Машина преобразующая электрическую энергию в механическую называется

Содержание

машина, преобразующая механическую энергию в электрическую

• аппарат, вырабатывающий элетрическую энергию

• устройство, аппарат, машина, вырабатывающие какой-либо продукт или энергию

• узел под капотом, задача которого — заряжать аккумулятор

• машина для превращения механической энергии в электрическую

• как по латыни называется бык-производитель, да и вообще любой производитель?

• машина для выработки энергии

• механизм для выработки электроэнергии

• поставщик электрического тока

• Преобразователь одного вида энергии в другой

• Аппарат, вырабатывающий элетрическую энергию

• Устройство, аппарат, машина, вырабатывающие какой-л. продукт или энергию

Электрические машины преобразуют механическую энергию в электрическую и, наоборот, электрическую энергию в механическую. Машины, преобразующие механическую энергию в электрическую, называются генераторами. Машины, преобразующие электрическую энергию в механическую, называются двигателями.

Как правило электрическую машину можно использовать и как генератор и как двигатель. Свойство изменять направление преобразования энергии называется обратимостью машины.

Электрические машины делятся на машины постоянного и переменного тока. Машины переменного тока могут быть одно- и многофазными. Наиболее широко применяются трехфазные синхронные и асинхронные машины, а также коллекторные машины переменного тока.

Принцип действия электрической машины основан на использовании законов электромагнитной индукции и электромагнитных сил.

Если в магнитное поле (рис. 2.1) поместить проводник и под действием определенной силы F₁ перемещать его перпендикулярно магнитным линиям , то в нем возникает электродвижущая сила (ЭДС)

где B – магнитная индукция в месте нахождения проводника, l – активная длина проводника (длина той его части, которая находится в магнитном поле), v – скорость перемещения проводника. Направление ЭДС (на рисунке за плоскость чертежа), можно определить в соответствии с правилом правой руки.

Если расположить ладонь правой руки перпендикулярно магнитным линиям так, чтобы линии входили в ладонь, а большой палец, отставленный в сторону, направить по движению проводника, то вытянутые пальцы ладони будут указывать направление индуктированной ЭДС.

Если проводник перемещается под углом α к направлению магнитных линий поля, то

ЭДС в проводнике будет индуктироваться и в том случае, когда проводник неподвижный, а перемещается магнитное поле полюсов.

Рисунок 2.1 – Схема, поясняющая принцип действия электрической машины.

Если проводник замкнуть на приемник энергии то в замкнутой цепи под действием ЭДС возникнет ток I, направление которого совпадает с направлением ЭДС в проводнике. Вследствие взаимодействия тока в проводнике с магнитным полем возникает электромагнитная сила

направление которой удобно определять по правилу левой руки.

Если расположить ладонь левой руки перпендикулярно магнитным линиям так, чтобы магнитные линии входили в ладонь, а вытянутые пальцы ладони направить по течению тока, то отставленный в сторону большой палец укажет направление силы, действующей на проводник.

Эта сила будет направлена противоположно силе F₁, которая перемещает проводник в магнитном поле.

Итак если в такой простейшей электрической машине механическая энергия, затрачиваемая на перемещение проводника, преобразуется в электрическую энергию, которая отдается приемнику энергии, то такая машина работает генератором. Та же простейшая электрическая машина может работать и двигателем. Если от внешнего источника энергии через проводник пропустить ток, то вследствие взаимодействия тока в проводнике с магнитным полем полюсов возникает электромагнитная сила F_e, под действием которой проводник будет перемещаться в магнитном поле, преодолевая силу торможения механического приемника энергии.

В электрических машинах как правило обеспечивается не поступательное, а вращательное движение проводников в магнитном поле. При этом электромагнитные силы, действующие на проводник, используются для получения вращающего момента.

Для увеличения ЭДС и электромагнитных сил электрические машины имеют обмотки с большим количеством витков, которые соединяются между собой так, чтобы ЭДС в них имели одинаковое направление и складывались.

Электрическая машина состоит из двух основных частей – статора и ротора. Статором называется неподвижная часть машины, ротором – ее вращающаяся часть. Обмотку электромагнита, создающего магнитное поле, называют обмоткой возбуждения, а ту часть машины, на которой она расположена — индуктором. Обмотку, в которой индуктируется напряжение, называют якорной обмоткой, а ту часть машины, на которой она расположена — якорем

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Лучшие изречения: Учись учиться, не учась! 10463 — | 7919 — или читать все.

В качестве энергоносителя в электрической машине может быть использовано как магнитное, так и электрическое поле. Машины, в которых для преобразования энергии используется магнитное поле, называются индуктивными, а те, в которых используется электрическое поле, — емкостными. Возможно также совместное использование магнитного и электрического полей. Такие машины называются индуктивно-емкостными.

На практике наибольшее распространение получили индуктивные машины.

Принято различать электромеханические преобразователи в зависимости от цели преобразования энергии на:

генераторы — источники электрической энергии;
электродвигатели — источники механической энергии;
специальные электрические машины — электромеханические преобразователи с более сложным целевым назначением

Области применения электрических машин

Современные электрические машины имеют самое разнообразное конструктивное исполнение и могут реализовывать различные роды напряжения и тока, а также различные виды движения — вращательное, колебательное, линейное и т.д. Диапазон мощностей современных электрических машин составляет 10 -17 — 10 9 Вт. На рисунке 1 показаны области распространения и зоны использования емкостных (график 1), индуктивно-емкостных (график 2) и индуктивных (график 3) электрических машин. Электрическая машина является весьма экономичным преобразователем энергии.

Рисунок 1 – Области распространения электрических машин

Для управления современными электрическими машинами используются сложные электронные системы, которые конструктивно объединяются с электромеханическим преобразователем и образуют так называемую электромеханотронную систему, выступающую как единый технический комплекс. Все это существенно расширяет функциональные возможности электрических машин и обеспечивает их широкое внедрение во все сферы производственной и бытовой деятельности человечества [1].

Основополагающие законы электромеханического преобразования энергии в индуктивных машинах

Закон Ампера

Согласно закону, установленному Ампером, на проводник с током в магнитном поле действует сила

где F – сила, Н,
I – сила тока, А,
– длина проводника, м,
B — магнитная индукция, Тл,
— угол между направлением тока и вектором магнитной индукции, град.

Направление этой силы определяется по правилу "левой руки".

Закон электромагнитной индукции Фарадея

Открытие электромагнитной индукции в 1831 году Фарадеем — одно из фундаментальных открытий в электродинамики. Максвеллу принадлежит следующая углубленная формулировка закона электромагнитной индукции:

Всякое изменение магнитного поля во времени возбуждает в окружающем пространстве электрическое поле. Циркуляция вектора напряженности E этого поля по любому неподвижному замкнутому контуру s определяется выражением [3] [4]

где E – напряженность электрического поля, В/м,
ds – элемент контура, м,
Ф — магнитный поток, Вб,
t — время, с

Электродвижущая сила индукции возникающая в замкнутом контуре, равна скорости изменения во времени потока магнитной индукции

где – электродвижущая сила индукции, В

Знак "-" показывает, что индукционный ток, возникающий в замкнутом проводящем контуре имеет такое направление, что создаваемое им магнитное поле противодействует тому изменению магнитного потока, которым был вызван данный ток.

Вращающиеся электрические машины

Вращающаяся электрическая машина — электротехническое устройство, предназначенное для преобразования энергии на основе электромагнитной индукции и взаимодействия магнитного поля с электрическим током, содержащее, по крайней мере, две части, участвующие в основном процессе преобразования и имеющие возможность вращаться или поворачиваться относительно друг друга [2].

Вращающаяся машина постоянного тока, или машина постоянного тока — вращающаяся электрическая машина, основной процесс преобразования энергии в которой обусловлен потреблением или генерированием только постоянного электрического тока.

Вращающаяся машина переменного тока — вращающаяся электрическая машина, основной процесс преобразования энергии в которой обусловлен потреблением или генерированием переменного электрического тока.

Виды вращающихся электрических машин

По характеру магнитного поля в основном воздушном зазоре

Одноименнополюсная машина — вращающаяся электрическая машина, у которой нормальная составляющая магнитной индукции во всех точках основного воздушного зазора имеет один и тот же знак.

Разноименнополюсная машина — вращающаяся электрическая машина, у которой нормальная составляющая магнитной индукции в различных участках основного воздушного зазора имеет разные знаки.

Явнополюсная машина — разноименнополюсная машина, в которой полюса выступают в сторону основного воздушного зазора.

Неявнополюсная машина — разноименнополюсная машина с равномерным основным воздушным зазором.