Номер 2, страница 145, часть 2 - гдз по физике 8 класс учебник Белага, Воронцова

Часть 2. Глава 8. Электромагнитные явления. Параграф 82. Генератор постоянного тока. Вопросы и задания - номер 2, страница 145.

Условие.

2. На чём основан принцип работы генератора постоянного тока?

Решение.

Принцип работы генератора постоянного тока основан на явлении электромагнитной индукции. Это явление заключается в возникновении электродвижущей силы (ЭДС) в замкнутом проводящем контуре при изменении магнитного потока, пронизывающего этот контур.

Основными частями генератора являются:

• Статор (индуктор) — неподвижная часть, которая создает постоянное магнитное поле. Это могут быть постоянные магниты или электромагниты.
• Ротор (якорь) — вращающаяся часть, на которой расположена обмотка из проводников.
• Коллектор — специальное устройство, состоящее из изолированных друг от друга медных пластин. Коллектор вращается вместе с якорем.
• Щётки — неподвижные контакты (обычно графитовые), которые прижаты к коллектору и служат для отвода электрического тока во внешнюю цепь.

Процесс генерации тока происходит следующим образом:

1. При вращении якоря в магнитном поле статора его обмотки пересекают магнитные силовые линии.
2. Согласно закону электромагнитной индукции Фарадея, в проводниках обмотки якоря наводится ЭДС. Величина этой ЭДС пропорциональна скорости изменения магнитного потока: $ \mathcal{E} = -\frac{d\Phi}{dt} $.
3. Так как каждая сторона рамки якоря за один оборот проходит через северный и южный полюса магнита, направление индуцированной ЭДС (и тока) в обмотке меняется. Таким образом, в самой обмотке якоря генерируется переменный ток.
4. Ключевую роль в преобразовании переменного тока в постоянный играет коллектор. В тот самый момент, когда направление тока в обмотке якоря меняется на противоположное, вращающийся коллектор переключает концы обмотки, подключая их к щеткам таким образом, что направление тока во внешней цепи остается неизменным. Коллектор работает как механический выпрямитель.

В результате на выходе генератора получается пульсирующий, но однонаправленный (постоянный) ток. Для уменьшения пульсаций в практических конструкциях используют несколько обмоток на якоре и, соответственно, большее число пластин на коллекторе.

Ответ: Принцип работы генератора постоянного тока основан на явлении электромагнитной индукции, в соответствии с которым в проводнике, движущемся в магнитном поле, наводится ЭДС. Преобразование переменной ЭДС, возникающей в обмотке якоря, в постоянный ток для внешней цепи осуществляется с помощью механического выпрямителя — коллектора.