Характеристики и принцип работы генераторов переменного тока

Содержание

Генераторы переменного тока

В природе существует электрический ток постоянный и переменный с учетом широкого применения в современных реалиях только переменного тока. Объясняется это возможностью преобразования напряжения и силы переменного тока практически без потерь энергии, что невозможно произвести с постоянным током. Генераторы переменного тока, соответственно, обеспечивают производство переменного тока посредством использования явления электромагнитной индукции.

Принцип работы генератора

Принцип действия генераторов переменного тока является достаточно простым, заключающимся во вращении проволочной рамки в однородном магнитном поле с постоянной скоростью. Конструктивно своими концами рамка крепится на кольцах, вращающихся вместе с ней и оснащенных плотно прилегающими пружинами, выполняющих функцию контактов. Через поверхность рамки постоянно протекает изменяющийся магнитный поток, тогда как образуемый магнитом поток остается постоянным и тем самым образующий в рамке ЭДС – индукцию.

Для определения изменений магнитного потока, проходящего по поверхности рамки, следует просто сравнить положение рамки в определенные периоды времени.

Устройство генератора переменного тока

Переменная ЭДС индукции образует в цепи переменный ток с учетом, что при наибольшем значении ЭДС также будет иметь наибольшее значение сила тока и, соответственно, наоборот. Данное явление называется совпадением по фазам вне зависимости от того, что значения силы тока могут колебаться от абсолютного нуля и до определенных максимальных значений. В настоящее время существуют приборы, обеспечивающие замеры силы переменного тока.

Характеристикой силы тока могут быть действия, в частности тепловые, независящие от направления тока и идентичные тем, что происходят при постоянном токе.

В качестве примера, когда переменный ток проходит посредством проводника с заданным сопротивлением, тем самым предусматривая образование в этом проводнике через какое-то время определенного количества тепла. Существует возможность подбора такого значения силы постоянного тока, чтобы за тот же промежуток времени на данном проводнике образовалась та же энергия, что и при переменном токе. В результате данное значение силы постоянного тока называется действующим значением основной силы переменного тока.

Как показала практика, вольтметры и амперметры магнитоэлектрической системы не обеспечивают выполнение замеров в цепях переменного тока, так как при каждом измерении в катушке меняется направление вращающего момента, тем самым воздействующее на стрелку прибора. В силу того, что катушка и стрелка обладают большой инерцией, прибор не способен фиксировать переменный ток. Тем самым обусловливая необходимость использования для данной цели приборов, не зависящих от направления тока и функционирующих на основе теплового действия тока, соответственно, фиксирующих данные за счет удлинения нити нагреваемой током.

Кроме того существует возможность использования фиксирующих приборов с электромагнитной системой действия, конструктивно оснащенных в качестве подвижной части железных дисков небольшого диаметра. Данный диск перемагничивается, после чего втягивается вовнутрь катушки, пропускающей переменный ток, и тем самым измеряет действующие значения напряжения и силы переменного тока.

Характеристики переменного тока

Термин «Переменный ток» обозначает электрический ток, характеризующийся возможностью изменяться с течением времени по величине и направлению, или в частности изменяться по величине при этом сохраняя неизменным свое основное направление в электрической цепи. Так как помимо основного направления тока может быть еще и ответвленное. В силу того, что переменный ток в большинстве случаев изменяется в электрической цепи не только по направлению, но и по величине. Поэтому одно из направлений переменного тока в цепи принято условно считать положительным, а противоположное – условно отрицательным.

В силу этого, величину мгновенного значения переменного тока в первом случае считают положительной и, соответственно, во втором случае – отрицательной. Кроме того, переменный ток является алгебраической величиной, знак которой определяется в зависимости от того, в каком направлении протекает ток цепи, в частности в положительном или отрицательном, что также обусловливает термин мгновенное значение переменного тока. Максимальное значение мгновенного переменного тока также называется амплитудой тока.

Характеристики и устройство генератора переменного тока Трехфазная система является электрически связанной в том случае, если все ее фазы имеют электрическое соединение между собой. В отличие от однофазной системы, трехфазная система характеризуется наличием множества преимуществ, так как предусматривает меньшие затраты металла на электропроводку для передачи одной и той же мощности. Кроме того, трехфазная система обеспечивает возможность получения вращающегося магнитного поля, посредством которого обеспечивается функционирование таких конструктивно простых и удобных в повседневной эксплуатации устройств как асинхронные генераторы переменного тока.

Магнитное поле также используется для функционирования конденсаторных, однофазных и двухфазных асинхронных двигателей с учетом, что их технические характеристики значительно уступают трехфазным асинхронных аналогов. Трехфазные системы генератора и непосредственно потребителя могут быть соединены звездой с нейтральным проводом, аналогом без нейтрального привода и треугольником.

Конструктивно соединение звездой с нейтральным приводом является четырехпроводным, тогда как нейтральный провод обеспечивает независимое функционирование исключительно одной фазы потребителя от другой фазы, так как в случае небольшого падения напряжения на потребительских фазах относительно мало изменяются с изменениями нагрузки фаз. Соединение звездой без нейтрального провода является трехпроводным с обеспечением экономии цветных металлов при передаче одной и той же мощности потребителю. Трехпроводная трехфазная система, соединенная звездой, может применяться в случаях, где уровень нагрузок на фазы равномерный, аналогичный подключению трехфазного асинхронного двигателя.

Как работают генераторы переменного тока, видео: