3-13. НАВЕДЕНИЕ Э. Д. С. В ПРЯМОЛИНЕЙНОМ ПРОВОДНИКЕ,. ДВИЖУЩЕМСЯ В ПОЛЕ

В современных машинах — генераторах — получение э. д. с. основано на только что рассмотренном законе. Од­нако В Отличие от примеров предыдущего параграфа в электрических машинах изменение магнитного потока происходит вследствие движения проводника в магнитно. м поле.

Представим себе, что в узкой щели между полюсами большого электромагни­та расположена часть жесткой прямоугольной рамки, согнутой из тол­стого провода (рис. 3-41 и 3-42). Эта рамка не со­всем замкнута, и ее кон­цы соединены с гибким шнуром. Шнур подведен к гальванометру. При движении рамки в на­правлении, указанном стрелкой, сцепленный с рамкой магнитный поток изменяется. При измене­нии магнитного потока наводится э. д. с. О величине э. д. с. можно судить по от­клонению гальванометра.

На рис. 3-42 для большей ясности рисунка верхняя часть электромагнита (южный полюс) не показана вовсе. На то. м же рисунке магнитное поле изображено рядом маленьких стрелок. Поле между полюсами направлено 140

Именно так, как показывают маленькие стрелки. В прост­ранстве между полюсами поле обладает постоянной индук­цией. По мере удаления от полюсов поле очень быстро ослабляется. Можно даже спокойно считать, что за пре­делами щели поле отсутствует.

Сунка верхняя часть электромагнита (южный полюс) не изображена. Стрелка V показывает направление движе­ния рамки. Ширина рамки обозначена буквой I (эль). Размер А показывает, насколько глубоко рамка вдви­нута в щель. Магнитное поле показано рядом стрелок.

Вычислим магнитный поток Ф, охватываемый рамкой.

Для этого нужно умножить магнитную индукцию В на ту часть площади рамки, которая находится между полю­сами. Если рамка имеет ширину I и вдвинута на глубину А (рис. 3-42), то площадь 5′, пронизываемая полем:

S = LA.

Сцепленный С Рамкой магнитный поток Φ = BS = Bba.

Чем глубже вдвинута рамка, тем больше поток.

Пусть рамка доходит до середины ширины полюса, как это показано на рисунке. В таком случае сцепленный с нею поток изображается 16 линиями. Вдвинем рамку еще глуб­же, так, чтобы она доходила до ¾ ширины полюса. Тогда поток будет состоять уже из 24 линий. Когда рамка охва­тит весь полюс, поток увеличится до 32 линий.

Но чему равна скорость увеличения потока?

Она, конечно, зависит от той скорости, с какой рамка

Вдвигается в щель между полюсами.

Но можно и точнее определить скорость возрастания

Потока.

При движении рамки в формуле Φ = 5∙Z∙α

Изменяется только размер А (глубина, на которую вдви­нута рамка), значит, изменение потока ΔΦ зависит от изменения именно этого размера А.

За промежуток времени ΔZ увеличение этого размера можно представить такой формулой:

∆α = u∙∆Z,

Где V скорость, с которой движется рамка’.

Но если мы знаем изменение размера А (т. е. ∆α), То

Нетрудно подсчитать и соответствующее изменение по­тока (ΔΦ):

ΔΦ = 5∙Z.Δα = 5∙Z∙u∙∆Λ

деля левую и правуюТаким образом, мы почти закончили вывод формулы для наведенной э. д. с. Нам нужно только определить ско­рость изменения потока части последнего равенства на ∆Z, найдем:

Q ΔΦ D,

Э = -~BLV

Или

Э. д. с. (E)= в {гс)-1 {Cm)∙V (см/сек).

Это и есть формула для вычисления э. А. С.,

Наводимой в прямолинейном проводнике, дви­жущемся в магнитном поле со скоросшею υ.

Выведенная формула справедлива, когда: 1) проводник расположен под прямым углом к направлению магнитного поля и к направлению скорости и когда 2) скорость (υ) тоже образует прямой угол с направлением поля.

I Скорость определяется как путь, проходимый в единицу времени. Если скорость равна, например, 5 См в секунду, то через 1 Сек прой­денный путь составит 5 См, а через 0,1 Сек пройденный путь составит 0,5 См.

Проделанные здесь выводы справедливы и в том слу­чае, когда провод неподвижен, а движутся сами полюсы вместе с создаваемым ими магнитным полем.

Мы нашли формулу для движения рамки, а применили ее как фор­мулу для э. д. C., наводимой в прямолинейном проводнике, движущемся поперек поля. Легко объяснить основания для этого: в боковых прово­дах, расположенных параллельно направлению скорости, никакой э. д. с. не наводится. Вся э. д. с. наво­

Дится в поперечном проводе длиной I, Движущемся в магнятно1.м поле.

В самом деле, если этот попереч­ный провод выйдет за пределы поля, то при дальнейшем движении рамки сцепленный с нею поток достигнет наи­большего значения (32 линии) и не бу­дет изменяться. Конечно, только до тех пор, пока задняя сторона рамки не Дд11)1(вКив Войдет в щель между полюсами. Зна­чит, в боковых проводах (параллель­ных) никакой э. д. с. не наводится, да­же когда они движутся в магнитном поле.

Правило правой руки. На­правление э. д. C., наводимой при движении провода, можно опре­делить, пользуясь правилом пра­вой руки (рис. 3-43).

рис. 3-43. правило право:й руки.Если правая рука расположена так, что линии поля входят в ладонь, а отогнутый большой па­лец совпадает с направлением движения, то четы­ре вытянутых пальца показывают направление наводимой э. д. с.

Направление наводимой э. д. с. — это то направление, в котором под ее действием в замкнутой цепи должен про­текать ток.

Легко убедиться в том, что правило правой руки полно­стью согласуется с законом Ленца. Предоставляем чита­телю самостоятельно убедиться в этом.

Пример 1. Между полюсами движется провод, как это пока­зано на рис. 3-41 и 3-42. Магнитная индукция В — 12 000 Гс. Длина провода Z = SO См. Скорость V = 50 М/сек (или 5 000 См/сек).

Найти э. д. C., наводимую в проводе.

Решение. По формуле

Э= В{гс)-1 (Cm}V (см/сек)

Находи. м

Э= 10-*∙12000∙80∙5000= 48 В.

Конечно, такая э. д. с. наводится в проводе только в течение того промежутка времени, когда провод находится между полю­сами.

Магнитные поля, скорости и размеры, πono∣6Hbie указан­ным в этом примере, можно встретить в электрических машинах.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *