ЭЛЕКТРИЧЕСТВО В НАШЕЙ ЖИЗНИ

КАК УСТРОЕНЫ ГЕНЕРАТОРЫ И МОТОРЫ

А рисунке 4 изображена проволочная рамка, укреп­лённая на изолированной оси между полюсами маг­нитов, то-есть в магнитном поле. Начнём вращать рамку. При своём движении она будет пересекать магнитное поле. Благодаря этому в ней возникнет электрический ток, который через укреплённые на оси кольца и прижатые к ним пластинки—«щётки» можно подвести к лампочке.

Устанавливаемые на электростанциях мощные генера­торы электрического тока (рис. 5) построены в общем на этом принципе. В их устройстве, однако, имеется ряд осо­бенностей. Так проволочная обмотка, в которой наво­дится («индуктируется») ток, расположена на неподвижной

Части генератора — ста­торе. Магнитное поле создаётся не постоянными стальными магнитами, а электромагнитами

— проволочными обмотка­ми, в которые ток подаёт­ся от отдельного источ­ника. Эти служащие маг­нитом обмотки навиты на роторе — вращающейся части генератора, укреп­лённом на оси внутри ста­тора. Зазор между рото­ром и статором измеряется несколькими миллиметра­ми. Ток, поступающий от отдельного источника в об­мотки ротора, создаёт в

Рис. 4. Схема генератора пере - этом зазоре сильное маг*

Нитное поле. При враще­нии ротора магнитное поле

Вращается вместе с ним и пересекает обмотки статора, в которых и наводится ток. Вращение ротора производит турбина, расположенная на общем валу с ротором гене­ратора. На тепловых электростанциях применяются тур­бины, вращаемые энергией пара, — это паровые турбины. На гидроэлектростанциях турбины приводятся во враще­ние силой падающей воды — это гидротурбины.

От статоров генераторов электрический ток отводят на так называемые «сборные шины». От этих шин ток рас­пределяется местным, близрасположенным потребителям или передаётся по линиям электропередачи на дальнее расстояние.

Обратимся снова к рисунку 4. За один оборот стороны проволочной рамки попеременно будут находиться то под северным, то под южным полюсами магнита. По этой
причине в течение одного оборота рамки ток в чей будет дважды изменять своё направление. Это и есть пере­менный ток, или ток переменного направления.

Для работы приборов, в которых электрическая энер­гия преобразуется в тепловую, — лампочек накаливания, плиток и других нагревательных приборов — не имеет

Значения, питаются ли они электрическим током постоян­ного или переменного направления. Имеются электриче­ские моторы, которые также питаются переменным элек­трическим током. Но применение переменного электриче­ского тока невозможно для химических производств и довольно сложно для электрической тяги — трамваев, троллейбусов, метро, электрических поездов. Постоянный ток нужен для получения из растворов химических ве­ществ. Моторы постоянного тока позволяют точнее регу­лировать скорость вращения валов, следовательно, регули­ровать скорость движения тяговых устройств. Поэтому крайне необходимы и машины постоянного тока.

Чтобы понять устройство машин постоянного тока (ди­намо), обратимся к рисунку 6. Мы видим ту же проволоч­ную рамку, вращающуюся между полюсами магнита. Отличие — в креплении концов рамки. Раньше концы рамки припаивались каждый к своему отдельному коль­цу. Теперь концы рамки присоединены к половинкам
одного, но разрезанного пополам кольца. Когда верхняя часть рамки окажется внизу, она будет своим полуколь­цом касаться уже нижней щётки. Понятно, что через эту щётку пойдёт ток прежнего направления. Точно тцк же будет сохранено направление тока и в верхней щётке, когда её достигнет часть рамки, бывшая прежде внизу. Благодаря такому устройству каждая из присоединённых

К полукольцам щёток всё время сохраняет свою по­лярность, и ток во внеш­ней цепи не изменяет своего направления, то - есть остаётся посто­янны м.

Устройство машин по­стоянного тока (рис. 7) соответствует схеме на рисунке 6.

Источники постоянно­го тока (динамо) и элект­родвигатели (моторы) по­стоянного тока устроены совершенно одинаково.

Внутренней вращаю­щейся частью (ротором) является «якорь» — ба­рабан, на котором закре­плён целый ряд проволоч­ных рамок. Концы рамок присоединены к своим от­резкам кольца, образующим пластинчатый коллектор, по которому скользят щётки. «Якорь» вращается внутри ста­тора, который представляет собой станину с несколькими парами полюсных наконечников. На эти наконечники на­девается обмотка возбуждения для создания магнитного поля (постоянные магниты применяют очень редко).

Из того факта, что «моторы» и «динамо» постоянного тока имеют одинаковое устройство, можно сделать вы­вод, что одна и та же машина может быть и источником тока, и его потребителем. В самом деле, если вращать якорь машины от турбины, то в его обмотке будет наво-

Диться ток. Это будет динамо. Если же в якорь подать ток от другого источника, то он благодаря взаимодейст­вию с магнитным полем обмотки возбуждения будет сам вращаться. Получится электромотор.

Это и называется «обратимостью электрических машин». Замечательное свойство обратимости электриче­ских машин открыли более ста лет назад русские акаде-

Мики и выдающиеся учёные — электротехники Б. С. Яко­би и Э. X. Ленц. Огромный вклад в создание электриче­ских машин внесли также русские учёные П. Н. Яблоч­ков, А. Г. Столетов и другие.