В.2. Электромеханическое преобразование энергии

Рассмотрим элементарную электрическую машину, обмотка якоря которой состоит из 1 проводника (рис. 2).

Рис. 2. Элементарная электрическая машина

Если этот проводник перемещать в магнитном поле, например, слева направо, то в нем будет наводиться ЭДС, значение которой можно определить по (1), а направление – по правилу правой руки. Машина в этом случае будет работать генератором. При замыкании проводника на внешнее сопротивление по нему потечет ток , имеющий такое же направление, как и ЭДС. Ток , взаимодействуя с магнитным полем, создает электромагнитную силу , значение которой можно определить по формуле:

(2)

Направление силы определяется по правилу левой руки. Направление этой электромагнитной силы будет противоположно направлению силы , приложенной извне к проводнику. При этом выполняется условие равновесия сил:

(3)

Проведя несложные преобразования (умножив обе части равенства (3) на и использовав выражения (2) и (1)), получим:

(4)

Откуда следует, что в генераторе механическая мощность преобразуется в электрическую .

Если от постороннего источника через проводник пропустить ток , то в результате взаимодействия тока с магнитным полем возникнет электромагнитная сила , под действием которой проводник придет в движение со скоростью . В этом случае машина будет работать двигателем. Направление движения проводника определяется правилом левой руки.

При перемещении проводника в нем наводится ЭДС . Электрическая мощность преобразуется в механическую:

(5)

Выражения (3) – (5) показывают, что в электрической машине происходит электромеханическое преобразование энергии. При этом следует отметить, что и в режиме генератора и в режиме двигателя в машине наводится ЭДС и создается электромагнитная сила, но их роль в разных режимах различна.

Дата добавления: 2015-07-15