Номер 7, страница 50, часть 1 - гдз по физике 11 класс учебник Туякбаев, Насохова

*7. Объясните, как можно вывести индукционный ток во внешнюю цепь.

*7. Чтобы вывести индукционный ток во внешнюю цепь, необходимо создать устройство, в котором происходит явление электромагнитной индукции, и предусмотреть способ подключения этого устройства к внешней нагрузке, например, к лампочке. Этот принцип лежит в основе работы электрических генераторов.

Явление электромагнитной индукции заключается в возникновении электродвижущей силы (ЭДС) в замкнутом проводящем контуре при изменении магнитного потока, пронизывающего этот контур. Величина индуцированной ЭДС определяется законом Фарадея: $ \mathcal{E}_{i} = - \frac{\Delta\Phi}{\Delta t} $. Если контур замкнут на внешнюю цепь, то в ней потечет индукционный ток.

Практически это реализуется в генераторе. Основная идея — обеспечить непрерывное изменение магнитного потока и одновременно иметь надежный электрический контакт с внешней цепью. Обычно для этого используется вращающаяся в магнитном поле проводящая рамка (или катушка). Поскольку рамка вращается, а внешняя цепь неподвижна, для их соединения применяют систему скользящих контактов. В зависимости от конструкции этих контактов можно получать переменный или постоянный ток.

Для вывода переменного тока концы вращающейся рамки подсоединяют к двум сплошным металлическим кольцам, вращающимся вместе с ней. К этим кольцам прижимаются неподвижные проводящие щетки (чаще всего графитовые). Щетки соединены с клеммами внешней цепи. При вращении рамки в ней возникает переменная по направлению ЭДС, и через кольца и щетки во внешнюю цепь поступает переменный ток.

Для вывода постоянного тока вместо двух колец используется коллектор — одно кольцо, разрезанное на два изолированных друг от друга полукольца. Каждый конец рамки припаян к своему полукольцу. Щетки также прижаты к коллектору. В тот момент, когда направление ЭДС в рамке меняется на противоположное (каждые пол-оборота), щетки переходят с одного полукольца на другое. Благодаря такому переключению, направление тока во внешней цепи сохраняется, хотя его величина и пульсирует. Это позволяет получить на выходе постоянный (пульсирующий) ток.

Таким образом, ключевым элементом для вывода индукционного тока во внешнюю цепь является использование скользящих контактов (щеток), которые соединяют движущуюся часть генератора (ротор с обмоткой) со стационарной внешней нагрузкой.

Ответ: Индукционный ток можно вывести во внешнюю цепь с помощью генератора, в котором проводящая рамка вращается в магнитном поле (или наоборот). Для передачи тока от вращающейся рамки к неподвижной внешней цепи используется система скользящих контактов: для получения переменного тока — это контактные кольца и щетки, а для получения постоянного (пульсирующего) тока — коллектор (полукольца) и щетки.