Для выработки напряжения с помощью индукции нужен магнит и электричес­кий проводник. Проводник выполнен в виде катушки. Электрическое напряже­ние возникает, когда силы магнитных полей внутри катушки изменяются, напри­мер из-за движения магнитов (рис. 14.103).

ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ ТРАНСФОРМАТОРОВ

Трансформатор состоит в принципе из двух катушек, которые связаны посред­ством ферромагнитного сердечника.

Если катушку 1 подсоединяют к напря­жению переменного тока, то в ней течет переменный ток, который образует пере­менное магнитное поле. При этом во вто­рой катушке (вторичная катушка) благода­ря индукции также возникает переменное напряжение. Отношение витков катушки составляет при этом отношение напряже­ний. Например, если в первой катушке 1 ООО витков и во второй 500 витков, тогда отно­шение 1000 : 500 = 2 :1, таким образом, от­ношение напряжений также равно 2:1.

Благодаря этому с помощью трансфор­маторов может генерироваться высокое и низкое напряжение. Примером для транс­форматоров являются звонковый транс­форматор 230 В/8 В и ламповый трансфор­матор 230/25 В, или 60 В (рис. 14.115).

14.3.5. Использование магнитных сил

В электродвигателях электрическая энер­гия преобразовывается в механическую энергию. При этом используется магнит­ное действие на проводник с током.

Если проводник с током находится в магнитном поле, то друг на друга действу­ют два взаимодействующих магнитных поля, поле постоянного магнита и поле, которое вырабатывается благодаря току в проводнике (рис. 14.116). Одинаково направленные линии поля (силы) усилива­ются, противоположно направленные линии поля взаимно уничтожаются. Из обоих одиночных магнитных полей получается общее магнитное поле. На левой стороне возникает ослабление поля, на правой стороне усиление поля. Линии поля «пытаются» достичь другого полюса кратчайшим путем и вытолкнуть наружу про­водник из поля. Если изменить направление магнитного поля или тока в провод­нике, то общее поле слева от проводника усиливается, а проводник выдавливает­ся наружу вправо (рис. 14.116). Это действие сил на проводник с током в магнит­ном поле используется в электродвигателях.

ПРИМЕР ДВИГАТЕЛЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА

Если в магнитном поле проводник опирается на вращающуюся ось, то на часть проводника сверху и снизу при прохождении тока действуют силы, которые вращают проводник в виде петли по ча­совой стрелке (рис. 14.117). Те же самые силы дей­ствуют на другую петлю (рис. 14.118), когда она приводится в вертикальное положение. Подача тока происходит через угольную щетку и коллек­тор, подключенные к проводнику в виде петли. Рис. 14.117. Катушка в магнитном Если обмотка вращается в магнитном поле, то поле в обмотке возникает электрическое напряжение.

Таким образом, каждый двигатель постоянного тока можно использовать и как генератор. Выра­ботанное напряжение зависит от сил магнитного поля, от количества витков, обмотки ротора и ско­рости вращения ротора. В состоянии покоя на­пряжение не возникает (рис. 14.118).

Двигатель постоянного тока одновременно является генератором.

Выработка напряжения происходит также и Рис 14.„8.двигательпостоянно в процессе работы двигателя, так как имеется го тока магнитное поле и вращающаяся обмотка. Вы­рабатываемое благодаря вращению ротора напряжение направлено против при­лагаемого напряжения сети. Это противодействующее напряжение уменьшает действие сетевого напряжения, поэтому с возрастающей скоростью вращения потребление электроэнергии становится меньше. При включении противодей­ствующее напряжение еще не существует, так как в момент включения двигатель не вращается, поэтому в данный момент сетевое напряжение действует в полную силу, а потребление тока максимально.