ЗВІДКИ БЕРЕТЬСЯ У генератора ЕЛЕКТРИКА?
У природі є таке явище: магнітна індукція.
Якщо в магнітному полі переміщується провідник, то в ньому виникає електрорушійна сила (ЕРС) і на його кінцях виникає невелика електрична напруга (електрони, содержашийся в металі, під дією ЕРС перетікають до одного з кінців провідника).
Один кінець провідника заряджається позитивно, інший - негативно.
Такий же ефект буде, якщо провідник не рухається, але змінюється сила магнітного поля, в якому він знаходиться.
Ще сильніше ефект проявляється, якщо в постійному магнітному полі обертається рамка з провідника.
При повороті рамки змінюється магнітний потік, що проходить через рамку.
Можна рамку не обертається, а міняти туди-сюди силу магнітного поля. Ефект буде той же.
При обертанні рамки в постійному магнітному полі в ній створюється ЗМІННА ЕРС (яка змінює своє напрввленіе на протилежне при кожному повороті рамки на 180 градусів).
Величина створюваної в провіднику ЕРС залежить:
1 Від сили магнітного поля
2 Від швидкості зміни магнітного поля.
Чим швидше змінюється поле - тим більше ЕРС.
Чим сильніше саме поле - тим більше ЕРС.
Якщо до кінців такий рамки підключити лампочку (замкнути ланцюг), то в рамці під дією індукованої ЕРС потече струм (електрони в металі почнуть переміщатися по замкнутому ланцюзі і нагрівати нитка розжарення в лампі). Струм буде так само змінним, як і ЕРС.
Як тільки з'явиться струм, він тут же створить навколо рамки власне магнітне поле, яке стане чинити опір обертанню рамки, взаємодіючи з магнітним полем від магнітів.
Чим могутніше лампочка - тим більше струм - тим сильніше власне магнітне поле рамки - тим сильніше рамка пручається обертанню - тим більше сил потрібно витрачати на обертання рамки.
Тобто чим Мошни навантаження, підключена до генератора - тим більше потужності потрібно витрачати на його обертання.
У справжніх промислових генераторах, і в маленьких і в дуже великих, роль рамки з провідника виконують десятки котушок з тисячами витків дроту, а магнітне поле створюється або потужними постійними магнітами, або електромагнітами з порушенням від зовнішнього джерела струму.
Електромагніти дозволяють створити дуже сильне магнітне поле, набагато сильніше, ніж найпотужніші постійні магніти. Причому силу цього поля можна регулювати за бажанням, змінюючи силу струму збудження.
У промислових генераторах змінного струму рамки з провідників (численні котушки) розташовані на нерухомому корпусі генератора (статорі), а магніти (постійні або електричні) розташовані на деталі, що обертається генератора (роторі). При обертанні ротора різнополярні магніти рухаються повз котушок, створюючи в них меняющ магнітне поле, яке створює в котушках ЕРС.
Змінний струм - це струм, який періодично, зазвичай за синусоїдальним законом, змінює свій напрямок на протилежне. У промислових і побутових електромережах в Росії ток змінює напрямок 100 раз в секунду (з частотою 50 Герц).
Промислові генератори на електростанціях Росії генерують змінний струм з частотою 50 Герц, напругою від 630 до 24 000 Вольт і потужністю від 1 500 до 1 500 000 кіловат. Швидкість обертання ротора у них зазвичай 3000 оборотів в хвилину (50 оборотів в секунду). У деяких моделях швидкість обертання 1500 оборотів в хвилину.
Для передачі електроенергії на великі відстані, щоб знизити втрати на нагрів проводів, потрібно зменшувати струм. Щоб при цьому зберегти потужність - потрібно підвищувати напругу. Для цього застосовуються спеціальні пристрої - трансформатори. Напруга в лініях електропередач може бути вiд 6 000 Вольт до 1 500 000 Вольт. Щоб електроенергією можна було безпечно користуватися, потрібно знизити її напруга. Для цього так само застосовуються трансформатори, що знижують напругу і збільшують силу струму.
Напруга в домашній мережі знижений до 220 Вольт. А в мережах трамваїв, тролейбусів і в метро напруга знижують до 500 або до 850 вольт.
Для залізничного транспорту напруга знижують не надто сильно - до 25 000 Вольт.
Якщо залізниця використовує постійний струм, то його напруга можна робити не таким великим - 3 000 Вольт.
За допомогою трансформаторів можна перетворювати ТІЛЬКИ ПЕРЕМІННИЙ струм.
Ще бувають генератори постійного струму. Вони влаштовані набагато складніше.
Постійний струм може бути пульсуючим (змінює силу), але він ніколи не змінює свого напрямку.
Постійний струм можна отримати або за допомогою особливого генератора постійного струму, або шляхом перетворення змінного струму в постійний за допомогою спеціального пристрою - випрямляча.