Електричні машини та апарати

Що представляють люди, коли чують вислів – електричні машини? Швидше за все, щось рухомі і працює від електричної енергії. Вірно. Значить, електричні машини – є електромеханічними пристроями, що здатні перетворювати енергію електрики в механічну енергію і навпаки. Думаю, не складно буде уявити, які електротехнічні пристрої можна віднести до електричних машин – це всі види електрогенераторів, електродвигунів і трансформаторів (розмова особлива).

Більшості населення нашого часу відомо: електричні двигуна, це якісь технічні пристрої, що здатні обертатися при приєднанні до них силових проводів і безпосередньої подачі на них електричної напруги (пропускання крізь внутрішню котушку електродвигуна струму). Електричні генератори, в цілому, це ті ж електричні двигуни, тільки вони самі здатні виробляти електричну енергію, за умови, що їх постійно і примусово обертати (механічна енергія, перетворюючи в електричну).

В основі принципу дії електричних машин закладені наступні явища: виникнення електричного потоку електронів в провіднику під дією магнітного поля. І зворотний процес, поява взаімоотталківающіеся магнітних полів, при проходженні електричного струму крізь провідник. Тобто, що б зрозуміти роботу електричних машин, давайте з Вами подивимося всередину процесів, що відбуваються.

З курсів фізики та хімії ми пам’ятаємо, що метал є безліч маленьких частинок (атомів). Вони міцно тримаються один за одного під дією внутрішніх сил. Кожен такий атом має всередині себе ядро ​​(об’єднані протони і нейрони) навколо якого на дуже високих швидкостях носяться електрони (негативно заряджені частинки). Електрони (в металах), що знаходяться далі за всіх від ядра, мають можливість відриватися і переходити на сусідні атоми металу. Ці електрони були названі – вільними.

Кожен з електронів володіє полями (магнітні та електричні). Поля виступають в ролі якихось посередників при взаємодії електронів один з одним. Поля двох електронів (якщо вони мають однаковий вигляд заряду – позитивний чи негативний) будуть відштовхуватися один від одного, тим самим не даючи шансу наблизитися електронам на більш близьку відстань. Ну, а якщо таких заряджених частинок велика кількість, то і сила їх взаємного відштовхування буде великий. Також для електричних машин використовується саме магнітне поле. Воно є в магніті, і виникає навколо рухаються.

Тобто, у нас є металевий дріт, в нёй є багато вільних електронів, кожен з яких має навколо себе електромагнітні поля. Якщо ми візьмемо простий магніт, навколо якого є магнітне поле і, далі його наблизимо до дроту, то магнітне поле постійного магніту почне діяти на поля електронів. В результаті механічний рух нашої руки з магнітом перейде в електричне рух негативних заряджених частинок усередині металевого дроту (принцип роботи електричного генератора). І на оборот, якщо створити електричний струм в проводі, то магнітне поле навколо мідного дроту буде впливати на магніт, що перебувати в руці (принцип роботи електричного двигуна).

Тепер поговоримо про трансформаторі. Електричний трансформатор, в принципі, важко назвати електричної машиною, так як він не застосовує у своїй роботі механічних рухів і, тим самим, не відповідає нашим визначенням. Як нам відомо, електричний силовий трансформатор перетворює напругу і струм в магнітне поле (магнітний потік в сердечнику трансформатора), а потім, навпаки, в струм і напруга.

Але внутрішні процеси (електромагнітні), які виникають в трансформаторах, абсолютно аналогічні тим процесам, що протікають при роботі електричних машин. До того ж, як трансформаторів, так і електричним машинам властива ідентична природа енергетичних і електромагнітних процесів, що існують при роботі провідника з електричним струмом і магнітного поля. З цього трансформатори відносять до електричних машин.

Посилання на основну публікацію