Номер 3, страница 212 - гдз по физике 10 класс учебник Закирова, Аширов

3. В чем различие индукционного генератора переменного тока от генератора постоянного тока?

3. Основной принцип работы как индукционного генератора переменного тока (альтернатора), так и генератора постоянного тока (динамо-машины) одинаков — это явление электромагнитной индукции. В обоих случаях электродвижущая сила (ЭДС) индуцируется во вращающейся в магнитном поле рамке (роторе). Важно понимать, что в самой вращающейся рамке изначально всегда возникает переменный по направлению ток, так как при ее вращении периодически меняется направление, в котором стороны рамки пересекают силовые линии магнитного поля.

Ключевое различие между этими двумя типами генераторов заключается в устройстве, которое снимает (собирает) сгенерированный ток с вращающейся рамки и подает его во внешнюю цепь.

Генератор переменного тока:
В генераторе переменного тока для съема тока используются контактные кольца (или скользящие кольца). Это два цельных металлических кольца, изолированных друг от друга и от вала ротора. Каждый конец обмотки ротора подсоединен к своему кольцу. Неподвижные щетки (обычно угольные) прижаты к этим кольцам и подключаются к внешней цепи. Когда рамка вращается, индуцированный в ней ток меняет свое направление каждые пол-оборота. Поскольку щетки постоянно контактируют с одними и теми же кольцами, это переменное напряжение (и ток) передается во внешнюю цепь без изменений. На выходе получается синусоидальный переменный ток.

Генератор постоянного тока:
В генераторе постоянного тока используется коллектор (или коммутатор). Это не цельные кольца, а одно кольцо, разделенное на две (или более) изолированные друг от друга половины — полукольца (ламели). Каждый конец обмотки ротора присоединен к своему полукольцу. Щетки расположены так, что в момент, когда направление тока в рамке должно измениться на противоположное, они переходят с одного полукольца на другое. Таким образом, коллектор работает как механический выпрямитель: он переключает подключение внешней цепи к обмотке ротора каждые пол-оборота. В результате, хотя в самой рамке ток по-прежнему переменный, во внешней цепи он всегда течет в одном направлении. На выходе получается пульсирующий, но однонаправленный (постоянный) ток. Для сглаживания пульсаций в более сложных генераторах постоянного тока используют многосекционные коллекторы и несколько обмоток на роторе.

Таким образом, главное конструктивное и функциональное различие — это наличие у генератора переменного тока контактных колец, а у генератора постоянного тока — коллектора (коммутатора), который выполняет функцию выпрямления тока.

Ответ: Основное различие между индукционным генератором переменного тока и генератором постоянного тока заключается в конструкции токосъемного узла. В генераторе переменного тока используются контактные кольца, которые передают вырабатываемый переменный ток во внешнюю цепь без изменений. В генераторе постоянного тока используется коллектор (коммутатор в виде разделенных полуколец), который действует как механический выпрямитель, преобразуя переменный ток, индуцированный в роторе, в пульсирующий постоянный ток во внешней цепи.