Номер 4, страница 89 - гдз по физике 11 класс учебник Касьянов

Вопросы. § 26. Генерирование переменного электрического тока. Глава 3. Электромагнетизм - номер 4, страница 89.

4. Объясните назначение гибких контактов (щёток) в генераторе переменного тока.

Гибкие контакты, или щётки, в генераторе переменного тока — это элементы, которые обеспечивают электрическую связь между неподвижной частью генератора (статором) и его вращающейся частью (ротором). Их конкретное назначение зависит от конструкции генератора.

Существует два основных типа конструкций генераторов переменного тока:

1. Генераторы с вращающимся электромагнитом (наиболее распространенный тип).

   В таких генераторах обмотка, создающая магнитное поле (обмотка возбуждения), находится на роторе, а силовая обмотка, в которой генерируется переменный ток (обмотка якоря), — на статоре. Для создания магнитного поля на обмотку возбуждения ротора необходимо подать постоянный ток. Поскольку ротор вращается, прямое проводное соединение невозможно.

   Именно для этой цели и служат щётки:

   • Они прижаты к специальным контактным кольцам (slip rings), расположенным на валу ротора.
   • Через щётки и контактные кольца постоянный ток от неподвижного источника питания (например, от регулятора напряжения) поступает на вращающуюся обмотку возбуждения.
   • Таким образом, основная функция щёток в этой конструкции — подвод постоянного тока для питания электромагнита ротора.

   Сам же вырабатываемый мощный переменный ток снимается напрямую с неподвижных обмоток статора, что является большим преимуществом, так как это позволяет избежать передачи больших токов через скользящие контакты.

2. Генераторы с вращающимся якорем (менее распространенный тип).

   В этой конструкции, наоборот, магнитное поле создается неподвижными магнитами на статоре, а обмотка якоря, в которой индуцируется переменный ток, вращается вместе с ротором.

   В этом случае назначение щёток — снимать сгенерированный переменный ток с вращающейся обмотки и передавать его через контактные кольца во внешнюю стационарную цепь (к потребителям).

Щётки называются "гибкими контактами", так как они устанавливаются в щеткодержателях с пружинами, которые обеспечивают их постоянное и надежное прижатие к контактным кольцам, компенсируя мелкие неровности и вибрации при вращении.

Ответ: Назначение гибких контактов (щёток) в генераторе переменного тока — обеспечивать непрерывную электрическую связь между вращающейся и неподвижной частями. В зависимости от конструкции они либо подводят постоянный ток к вращающемуся электромагниту (обмотке возбуждения), либо отводят сгенерированный переменный ток от вращающейся обмотки якоря во внешнюю цепь.