Генератор постоянного тока с параллельным возбуждением
Генератор постоянного тока с параллельным возбуждением — электрическая машина постоянного тока для преобразования механической энергии в электрическую. У генератора с параллельным возбуждением обмотка присоединена к зажимам якоря параллельно цепи нагрузки. Ток якоря IЯ=I+IВ, где IВ=2...3%In. Для возбуждения необходимо, чтобы магнитный поток, создаваемый током возбуждения, совпадал по направлению с потоком остаточной индукции. Только в этом случае ток в обмотке возбуждения, созданный остаточной эдс Еост, намагничивает машину, магнитный поток генератора наростает и эдс увеличивается. Последнее вызывает новое увеличение IВ, а следовательно, и потока Ф. Процесс продолжается до тех пор, пока эдс не становится равной падению напряжения в обмотке возбуждения. Если же генератор не возбуждается, то в обмотке необходимо изменить направление тока IВ. Характеристика холостого хода генератора такая же, как и для генератора независимого возбуждения.
Внешняя характеристика генератора параллельного возбуждения U = f(IВ) при n=const и rВ=const получается так же, как и для генератора с независимым возбуждением, и имеет такой же вид. Однако изменение напряжения ΔU достигает 30%. Это обусловленно тем, что обмотка возбуждения подсоединена к зажимам якоря. При сбросе нагрузки напряжение, а вместе с ней и ток возбуждения растет - IВ=U/rВ.
Магнитный поток и эдс увеличиваются быстрее, чем в генераторе независимого возбуждения.
Закон Джоуля-Ленца
Закон Джоуля-Ленца (по имени англ. физика Дж. П. Джоуля и рус. физика Э. Х. Ленца) – закон, характеризующий тепловое действие электрического тока. Согласно закону, количество теплоты Q (Дж), выделяющейся в проводнике при прохождении по нему постоянного электрического тока, зависит от силы тока I (А), сопротивления проводника R (Ом) и времени его прохождения t (с): Q=I2·Rt.
Преобразование электрической энергии в тепловую широко используется в электрических печах и различных электронагревательных приборах. Тот же эффект в электрических машинах и аппаратах приводит к непроизводительным затратам энергии (потере энергии и снижению кпд). Тепло, вызывая нагрев этих устройств, ограничивает их нагрузку; при перегрузке повышение температуры может вызвать повреждение изоляции или сокращение срока службы установки.
Законы Кирхгофа
Законы Кирхгофа [по имени нем. физика Г. Р. Кирхгофа (1824— 1887)] — два основных закона электрической цепи.
Первый закон устанавливает связь между суммой токов, направленных к узлу соединения (положительные) и суммой токов, направленных от узла (отрицательные). Алгебраическая сумма сил токов Iп, сходящихся в любой точке разветвления проводников (узле), равна нулю, т. е. ΣIп = 0. Например, для узла А можно записать I1+I2+I3=I4+I5 или I1+I2+I3-I4-I5=0.
Второй закон устанавливает связь между суммой электродвижущих сил и суммой падений напряжений на сопротивлениях замкнутого контура электрической цепи. Токи, совпадающие с произвольно выбранным направлением обхода контура, считаются положительными, а не совпадающие — отрицательными. Алгебраическая сумма мгновенных значений эдс всех источников напряжения в любом контуре электрической цепи равна алгебраической сумме мгновенных значении падений напряжений на всех сопротивлениях того же контура ΣEп=ΣIпRп. Переставив ΣIпRп в левую часть уравнения, получим ΣEп-ΣIпRп=0. Алгебраическая сумма мгновенных значений напряжений на всех элементах замкнутого контура электрической цепи равна нулю. Например, для контура АВСДЕ при E1, E2, если смотреть по направлению движения часовой стрелки, получим E1+(-E2)=IR1+IR2+IR3+IR4, если в противоположном — получим -E1+E2=-IR1-IR2-IR3-IR4. Оба выражения одинаковы, так как каждое из них получается умножением левой и правой частей на -1.
Закон Ленца
Закон Ленца [по имени рус. физика Э. Х. Ленца (1804-1865)] – основное правило, определяющее направление индукционных токов, возникающих вследствие явления электромагнитной индукции. Согласно закону, индуктивный ток всегда имеет такое направление, что его магнитное поле противодействует тем процессам, которые вызывают возникновение этого тока. Закон Ленца является следствием закона сохранения энергии.
Закон Ома
Закон Ома [по имени нем. физика Г. С. Ома (1787-1854)] – один из основных законов электрического тока. Согласно закону, сила постоянного электрического тока в участке электрической цепи прямо пропорциональна напряжению электрическому на этом участке R=U/I. Взаимосвязь между падением напряжения на проводнике, его сопротивлением и силой тока легко запоминается в виде треугольника, в вершинах которого расположены символы U, I, R.
Закон полного тока
Закон полного тока — один из основных законов электромагнитного поля. Устанавливает взаимосвязь между магнитной силой и величиной тока, проходящего через поверхность. Под полным током понимается алгебраическая сумма токов, пронизывающих поверхность, ограниченную замкнутым контуром. Рассмотрим плоскость, через которую перпендикулярно к ней проходит провод с током I. Напряженность H магнитного поля на расстоянии a от центра провода равна H=B/μa=I/(2πa), откуда ток I=Н2πa=HL. Произведение напряженности магнитного поля и длины магнитной линии L=2πa — не что иное, как магнитодвижущая сила Fм. Поверхность, ограниченную магнитной линией, пронизывает только ток I, поэтому алгебраическая сумма токов равна самому току ΣIп=I. Отсюда ΣIп=Fм. Это и есть аналитическое выражение закона полного тока. Намагничивающая сила вдоль контура равна полному току, проходящему сквозь поверхность, ограниченную этим контуром. В общем случае напряженность поля на различных участках магнитной линии может иметь разные значения, и тогда намагничивающая сила будет равна сумме намагничивающих сил каждой линии Fм=H1L1+H2L2+ H3L3+…