Что такое электрогенератор физика 8 класс

Генератор переменного тока

На электростанциях электроэнергию вырабатывают с помощью индукционных генераторов тока, действие которых основано на явлении электромагнитной индукции. Познакомимся с моделью такого генератора.

Поместим проволочную рамку между полюсами магнита и каждую сторону рамки соединим со своим кольцом (рис. 21.1). С помощью скользящих контактов соединим эти кольца с гальванометром.

Когда рамка вращается, гальванометр показывает, что в ней идёт ток. Значит,

вращающаяся в магнитном поле рамка является источником тока.

При равномерном вращении рамки сила тока и направление тока будут периодически изменяться — такой ток называют переменным.

Рис. 21.1. Модель генератора переменного тока с неподвижным магнитом и вращающейся рамкой

Возникновение тока во вращающейся рамке обусловлено явлением электромагнитной индукции. Ведь при вращении рамки изменяется число пронизывающих рамку магнитных линий: оно периодически то увеличивается, то уменьшается.

На рис. 21.2 показана модель генератора переменного тока, в которой рамка остаётся неподвижной, а внутри рамки вращается магнит. В этом случае в рамке также идёт индукционный ток, потому что он возникает при вращении рамки относительно магнита.

Рис. 21.2. Модель генератора переменного тока с неподвижной рамкой и вращающимся магнитом

С неподвижной рамки можно «снимать ток», не используя скользящие контакты. Это важное преимущество, потому что сопротивление скользящих контактов довольно велико, поэтому на них выделялось бы большое количество теплоты. В мощных генераторах электростанций рамки неподвижны, а внутри них вращаются магниты (точнее, электромагниты 1 ).

1 Ток к электромагниту подводят с помощью скользящих контактов, но сила тока в нём во много раз меньше, чем в рамке.

Источник

Электрогенератор

Электрический генератор (от латинского — «производитель») — устройство, вырабатывающее электрическую энергию, то есть преобразующее механическую энергию в электрический ток.

Благодаря изобретению генератора уже в середине XIX в. у промышленности и населения появилась реальная возможность производства и использования электричества, например, для работы станков или освещения домов и улиц. Кстати, электрические двигатели постоянного тока по своей конструкции практически полностью аналогичны генераторам. Более того, если вращать якорь электромотора постоянного тока (например, от электрической машинки или другой игрушки), он, как и генератор, начнет вырабатывать ток.

Принцип работы первого генератора

В 1831 г. английский ученый Майкл Фарадей открыл электромагнитную индукцию. Сущность этого открытия заключалась в том, что если вращать проводник между полюсами магнита, то в нем возникнет электромагнитное поле. Такое поле возбуждает движение электронов, и по проводнику начинает течь электрический ток. Благодаря этому открытию стало возможным создание электрического генератора и электрического двигателя.

Как работает электрогенератор?

Работа электрогенератора состоит во взаимодействии статора, ротора и контактных колец. Статор во включенном генераторе остается неподвижным. Расстояние между статором и ротором составляет всего лишь несколько миллиметров, поэтому между ними возникает очень сильное магнитное поле, и в обмотке ротора появляется электрический ток большой мощности. Обмотка статора при подаче напряжения от внешнего источника превращается в электромагнит.

Ротор соединен с валом механического устройства (двигатель внутреннего сгорания, ветряной или водяной двигатель и т. п.) и вращается во время работы генератора. Обмотка ротора в момент своего движения постоянно пересекает магнитное поле, создаваемое обмотками статора, и в ней образуется электрический ток.

Такая конструкция позволила избавиться от больших и тяжелых постоянных магнитов. Контактные кольца предназначены для съема электрической энергии с обмоток ротора. Они представляют собой барабан со множеством медных пластин, к которым подключены обмотки ротора. Снаружи с ними соприкасаются графитовые щетки, к которым с помощью проводов подключен потребитель электрической энергии.

Современный водяной двигатель

В современных водяных двигателях колесо с лопастями заменено более скоростной водяной турбиной (образовано от слова «турбо» — «вихрь»). Чаще всего она имеет спиральный кожух, по форме напоминающий раковину улитки. Вода поступает в широкий конец кожуха. Так как «коридор», по которому она течет, все время сужается, ее напор увеличивается.

Затем усиленный поток воды поступает на вогнутые лопатки турбины, которая расположена в центре «улитки», и вращает ее. Так энергия потока воды преобразуется в механическую работу.

Электричество из воды

В наши дни электричество производят на гидроэлектростанциях, которые используют энергию движущейся воды.

Гидроэлектростанция состоит из двух основных частей: энергоблока и плотины (или дамбы), накапливающей воду. В энергоблоке расположены генераторы, вырабатывающие электрический ток. Их роторы вращаются благодаря водяным турбинам. Так энергия потока воды преобразуется в электрическую.

Гидроэлектростанции-гиганты

Одна из самых мощных в мире гидроэлектростанций была построена в Китае на реке Янцзы и получила название «Три ущелья». Ее бетонная плотина имеет длину 2309 м и высоту 185 м. Общая мощность электрогенераторов станции составляет почти 23 МВт (1 МВт = 1 млн Вт). За год они вырабатывают около 100 млрд кВт/ч электроэнергии.

Лишь немногим меньше электроэнергии вырабатывает гидроэлектростанция «Итайпу», расположенная на реке Парана (на границе Бразилии и Парагвая), которая имеет самую большую плотину. Высота этого гигантского сооружения достигает 196 м, а длина — 7235 м.

Источник

Генерирование электрической энергии
презентация к уроку по физике (8 класс) на тему

К генераторам относятся гальванические элементы, электростатические машины, термобатареи, солнечные батареи.

Скачать:

Вложение	Размер
generirovanie_eelektricheskoy_energii.ppt	2.96 МБ

Предварительный просмотр:

Подписи к слайдам:

Электрический ток вырабатывается в генераторах. Генераторы- устройства, преобразующие энергию того или иного вида в электрическую.

К генераторам относятся гальванические элементы, электростатические машины, термобатареи, солнечные батареи.

Наибольшее распространение получили электромеханические индукционные генераторы . В этих генераторах механическая энергия превращается в электрическую. Такие генераторы имеют сравнительно простое устройство и позволяют получать больше тока при достаточно высоком напряжении. Их действие основано на явлении электромагнитной индукции.

1 неподвижный сердечник-статор; 2 подвижный сердечник- ротор Первый тип генератора Второй тип генератора (Обмотки-якорь)

Современный генератор электрического тока — это внушительное сооружение из медных проводов, изоляционных материалов и стальных конструкций. При размерах в несколько метров, важнейшие детали генераторов изготовляются с точностью до миллиметра. Нигде в природе нет такого сочетания движущихся частей, которые могли бы порождать электрическую энергию столь же непрерывно и экономично.

По теме: методические разработки, презентации и конспекты

Данный кейс поможет повторить пройденный материал, самостоятельно освоить темы пропущенных занятий, закрепить изученный материал.

В презентации показаны различные традиционные способы получения электрической энергии, а так же альтернативные генераторы электрической энергии. Рассмотрено устройство и принцип действия генератора пе.

План — конспект к уроку технология в 8 классе на тему: «Электрическая энергия — основа современного технического прогресса. Способы получения энергии». Представить сегодня нашу жизнь без электрич.

Способы генерирования электрической энергии, устройство простейшего трансформатора.

В данной презентации рассматривается понятие генераторов, их виды, устройство и назначение трансформаторов.

В рамках дистанционного обучения составен краткий план занятий для 9 класса гуманитарного профиля на платформе РЭШ.

Источник

ГЕНЕРАТОР ПЕРЕМЕННОГО ТОКА. 8 класс

В настоящее время переменный ток получают в основном с помощью электромеханических индукционных генераторов, преобразующих механическую энергию в электрическую. На самом деле в этих генераторах вращается не обмотка, в которой индуцируется переменный ток, а электромагнит. Вращающаяся часть генератора называется ротором и является источником магнитного поля.

Ротор располагается внутри стальной станины цилиндрической формы, называемой статором. Во внутренней части статора имеются специальные пазы, в которые укладывается медный провод в виде витков. При вращении ротора в этих витках индуцируется переменный ток.

Ротор также имеет сложную форму и представляет собой стальной сердечник с навитой на него обмоткой, по которой протекает постоянный электрический ток. Создаваемое этим током магнитное поле вращается вместе с ротором.

Ротор генератора вращается при помощи какого-либо двигателя — гидротурбины, паровой турбины, двигателя внутреннего сгорания.

Стандартная частота переменного тока, используемого в электрических сетях России и странах Европы, равна 50 Гц. Это означает, что через каждые 0,02 с направление тока меняется на противоположное.

Поскольку скорость вращения гидротурбины мала, роторы современных гидрогенераторов имеют несколько пар полюсов. Применение многополюсных генераторов позволяет в определённых пределах варьировать частоту переменного тока.

Английский физик Д. Бернал, являющийся одним из основателей науковедения (изучения закономерностей развития науки), писал: «Открытие Фарадея имело также значительно большее практическое значение по сравнению с открытием Эрстеда потому, что оно означало возможность получения электрического тока механическим путем, а также обратную возможность приведения в действие машин с помощью электрического тока. По сути дела, в этом открытии Фарадея заключалась судьба всей тяжёлой электропромышленности, однако потребовалось чуть ли не 50 лет для того, чтобы оказалось возможным извлечь все вытекающие из него выгоды».

Одним из примеров новейших применений открытия Фарадея являются так называемые МГД-генераторы (МГД — магнитно-гидро-динамические), в которых отсутствуют какие-либо подвижные механические части. В этих устройствах вместо проволочной рамки между полюсами магнита движется плазма, образовавшаяся в результате сгорания природного газа. Носители заряда в плазме отклоняются магнитным полем к полюсам генератора, что и приводит к возникновению электрического тока во внешней цепи.

Источник

Электродвигатель и генератор электрического тока — Магнитные явления

Генератор (от лат. generator — производитель) — устройство, аппарат, машина, вырабатывающая электроэнергию.

Ротор (от лат. rotare — вращать) — вращающаяся часть электрической машины.

Статор (лат. stator — стоящий неподвижно) — неподвижная часть электрической машины (генератора или двигателя), внутри которой вращается ротор.

В 1831 г. выдающийся физик Майкл Фарадей открыл явление электромагнитной индукции. Он провел множество опытов, в результате сконструировал первый электромашинный генератор тока, известный как диск Фарадея.

После столь удачных экспериментов английского ученого за разработку пригодного для практики электрического двигателя принялись изобретатели многих стран. В 1834 г. российский физик и инженер Б. С. Якоби построил электродвигатель, действие которого было основано на притяжении и отталкивании электромагнитов. Сходные по принципу действия двигатели сделали также Т. Девенпорт, П. Форман, Ч. Пейдж. Все эти устройства имели большие размеры, малую мощность, значительное магнитное рассеивание и низкий КПД. Для устранения столь серьезных недостатков потребовалось больше 50 лет.

В 1885 г. итальянский физик Г. Феррарис и американский изобретатель Н. Тесла создали независимо друг от друга двухфазную систему. Тесла и Феррарис разработали первые конструкции подобных двухфазных электродвигателей (один из них — диск Феррариса — стал основой электрического счетчика, установленного в каждой квартире).

Однако дальнейшее развитие техники связано с более совершенной электрической системой трехфазного тока. Русский инженер М. О. Доливо-Добровольский первым предложил сделать ротор двигателя в виде так называемого беличьего колеса. В 1890 г. Доливо-Добровольский построил трехфазный двигатель мощностью 3,7 кВт и трехфазный трансформатор, необходимый для передачи электроэнергии на большие расстояния. Продемонстрировать их действие удалось в 1891 г. на Международной электротехнической выставке во Франкфурте.

Задачи на перевод единиц измерения в СИ

450 кДж = 450 000 Дж

0,78 кОм = 780 Ом

0,2 MB — 200 000 В

60 мин = 3 600 с

34 мКл = 0,034 Кл

Качественные задачи и вопросы

1. Какие преобразования энергии происходят в электродвигателе? В генераторе? (В электродвигателе электрическая энергия преобразуется в механическую, в генераторе тока происходит преобразование механической энергии в электрическую.)

2. Где используются электродвигатели? (Электродвигатели используют в производстве, например точильные и сверлильные станки, токарные и фрезерные станки, транспортеры и электрокары и т. д. В быту электродвигатели также нашли широкое применение. Они используются в холодильниках и стиральных машинах, в электрофенах и пылесосах, в швейных машинках с электроприводом и магнитофонах, в видеокамерах и электропроигрывателях. Без электродвигателей не поедут троллейбусы и трамваи, не будут работать метро и эскалатор, не уйдет с перрона электричка и не вылечит зуб стоматолог.)

Генераторы электрического тока применяются во всех транспортных средствах для выработки электроэнергии при движении транспорта. На электростанциях генераторы используются для выработки электроэнергии. На гидроэлектростанциях энергия падающей воды преобразуется в электроэнергию, одной из самых мощных ГЭС считается Саяно-Шушенская ГЭС, ее мощность 6 400 МВт. Самой мощной тепловой электростанцией в бывшем СССР считалась Экибастузская ГРЭС, ее мощность 4 000 МВт. Крупнейшей атомной электростанцией в мире считается АЭС в Фукусима (Япония), ее мощность 9,1 ГВт. Экспериментальная солнечная электростанция была построена на Южном берегу Крыма в поселке Щелкино. Эта электростанция имеет мощность 5 МВт. На побережье Кольского полуострова действует Кислогубская приливная электростанция, использующая энергию приливов, ее мощность 0,4 МВт. Мощность Паужетской геотермальной электростанции 5 МВт. На этой станции насыщенный пар из пробуренной скважины направляется в паровые турбины.

Проверка знаний и умений.

1. Магнитное поле зависти от. (. силы тока в проводнике, магнитных свойств среды, расстояния до проводника (магнитное поле проводника с током), количества витков, размеров катушки и магнитных свойств среды (магнитное поле соленоида), намагниченности тела (магнитное поле магнита)).

2. Магнитными аномалиями называются. (. места на Земле, где магнитное поле отличается от магнитного поля Земли).

3. Чем больше сила тока в катушке, тем магнитное поле. (. больше).

4. Электромагнитом называется. (. соленоид с железным сердечником).

5. Магнитными бурями называются. (. кратковременные изменения магнитного поля Земли вследствие активности Солнца).

6. Генератором электрического тока называется. (. устройство, которое преобразует механическую энергию в электрическую).

7. Ротором называется. (. вращающаяся часть генератора или двигателя).

1. Магнитным полем называется. (. поле, порождаемое движущимися зарядами и магнитами и действующее на движущиеся заряды и магниты или материалы, которые могут намагничиваться).

2. Магнитом называется. (. тело, длительное время сохраняющее намагниченность).

3. Чем меньше витков в катушке, тем магнитное поле. (. меньше).

4. Соленоидом называется. (. катушка с током).

5. Электрическим двигателем называется. (. устройство, преобразующее электрическую энергию в механическую).

6. Магниты обладают следующими свойствами. (. имеют два полюса (южный и северный); притягивают к себе железо, никель, кобальт, некоторые сплавы; каждая часть магнита является магнитом; одноименные полюса отталкиваются, разноименные — притягиваются).

7. Статором называется. (. покоящаяся часть двигателя или ротора).

1. Составляющий элемент атома. 2. Катушка с сердечником. 3. Одно из состояний вещества. 4. Датский ученый. 5. Эта частица входит в состав ядра. 6. Характеристика электрических свойств вещества. 7. Входит в состав атома. 8. Единица измерения напряжения. 9. Один из создателей электрической лампочки. 10. Тело, способное притягивать к себе железные тела. 11. Величина, которую можно измерить в милливольтах. 12. Нейтральная частица. 13. «Производитель». 14. Электрическое, магнитное, гравитационное.

Ответы: 1 — электрон, 2 — соленоид, 3 — жидкость, 4 — Эрстед, 5 — протон, 6 — сопротивление, 7 — ядро, 8 — вольт, 9 — Эдисон, 10 — магнит, 11 — напряжение, 12 — нейтрон, 13 — генератор, 14-поле.

Ключевое слово: электродвигатель.

Библиотека образовательных материалов для студентов, учителей, учеников и их родителей.

Наш сайт не претендует на авторство размещенных материалов. Мы только конвертируем в удобный формат материалы из сети Интернет, которые находятся в открытом доступе и присланные нашими посетителями.

Если вы являетесь обладателем авторского права на любой размещенный у нас материал и намерены удалить его или получить ссылки на место коммерческого размещения материалов, обратитесь для согласования к администратору сайта.

Разрешается копировать материалы с обязательной гипертекстовой ссылкой на сайт, будьте благодарными мы затратили много усилий чтобы привести информацию в удобный вид.

© 2014-2021 Все права на дизайн сайта принадлежат С.Є.А.

Источник