Номер 6, страница 37 - гдз по физике 11 класс учебник Туякбаев, Насохова

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

*6. Индукционный ток, возникающий в обмотках генератора, необходимо передать потребителю, то есть вывести во внешнюю электрическую цепь. Способ вывода тока зависит от того, в какой части генератора – подвижной (роторе) или неподвижной (статоре) – расположена обмотка, где генерируется ток (так называемая якорная обмотка).

Вариант 1: Якорная обмотка на статоре (наиболее распространенный случай для генераторов переменного тока).
В мощных промышленных генераторах переменного тока якорная обмотка, в которой индуцируется ток высокого напряжения и большой силы, располагается на неподвижном статоре. В этом случае вывод тока очень прост: концы обмоток статора напрямую подключаются к клеммам на корпусе генератора, а от них – к внешней цепи (например, к линиям электропередачи). Такое устройство более надежно и безопасно, так как не требует передачи больших токов и высоких напряжений через скользящие контакты.

Вариант 2: Якорная обмотка на роторе (характерно для генераторов постоянного тока и некоторых типов старых или маломощных генераторов переменного тока).
Когда ток генерируется во вращающейся обмотке ротора, для его вывода во внешнюю стационарную цепь используется специальный щеточно-коллекторный узел.
- Для вывода переменного тока: используются контактные кольца и щетки. Концы вращающейся обмотки присоединены к двум изолированным друг от друга сплошным металлическим кольцам, которые закреплены на валу ротора. К этим кольцам прижимаются неподвижные проводящие щетки (обычно из графита), соединенные с клеммами внешней цепи. При вращении ротора щетки скользят по кольцам, обеспечивая непрерывный электрический контакт и передавая переменный ток во внешнюю цепь.
- Для вывода постоянного тока: используется коллектор и щетки. Коллектор представляет собой не сплошные кольца, а цилиндр, разделенный на изолированные друг от друга медные пластины (ламели). Концы витков обмотки ротора подсоединяются к этим пластинам. Щетки расположены так, что в момент смены направления ЭДС в витке обмотки они переходят с одной пластины на другую. В результате этого механического переключения (коммутации) направление тока во внешней цепи остается постоянным (пульсирующим), хотя в самой обмотке ротора он переменный. Таким образом, коллектор выполняет функцию механического выпрямителя.

Ответ: Если ток генерируется в неподвижном статоре, его выводят во внешнюю цепь напрямую через стационарные клеммы. Если ток генерируется во вращающемся роторе, его выводят с помощью скользящих контактов: для переменного тока используют контактные кольца и щетки, а для постоянного тока – коллектор и щетки.