Електродвигуни і генератори – робота електричних машин

Кожен з нас знає, що якщо підключити до електродвигуна дроти і подати через них на нього напругу від джерела живлення, то мотор почне обертатися. Якщо цей електродвигун від’єднати від джерела живлення і до наявних проводам (приєднані до мотору) включити лампочки (електричне навантаження), а саму вісь електричного двигуна почати розкручувати, то лампочка почне світитися. У підсумку ми з електромотора отримали електрогенератор, який перетворює механічну енергію в електричну.

Вище описане демонструє можливість оборотності роботи електродвигуна і електричного генератора. Одне і теж пристрій легко може бути використано, як для перетворення механічної енергії в електричну, так і навпаки. Хоча все ж і перше, і друге електричний пристрій має свої специфічні особливості.

Робота електричних машин на основі електродвигуна – як ми пам’ятаємо з фізики, в основі принципу дії електричного двигуна лежить явище взаємного відштовхування магнітних полів ротора і статора. Статор являє собою нерухому частину електродвигуна, який може складатися або з постійних магнітів, або з обмотки статора, покладеної в спеціальних пазах магнітопроводу. А звідки виникають взаімоотталківающіеся магнітні поля? А ось звідки.

Якщо статор зроблений з постійних магнітів, то одне магнітне поле вже є. А ось друге поле виникає в роторі електродвигуна за коштами протікання електричного струму за наявними обмоткам ротора (і статора, в разі якщо він замість постійних магнітів містить обмотки). З фізики Ви повинні пам’ятати, що при протіканні електричного струму крізь провідник, навколо цього провідника утворюються електромагнітні поля. Причому, їх сила прямо залежить від сили струму, віддаленості від цього провідника, від «скупченості» дроти (розтягнутий провід або змотав в котушку).

Таким чином, виходить – є котушка і постійний магніт або котушка і котушка, які при протіканні через них електричного струму (подається від зовнішнього джерела електроживлення) починають відштовхуватися один від одного, оскільки діють утворилися навколо них магнітні поля. У підсумку маємо – магнітне поле статора діє на магнітне поле ротора, а в результаті починає обертатися вісь електродвигуна.

Робота електричних машин на основі генератора – принцип дії електрогенератора протилежний роботі електродвигуна. А саме: якщо в електричному двигуні при протіканні струму (негативних заряджених частинок – електронів) по обмоткам породжувало магнітне поле навколо цієї обмотки, то в електричному генераторі для того що б створити електричний потік електронів усередині котушки (а також різниця потенціалів на клемах двигуна), а саме, змусити електрони рухатися впорядковано необхідна наявність рухомого магнітного потоку через цю котушку.

Фізика стверджує, що якщо через електричний провідник (котушку) пропустити магнітне поле, то цей магнітний потік змусить зміститися вільні електрони на кінці провідника. Але вони змістяться не назавжди, а лише на той момент часу поки рухається магнітний потік крізь провідник. При подібному зсуві негативних заряджених частинок виникає електрорушійна сила ЕРС (напруга).

Подібне явище отримала назву індукції. Слід зауважити, що цей ефект (наведення ЕРС в провіднику) виникає і триває в тому випадку, коли провідник (котушка) не просто пронизаний магнітним полем, а це поле постійно рухається крізь провідник. В результаті і отримуємо, у генератора при обертанні його осі йде постійний вплив магнітного потоку на обмотки, на яких і виникає ЕРС.

Посилання на основну публікацію