Номер 62.2, страница 218 - гдз по физике 7-9 класс сборник задач Лукашик, Иванова

Глава 8. Магнитные и электромагнитные явления. Параграф 62. Переменный ток. Трансформаторы - номер 62.2, страница 218.

Условие.

Рис. VIII-28

62.2 [н] Что является источником магнитного поля в современных электромеханических генераторах? Что представляет собой ротор и что — статор? Опишите превращения энергии при работе современного генератора переменного тока.

Решение.

Решение 4.

Решение 7.

Что является источником магнитного поля в современных электромеханических генераторах? В современных мощных электромеханических генераторах переменного тока источником магнитного поля является электромагнит. Он состоит из сердечника, изготовленного из магнитомягкой стали, и обмотки возбуждения, по которой пропускают постоянный ток. Использование электромагнитов вместо постоянных магнитов позволяет создавать значительно более сильные и, что важно, регулируемые магнитные поля, необходимые для выработки больших мощностей. Постоянные магниты не могут обеспечить требуемую индукцию магнитного поля и со временем могут терять свои магнитные свойства. Ток для питания обмотки возбуждения (ток возбуждения) обычно вырабатывается отдельным генератором постоянного тока, который называется возбудителем. Ответ: Источником магнитного поля в современных электромеханических генераторах является электромагнит, представляющий собой катушку с током (обмотку возбуждения), насаженную на стальной сердечник.

Что представляет собой ротор и что — статор?Статор (от лат. stator — стоящий) — это неподвижная часть генератора. В его пазах располагается обмотка (или обмотки), в которой индуцируется электродвижущая сила (ЭДС). У промышленных генераторов переменного тока обмотка статора состоит из трех частей, сдвинутых друг относительно друга на 120°, что позволяет получать трехфазный ток. Именно со статора снимается вырабатываемая электрическая энергия. Ротор (от лат. roto — вращаюсь) — это вращающаяся часть генератора. В синхронных генераторах, которые являются основным типом генераторов на электростанциях, ротор представляет собой электромагнит (или систему электромагнитов), создающий вращающееся магнитное поле. Ротор приводится во вращение внешним двигателем (например, паровой или гидравлической турбиной). Такая конструкция, где электромагнит вращается, а силовая обмотка неподвижна, более удобна для мощных генераторов, так как позволяет легко отводить большой ток от неподвижного статора и обеспечивает лучшую изоляцию высоковольтной обмотки. Ответ: Статор — неподвижная часть генератора, содержащая обмотку, в которой наводится ЭДС. Ротор — вращающаяся часть генератора, которая в современных генераторах является электромагнитом, создающим магнитное поле.

Опишите превращения энергии при работе современного генератора переменного тока. Работа генератора переменного тока основана на явлении электромагнитной индукции и представляет собой процесс преобразования механической энергии в электрическую. Внешний источник (например, турбина на электростанции) совершает механическую работу, вращая ротор генератора, сообщая ему механическую энергию. Внутри генератора эта механическая энергия вращения ротора-электромагнита преобразуется в энергию переменного электрического тока. Вращающееся магнитное поле ротора пересекает витки неподвижной обмотки статора, индуцируя в ней переменную ЭДС, которая создает переменный ток во внешней цепи. В процессе работы часть энергии неизбежно теряется, превращаясь во внутреннюю энергию (теплоту). Основные потери происходят из-за нагревания обмоток при прохождении по ним тока (джоулево тепло), потерь на перемагничивание сердечников и потерь на вихревые токи в стальных сердечниках, а также механических потерь на трение. Таким образом, основное превращение энергии в генераторе можно описать схемой: механическая энергия $\rightarrow$ электрическая энергия + внутренняя энергия (теплота). Ответ: При работе генератора переменного тока механическая энергия, затрачиваемая на вращение его ротора, преобразуется в электрическую энергию переменного тока. Часть механической энергии также переходит во внутреннюю энергию (теплоту) из-за потерь.