель От генератора переменного тока.

Промышленные генераторы переменного тока гораздо больше, и для увеличения напряжения, снимаемого с клемм генератора, на каркасы наматывается много катушек вместо одной. Во всех промышленных генераторах переменного тока катушки, в которых индуцируется переменный ток, неподвижны, а магнитная система вращается. Если ротор вращается под действием внешней силы, то магнитное поле, создаваемое ротором, будет вращаться вместе с ним и наводить ЭДС в проводниках статора.

Принцип работы генератора переменного тока заключается в следующем. Для создания высокого магнитного потока в генераторах переменного тока используется специальная магнитная система, состоящая из двух сердечников, изготовленных из электротехнической стали. Обмотки, создающие магнитное поле, размещаются в пазах одного из сердечников, а обмотки, в которых индуцируется ЭДС, – в пазах другого сердечника. Один из сердечников (обычно внутренний) вместе с обмоткой вращается вокруг горизонтальной или вертикальной оси. Поэтому он называется ротором. Неподвижный сердечник с обмоткой называется статором. Для увеличения потока магнитной индукции зазор между сердечниками статора и ротора поддерживается как можно меньшим.

В больших промышленных генераторах переменного тока вращается электромагнит, который является ротором, в то время как обмотки, в которых генерируется ЭДС, расположены в пазах статора и остаются неподвижными. Дело в том, что ток к обмоткам ротора или от них к внешней цепи должен подаваться через скользящие контакты. Для этого ротор оснащен контактными кольцами, которые соединены с концами обмотки.

Принципиальная схема генератора переменного тока.

Неподвижные пластины – щетки – установлены на кольцах и образуют соединение между обмоткой ротора и внешним контуром. Ток в обмотках электромагнита, создающий магнитное поле, намного меньше тока, который генератор подает во внешнюю цепь. Поэтому удобнее отводить вырабатываемый ток от обмоток постоянного тока и подавать относительно слабый ток во вращающуюся катушку через скользящие контакты. Этот ток вырабатывается отдельным генератором постоянного тока (возбудителем), расположенным на этом левом валу (в настоящее время постоянный ток обычно подается на обмотку ротора от обмотки статора того же генератора через выпрямитель).

В небольших генераторах переменного тока магнитное поле создается вращающимся постоянным магнитом. В этом случае кольца и щетки совсем не нужны.

Возникновение ЭДС в неподвижной обмотке статора объясняется образованием в обмотке вращающегося электрического поля, создаваемого изменением магнитного потока при вращении ротора.
Современный генератор представляет собой внушительную конструкцию из медного провода, изоляционных материалов и стальных конструкций. При размерах в несколько метров важнейшие детали генераторов изготавливаются с миллиметровой точностью. Нигде в природе нет такого сочетания движущихся частей, которые могли бы генерировать электроэнергию так непрерывно и экономично.

– Решать типичные качественные и расчетные задачи, связанные с законом электромагнитной индукции;

урок 5 электромагнитная индукция

– изучить практическое значение явления электромагнитной индукции

– узнать природу ЭМП индукции и как от нее зависит стоимость изделия

– научиться определять направление индукционного тока с помощью правила Ленца.

Знать, учиться, уметь

– как создается электромагнитное поле

– что такое магнитный поток;

– что такое индукционный ток и как определить его направление;

– закон электромагнитной индукции;

– причина возникновения индукционного тока; и

– применение электромагнитной индукции;

мы научимся:

– определить направление индукционного тока;

– решать типичные качественные и расчетные задачи, касающиеся закона электромагнитной индукции;

– решать задачи, связанные с определением магнитного потока;

– Применять полученные знания для решения задач, связанных с законом электромагнитной индукции;

– Определите направление индукционного тока в различных случаях.

Магнит и кольцо

На рисунке показан момент демонстрационного эксперимента для проверки правила Ленца, когда все объекты неподвижны. Южный полюс магнита находится внутри массивного металлического кольца, но не касается его. Кронштейн с металлическим кольцом свободно вращается вокруг вертикальной опоры. Когда магнит вытягивается из кольца влево, кольцо остается.

Возникновение ЭДС в неподвижной обмотке статора вызвано вихревым электрическим полем в обмотке статора, создаваемым изменением магнитного потока при вращении ротора.

§ 37 Производство электроэнергии

Электричество имеет явное преимущество перед всеми другими видами энергии. Его можно передавать по проводам на большие расстояния с относительно низкими потерями и удобно распределять среди потребителей. Самое главное, что эту энергию можно легко преобразовать в любую другую форму: механическую энергию, внутреннюю энергию (нагрев тел), световую энергию и т.д. с помощью достаточно простых устройств. В отличие от постоянного тока, переменный ток имеет то преимущество, что напряжение и ток могут быть преобразованы (трансформированы) в очень широком диапазоне, практически без потери энергии. Такие преобразования необходимы для многих приложений в электротехнике и радиотехнике. Однако преобразование напряжения и тока особенно необходимо при передаче электроэнергии на большие расстояния.

Электроэнергия вырабатывается в генераторах – устройствах, преобразующих энергию того или иного вида в электричество. Генераторы включают гальванические элементы, электростатические машины, термопилы 1 Солнечные батареи, солнечные панели и т.д. Ведутся исследования по разработке совершенно новых типов генераторов. Например, разрабатываются так называемые топливные элементы, в которых энергия, выделяющаяся при реакции водорода с кислородом, преобразуется непосредственно в электричество.

Область применения каждого из вышеупомянутых типов генераторов энергии определяется их характеристиками. Электростатические машины, например, создают высокую разность потенциалов, но не способны генерировать значительный ток в цепи. Гальванические элементы могут вырабатывать большие токи, но время их работы невелико.

Электромеханические асинхронные генераторы переменного тока теперь необходимы. Эти генераторы преобразуют механическую энергию в электрическую. Их работа основана на явлении электромагнитной индукции. Эти генераторы имеют относительно простую конструкцию и позволяют вырабатывать большие токи при достаточно высоком напряжении.

В дальнейшем, говоря о генераторах, мы будем иметь в виду электромеханические индукционные генераторы.

Альтернатор. Принцип работы генератора переменного тока уже обсуждался в § 31.

Сегодня существует множество различных типов индукционных генераторов. Все они состоят из одних и тех же основных компонентов. Это, во-первых, электромагнит или постоянный магнит, создающий магнитное поле, и, во-вторых, обмотка, наводящая переменную ЭДС (вращающаяся рамка в рассматриваемой модели генератора). Поскольку ЭДС, наведенная в последовательно соединенных катушках, складывается, амплитуда индукции ЭДС в рамке пропорциональна числу ее катушек. Она также пропорциональна амплитуде переменного магнитного потока (F_m = BS) через каждый виток (см. § 31).

Для создания высокого магнитного потока в генераторах используется специальная магнитная система, состоящая из двух сердечников, изготовленных из электротехнической стали. Обмотки, создающие магнитное поле, размещаются в пазах одного из сердечников, а обмотки, в которых индуцируется ЭДС, – в пазах другого сердечника. Один из сердечников (обычно внутренний) вместе с обмоткой вращается вокруг горизонтальной или вертикальной оси. Это называется “ротор”. ротор. Неподвижный сердечник с обмоткой называется статором статор. Зазор между сердечниками статора и ротора поддерживается как можно меньшим, чтобы увеличить поток вектора магнитной индукции.

В модели генератора, показанной на рисунке 5.1, вращается проволочная рама, которая является ротором (но без железного сердечника). Магнитное поле создается неподвижным постоянным магнитом. Конечно, можно сделать и наоборот: вращать магнит, а раму оставить неподвижной.

В больших промышленных генераторах переменного тока вращается электромагнит, который является ротором, а обмотки, в которых создается ЭДС, расположены в пазах статора и остаются неподвижными. Дело в том, что ток к обмоткам ротора или от них во внешнюю цепь должен поступать через скользящие контакты. Для этой цели ротор оснащен контактные кольцана концах обмотки (рис. 5.2). Неподвижные пластины – это щетки. кисти – Обмотки ротора находятся в контакте с кольцом и подключены к внешней цепи. Ток в обмотках магнита, создающих магнитное поле, намного меньше тока, который генератор подает во внешнюю цепь. Поэтому удобнее отводить генерируемый ток от неподвижных обмоток и подавать относительно слабый ток на вращающийся электромагнит через скользящие контакты. Этот ток вырабатывается отдельным генератором постоянного тока (возбудителем), расположенным на том же валу.

В маломощных генераторах переменного тока магнитное поле создается вращающимся постоянным магнитом. В этом случае кольца и щетки совсем не нужны.

Возникновение ЭДС в неподвижной обмотке статора вызвано образованием в обмотке вращающегося электрического поля, создаваемого изменением магнитного потока при вращении ротора.

Современный генератор представляет собой внушительную конструкцию из медного провода, изоляционных материалов и стальных конструкций. При размерах в несколько метров важнейшие детали генераторов изготавливаются с миллиметровой точностью. Нигде в природе нет такого сочетания движущихся частей, которые могли бы генерировать электроэнергию так непрерывно и экономично.

Вопросы к параграфу

1 Какие преимущества имеет переменный ток по сравнению с постоянным?

Если рама изначально расположена горизонтально, то угол между линиями действия сил и направлением движения проводников рамы ά = 0°, поэтому ЭДС = 0. При вращении рамки составляющая вектора движения проводников оказывается перпендикулярной магнитным силовым линиям.

Принцип работы осциллятора

Принцип работы генератора основан на законе электромагнитной индукции. Согласно этому закону, когда провод движется в магнитном поле, в проводе индуцируется ЭДС, если он пересекает магнитные силовые линии, и ЭДС пропорциональна величине индукции, скорости провода и длине провода в магнитном поле:

E=BlV ×sinά,где ά– угол между направлением движения провода и направлением магнитных силовых линий. Таким образом, максимальное значение ЭДС достигается, когда угол ά = 90°, т.е. движение происходит под прямым углом.

В ά = 0° проводник скользит вдоль магнитных силовых линий, и ЭДС не индуцируется. Направление тока в проводнике в замкнутой цепи можно определить с помощью правила правой руки: Если поместить правую руку между полюсами магнита так, чтобы силовые линии, входящие в ладонь и большой палец правой руки, совпадали с направлением проводника, то остальные пальцы укажут направление тока.

Рассмотрим процессы, происходящие в проводнике в виде рамки, принудительно вращающейся в поле постоянного магнита (рис. 3.1 и 3.2).

Если рама изначально расположена в горизонтальной плоскости, то угол между силовыми линиями и направлением движения проводников рамы ά = 0°, поэтому ЭДС = 0. При вращении рамки составляющая вектора движения проводников оказывается перпендикулярной линиям магнитного поля.

Рисунок 3.1: Вращение рамки в поле постоянного магнита.

Также появляется ЭДС, которая синусоидально возрастает при вращении рамки, поскольку составляющая движения проводников перпендикулярно магнитным силовым линиям возрастает синусоидально. Когда рамка повернута на 90°, угол между направлением движения и магнитными силовыми линиями составляет 90°. В этот момент ЭДС достигает своего максимального значения. При дальнейшем вращении рамы, составляющая вектора движения проводников, peraendicu-

Рис. 3.2 Изменение направления движения ветвей рамы при вращении рамы

по отношению к магнитным силовым линиям снова начинает уменьшаться, значение sinάчто приводит к снижению ЭДС. В ά =180° sinά = 0. Таким образом, при повороте рамки от 0° до 180° ЭДС сначала увеличивается, достигая максимума при 90°, а затем уменьшается до нуля.

Затем этот процесс повторяется. Однако, поскольку составляющая вектора движения, перпендикулярная магнитным линиям, направлена в противоположную сторону, скорость теперь имеет знак ” – ” (минус). График изменения ЭДС в зависимости от угла поворота рамки представляет собой синусоиду (рис.3.3).

В результате на выходе устройства возникает переменный ток, частота которого прямо пропорциональна частоте вращения рамки.

Для получения постоянного тока необходимо использовать устройство, которое переключает проводники рамки при достижении нулевой ЭДС.

Рисунок 3.3: Взаимоотношения E Угол поворота рамки.

Такое устройство в генераторах и двигателях постоянного тока называется коллектором. Простейшим коллектором для рамы являются два полукольца 3Стрелки на коллекторе соединены с концом кабеля на раме (рис. 3.4), а щетки контактируют с полукольцами. 4Щетки прижимаются к поверхности полуколец (поверхности коллектора) с определенным усилием, создавая скользящий контакт. Щетки, в свою очередь, подключены к внешней электрической цепи.

Рисунок 3.4: Принцип работы генератора постоянного тока

Как упоминалось ранее, когда рамка находится в горизонтальной плоскости, ЭДС равна нулю. При вращении рамки ЭДС начинает увеличиваться и достигает максимума при 90°, затем начинает уменьшаться и достигает нуля при 180°.

Рама находится в том же положении, что и в начальный момент времени. Разница лишь в том, что ветви каркаса поменялись местами. Поэтому при дальнейшем вращении рамки ЭДС снова начнет расти, что обеспечивается коммутацией с коллектором. В этом случае диаграмма ЭДС в зависимости от угла поворота будет состоять только из положительных полуволн. Таким образом, из переменного тока получается пульсирующий ток.

Рисунок 3.5: Зависимость Е угол поворота рамы с помощью двух полуколец

Если взять две рамки, расположенные под углом 90° друг к другу, и представить коллектор в виде кольца, разрезанного на четыре части, то график зависимости ЭДС от угла поворота будет выглядеть как огибающая двух одинаковых графиков, построенных для одной рамки (рис.3.5), со смещением на 90°. Таким образом, зависимость ЭДС от угла поворота будет выглядеть как относительно небольшая пульсация по отношению к среднему уровню.

Рисунок 3.6: Зависимость Е При использовании двух рамок, установленных под углом 90° друг к другу

Увеличивая число каркасов (число витков обмотки якоря генератора) и число контактов коллектора, можно получить почти постоянное значение ЭДС.

Настоящий генератор переменного тока состоит из трех функциональных узлов:

статор (рис.3.7) – это неподвижная часть генератора, в которой смонтированы катушки обмотки возбуждения, полюса и щеткодержатель. На конце статора находится подшипниковая пластина. На одном конце находится входной порт охлаждающего воздуха, который соединен со специальным воздухозаборником на мотогондоле. С противоположной стороны нагретый воздух выходит через жалюзи.

Рис.3.7: Конструкция генератора постоянного тока

1 – коллектор; 2 – щетки; 3 – сердечник якоря; 4 – главный полюс; 5 – катушка возбуждения; 6 – корпус; 7 – крышка подшипника; 8 – вентилятор; 9 – обмотка якоря.

Арматура (ротор) расположен внутри статора. Его вал вращается на шарикоподшипниках. Обмотка имеет рабочую обмотку генератора, в витках которой индуцируется ЭДС, подобная рассмотренной выше. На валу якоря расположен коллектор (1) в виде цилиндра, на котором находятся твердые медные пластины для сбора электрической энергии. На противоположном конце вала находится крыльчатка вентилятора (8), которая обеспечивает принудительное охлаждение генератора на земле, когда самолет неподвижен.

Щеточный коллектор и щеточный узелЩеточный коллектор – щеточный узел состоит из щеточной головки и щеткодержателя со щетками (2). Щетки (рис. 3.8) изготовлены из углеродсодержащих материалов, которые обеспечивают низкое электрическое сопротивление и высокую износостойкость. Щетки свободно перемещаются в щеткодержателях и прижимаются к поверхности коллектора с определенным усилием калиброванными пружинами. Коллекторно-щеточный узел является слабым местом генератора постоянного тока. Высота щетки и состояние коллектора должны проверяться во время работы для определения износа. В случае увеличения

Рис.3.8. Щетки с низкой (a) и высокой (b) мощностью.

Если щетки изношены, они могут замерзнуть, что может привести к отказу генератора на ходу.

Распределительно-щеточный узел является основным недостатком генераторов постоянного тока. Передача большой мощности через скользящий контакт вызывает интенсивное искрение и горение как щеток, так и коллектора. Общемировой предел мощности для авиационных генераторов постоянного тока составляет 18 кВт.

Недостатками являются низкая эффективность и зависимость от погодных условий.

Урок “Альтернатор”

1. 1) Углубить знания о явлении “электромагнитная индукция”. (2) Ознакомиться с устройством и принципом работы генератора переменного тока.

(2) Ознакомиться с устройством и принципом работы генератора переменного тока и его применением.

II. Разработка

Развивать познавательные интересы и интеллектуальные способности через наблюдение и демонстрацию экспериментов.

III. Образование

1. Вызвать интерес к предмету и вооружить учащихся научными методами познания, позволяющими получать объективные знания об окружающем мире. 2.

Формировать ответственное отношение к природе как социальную черту личности.

I. Организационный момент. (2 мин.).

II. Проверка домашнего задания. (10 мин.).

III. Изучение нового материала. (15 мин).

IV. Сверка знаний учащихся. (5 мин).

V. Подведение итогов урока. (10 мин).

VI. Домашнее задание. (3 мин).

I. Организационный момент

II. Проверка домашнего задания.

1. какую задачу поставил перед собой ученый М. Фарадей в 1821 году?

2. Удалось ли Фарадею решить эту проблему?

3. во всех экспериментах, при каких условиях в катушке, подключенной к гальванометру, возникал индукционный ток?

4. в чем заключается явление электромагнитной индукции?

5. каково практическое значение открытия явления электромагнитной индукции?

Рисунки по физике в тетрадях

Какие буквы используются для обозначения следующих величин? :

ИНДУКЦИЯ МАГНИТНОГО ПОЛЯ.

ЗАПИШИТЕ ФОРМУЛУ ДЛЯ РАСЧЕТА :

ОПРЕДЕЛИТЬ НЕИЗВЕСТНУЮ ВЕЛИЧИНУ.

l = 1м V = 0,8Тл I = 20 A F – ?

Поддержание базовых знаний – Проведите прямую дискуссию с учениками.

Прежде чем говорить о производстве электроэнергии, напомним:

Вопрос Что мы называем электрическим током?

Ответ: Электрический ток – это упорядоченное движение заряженных частиц.

Вопрос Какие источники электроэнергии вы знаете?

Ответ: Батарейки, аккумуляторы и т.д.

Одинакова ли сфера применения каждого из этих типов? Нет, это определяется их характеристиками. Давайте проверим, каковы их преимущества и недостатки и можно ли их использовать повсеместно?

Химические источники энергии: Гальванические элементы; батарейки; ртутная батарейка, используемая в часах, калькуляторах и слуховых аппаратах, выдает 1,4 В; традиционная батарейка для карманного фонаря, выдает 4,5 В. (демонстрация)

Преимущества – компактность, может использоваться как автономный источник энергии.

Недостатки – низкая энергоэффективность, высокая стоимость энергии, короткий срок службы, проблема утилизации отходов.

Термоэлементы, фотоэлектрические элементы, солнечные батареи. (демонстрация)

Преимущества – это безмашинный способ получения энергии.

Недостатки: низкая эффективность, зависимость от погодных условий.

III. Исследование нового материала.

Так Майкл Фарадей открыл явление электромагнитной индукции, то есть образование индукционного тока под воздействием переменного магнитного поля.

После открытия этого явления многие скептики, сомневаясь, спрашивали: “Какая от этого польза?”.

На что Фарадей ответил: “Какую пользу может принести новорожденный ребенок?”.

Прошло чуть более полувека, и, по словам американского физика Р. Фейнмана, “бесполезный новорожденный младенец превратился в чудесного гиганта и изменил лицо Земли так, как его гордый отец и представить себе не мог”.

И этот гопник, изменивший лицо Земли, – генератор.

Генератор – это устройство, преобразующее энергию того или иного вида в электричество. (Запишите определение в тетрадь).

Электричество вырабатывается в генераторах – Откройте учебник на страницах 174-175 на рисунках 137, 149. Прочитайте самостоятельно и запишите в тетрадь, как устроен генератор и каковы его основные части.

В настоящее время существуют различные модификации индукционных генераторов. Однако все они состоят из одних и тех же частей – магнита или электромагнита, создающего магнитное поле, и обмотки, в которой индуцируется ток.

Обратите внимание, в этом случае проволочная рамка, которая является ротором, вращается, а магнитное поле создается неподвижным постоянным магнитом.

Обратите внимание, что в этом случае постоянный магнит вращается, а неподвижная рамка…

На последнем уроке лабораторной работы вы установили связь между направлением индукционного тока в цепи и направлением движения магнита.

Электрический ток, модуль и направление которого периодически изменяются во времени, называется переменным током.

Переменный ток: Периодически изменяющийся во времени

– В чем преимущество электричества перед другими видами энергии?

Он может передаваться по проводам в любой населенный пункт;

Он может быть легко преобразован в любую форму энергии;

Его можно легко получить из других видов энергии;

Какие виды энергии могут быть преобразованы в электричество?

Где производится электроэнергия?

В зависимости от типа преобразуемой энергии электростанции бывают:

Какие виды энергии преобразуются от источника энергии – топлива – до конечного использования на теплоэлектростанции?

Какие виды энергии преобразуются на гидроэлектростанции? (независимо)

(сделать запись в справочнике)

Генератор переменного тока.

Произведенная электроэнергия направляется потребителю. Как вы думаете, кто является основным потребителем электроэнергии?

Промышленность (почти 70%)

Домашние хозяйства

Поэтому электромеханические генераторы индукционного тока.

Они практически обеспечивают всю потребляемую энергию. Какие особенности, преимущества и недостатки они имеют, мы узнаем сегодня в этом уроке.

Следует сказать, что стандартная частота тока, используемого в осветительных сетях и промышленности в России и во всем мире, составляет 50 Гц, в США частота составляет 60 Гц.

Ответ:

– На гидроэлектростанциях – за счет потока падающей воды;

– На тепловых электростанциях – с помощью пара высокого давления и высокой температуры.

5. посмотрите видеоролик “Генерация переменного тока”.

Мы живем в 21 веке, и основой цивилизованной жизни, а значит, и научно-технического прогресса, является энергия, которая становится все более необходимой. Но именно здесь и возникает проблема. Можно назвать это проблемой “трех R”. Э »: Энергия + Экономика + Экология. Для процветающей экономики экономика требуется все больше и больше энергии энергия а увеличение производства энергии ведет к ухудшению состояния окружающей среды. экология Это также оказывает очень вредное воздействие на окружающую среду.

Энергетический сектор является одним из наиболее загрязняющих секторов экономики. Неразумный подход приводит к нарушению нормального функционирования всех компонентов биосферы (воздуха, воды, почвы, фауны и флоры), а в исключительных случаях, таких как Чернобыль, под угрозой оказывается сама жизнь. Поэтому наиболее важным должен быть подход с экологической позиции, учитывающий интересы не только настоящего, но и будущего.

Между тем, тепловые электростанции являются одним из основных источников загрязнения атмосферы твердыми частицами, оксидами серы и азота, а также углекислым газом, что способствует возникновению “парникового эффекта”. Над городами образуются так называемые “острова тепла”, вызванные повышенными выбросами энергии, которые нарушают нормальный ход атмосферных процессов. В городе Сургуте над водохранилищем ГРЭС-2 наблюдалось образование торнадо.

Сегодня необходимо внедрять ресурсосберегающие и безотходные технологии; переходить на чистые, альтернативные и неисчерпаемые источники энергии.

Строятся различные типы электростанций, геотермальные, ветряные и т.д.

IV. Закрепить знания, полученные во время урока.

1) Какой тип электрического тока называется переменным?

2. где используется переменный ток?

Независимо от типа электростанции, основным оборудованием в каждой электростанции является генератор.

Вопрос Что называется генератором?

Ответ: Генератор – это устройство, преобразующее энергию того или иного вида в электричество.

Вопрос : Перечислите основные части генератора.

Ответ: Ротор, статор.

Вопрос Вопрос : Фонари вдоль дороги стоят отдельно.

Десять герц – это частота переменного тока.

Кто ответит мне ясно, без тени смущения:

Используется ли этот ток для освещения?

Ответ: Нет .

V. Резюме.

Сегодня на этом уроке мы узнали, как работает генератор – внушительная конструкция из проводов, изоляционных материалов и стальной конструкции. Но, несмотря на огромные размеры, несколько метров в длину, самые важные детали генераторов изготавливаются с миллиметровой точностью. Нигде больше в природе нет такого сочетания движущихся частей, которые могли бы вырабатывать электроэнергию с такой же непрерывностью и эффективностью.

Проверка знаний – Проверьте своего соседа!

Теперь давайте проверим, насколько хорошо вы усвоили материал. На ваших столах лежит тест по теме нашего урока, используйте карандаш, чтобы записать правильный ответ. Если вы правильно ответили на 8 вопросов, вы получите 5, если вы правильно ответили на 6 или 7 вопросов, вы получите 4, а если вы правильно ответили на 4 или 5 вопросов, вы получите 3.

Тест: Производство электроэнергии. Ф-9

На каком явлении основан электромеханический индукционный генератор переменного тока?

Производство электроэнергии.

Меняющееся во времени магнитное поле может быть источником…

Переменный ток генерируется при .

Промышленная частота переменного тока, используемая в России, составляет .

Для обнаружения наличия индукционного тока в рамке, вращающейся в магнитном поле, необходимо подключить …

Простейшим генератором переменного тока является .

Делайте отметки в бортовом журнале

VI. Домашнее задание:

Основной материал § 50. (Учебник “Физика”, 9 класс. А.В. Перышкин, Е.М. Гутник. ) Инструкция 40(2).

Спасибо за внимание. Хорошего дня. До свидания.

Выбранный документ для отображения Листы преобразования энергии.docx

Какие виды энергии могут быть преобразованы в электричество?

Какие виды энергии преобразуются от источника энергии – топлива – до его конечного использования на ТЭС?

Какие виды энергии преобразуются на гидроэлектростанции?

Какие виды энергии могут быть преобразованы в электричество?

Какие виды энергии преобразуются от источника энергии-топлива до его конечного использования на ТЭС?

Какие виды электроэнергии производятся генераторами на электростанциях?

Тест. Производство и передача электроэнергии. Трансформатор.

Какой вид топлива сжигается на тепловых электростанциях?

Варианты ответов

• масло
• газ
• уголь
• уран

Вопрос 2

Что является топливом на атомных электростанциях?

Варианты ответов

• масло
• газ
• уголь
• уран

Вопрос 3

Какой тип энергии преобразуется в электричество на гидроэлектростанциях?

Варианты ответов

• Внутренняя энергия топлива
• Механическая энергия падающей воды
• Энергия радиоактивного распада
• Ни один из ответов не является правильным

Вопрос 4

Какой тип электроэнергии вырабатывается генераторами электростанции?

Варианты ответов

• Постоянная
• Чередование
• Синхронный
• Синхронный

Вопрос 5

На каком явлении основана работа генератора переменного тока?

Варианты ответов

• Электромагнитная индукция
• Электромагнитный вычет
• Электрическая индукция
• Магнитная индукция

Вопрос 6

Какое устройство позволяет повышать или понижать напряжение переменного тока практически без потерь?

Варианты ответов

• Генератор
• Трансформатор
• Карбюратор
• Дроссельная заслонка

Вопрос 7

Какие существуют типы трансформаторов?

Варианты ответов

• Увеличение
• Стабилизация
• Компенсация
• Сторона опускания

Вопрос 8

Почему для передачи данных на большие расстояния необходимо значительно увеличивать напряжение?

Варианты ответов

• Это исторически определено
• Поскольку это международный стандарт
• Для снижения потерь тепла в проводнике
• Поскольку электрические кабели “работают” только при более высоком напряжении

Вопрос 9

Какое напряжение используется в бытовых электроустановках (школа, квартира и т.д.) в России

Варианты ответов

• 220 В
• 220 кВ
• 127 В
• 12 В

Вопрос 10

Во сколько раз уменьшатся потери тепла в проводнике, если напряжение увеличить в 100 раз?

Варианты ответов

• В 100
• В 1000
• В 10000
• Потери не будут уменьшены

Вопрос 11

Трансформатор с 1000 витками в первичной обмотке повышает напряжение с 220 В до 880 В. Что такое коэффициент трансформации? Сколько витков имеется во вторичной обмотке? Какая обмотка имеет большее сечение провода?

Читайте далее:

• ГОСТ 21888-82 (IEC 276-68, IEC 560-77) Щетки, щеткодержатели, коллекторы и контактные кольца электрических машин. Термины и определения (с изменениями N 1) от 30 марта 1982 года.
• Шаговые двигатели: свойства и практические схемы управления. Часть 2.
• 1 Понятие электромагнитного поля и его различные проявления. Материальность – Работа в школе.
• Машина постоянного тока – принцип работы.
• Асинхронный электродвигатель – конструкция, принцип работы, типы асинхронных двигателей.
• Рабочие характеристики асинхронного двигателя; Школа для электриков: электротехника и электроника.
• Проектирование коллекторной машины постоянного тока; Студопедия.