Электродвигатель и генератор

Отсоединим электромотор от аккумулятора и подведём провода, идущие от него, к патрону электрической лампочки. На шкив намотаем нить, к концу которой привязана гиря (рис. 23).

Отпустим гирю. Под действием силы тяжести гиря опускается и, разматывая нить, вращает вал вместе с ротором электромотора. Лампочка вспыхивает. Электромотор превратился в генератор. Он преобразует механическую энергию (потенциальную энергию гири) в электрическую.

Этот опыт демонстрирует замечательную обратимость электродвигателя и генератора. Один и тот же механизм может служить и для преобразования электрической энергии в механическую и для превращения механической энергии в электрическую.

Как действует электродвигатель, какие силы вращают ротор — мы уже знаем. А как действует генератор, почему возникает в обмотке ротора электрический ток?

Действие генератора электрического тока основано на явлении так называемой электромагнитной индукции. Это явление состоит в том, что в проводе, движущемся в неоднородном магнитном поле, возникает электрическое поле.

На рисунке 24 мы видим катушку, присоединённую к амперметру. Возле катушки находится магнит. Пока магнит неподвижен, амперметр показывает, что в цепи нет тока. Тока не будет и в том случае, если поместить магнит внутрь катушки.

Будем теперь быстро вдвигать магнит в катушку и выдвигать его обратно. Отклонение стрелки амперметра немедленно покажет нам, что в катушке возникает при этом электрический ток. Но мы знаем, что электрический ток, то-есть упорядоченное движение зарядов, может возникнуть только под действием электрического поля.

 

Проведённый опыт показывает, что при перемещении магнита вблизи катушки и в ней возникает электрическое поле.

Продумаем результаты проведённых опытов. В том случае, когда проводник находится вне магнитного поля

image

Рис. 23. Модель генератора.

или же в постоянном магнитном поле, в нём электрическое поле не возникает. Если же поместить проводник в изменяющееся магнитное поле, то это изменяющееся магнитное поле создаст в проводнике электрическое поле.

 

В опыте, изображённом на рисунке 24, переменное магнитное поле в катушке создавалось с помощью перемещения магнита. Можно поступить и иначе — закрепить магнит и двигать относительно него катушку. Результат будет тот же, что и в предыдущем опыте. Электромагнитная

image

Рис. 24. Опыт по электромагнитной индукции.

Страница 1 of 212