← до розділу

Генератор змінного струму

Змінюй частоту обертання, індукцію поля, кількість витків і площу рамки. Потім підключи трансформатор і отримай потрібну напругу.

Генератор

Трансформатор

Трансформатор вважаємо ідеальним (без втрат). На осцилограмі: синя — ЕРС генератора (U₁), помаранчева — вторинна напруга U₂.

Формули

Φ = B·S·cos ωt; e = Eₘ·sin ωt; Eₘ = N·B·S·ω; ω = 2πf; Eд = Eₘ/√2
Трансформатор: U₂ / U₁ = N₂ / N₁ = 1/k

Завдання

Чому так?

Коли рамка обертається, магнітний потік крізь неї періодично змінюється: найбільший, коли площина рамки перпендикулярна до ліній поля, і нуль, коли паралельна. ЕРС індукції — це швидкість зміни потоку, тому вона найбільша саме тоді, коли потік дорівнює нулю: синусоїда ЕРС зсунута на чверть періоду відносно косинусоїди потоку.

У розетці діюча напруга 220 В, а амплітуда — 220·√2 ≈ 311 В; частота 50 Гц означає 50 обертів ротора на секунду (для двополюсного генератора). Діюче значення — це така стала напруга, що виділяє в резисторі ту саму теплоту.

Трансформатор працює лише на змінному струмі: змінний потік у спільному осерді наводить у кожному витку однакову ЕРС, тому напруги обмоток пропорційні числу витків. Підвищувальні трансформатори зменшують втрати в лініях електропередач.

Шкільна програма: фізика, 9 клас («Генератор змінного струму. Трансформатор») і 11 клас («Змінний струм»).

© ГС «Українська асоціація інноваційних технологій». Усі права захищено. Копіювання, відтворення й використання коду та матеріалів тренажера без письмового дозволу заборонено. Правова інформація