Айнымалы ток генераторының жұмыс принципі

Фарадейдің индукция заңы электроэнергетика негізін құрайды: генераторлар - өндіріс пен халықты электржабдықтау көздері, трансформатор-лар осы принципте жұмыс істейді. Қарапайым электрогенератор құрылысы айналмалы магнит (либо электромагнит) - ротор мен статордың қозғалмайтын катушкасынан тұрады (сур. 4). Ротор айналғанда статордың орамдарында магнит ағыны заңымен өзгереді және R жүктемедегі токты қамтамасыз ететін E = индукция ЭҚК пайда болады. Мұндағы - статордың орам саны.

Трансформатордың жұмыс принципі

Трансформатор (сур. 5) бірінші орам саны n₁ және екінші ретті орам саны n₂ екі орамды ферромагнит өзекшеден тұрады.

Екінші ретті орамға R жүктеме, ал бірінші реттіге U₁ кернеу көзі қосылған. Фарадей заңына сәйкес шамасы магнит ағынының өзгеру жылдамдығына пропорционал. Магнит өтімділігі жоғары өзекше ( = 400  10000), екі қызмет атқарады. Біріншіден, ол магнит ағынын Ф ағын бірінші және екінші орамда бірдей болатындай концентрлейді. Екіншіден, -нің үлкен мәні жүктеме қосылмаған жағдайда бірінші орамда кіші токты қамтамасыз етеді (бос жүріс тогы), яғни трансформация кезінде энергия шығынын азайтады. (1)-ге сәйкес екінші орамда кернеу пайда болады сонда кернеу өзгерісі: , мұндағы - трансформация коэффициенті.

Қондырғының құрылысы. Өлшеу әдістемесі

Бұл жұмыста екі катушканың өзара индуктивтілігін тәжірибе жүзінде анықтайды (L₁ ұзын катушка мен L₁ катушкаға киілетін және оның өсі бойымен қозғала алатын L₂ қысқа катушка). Қондырғының принципиалды 6-суретте көрсетілген. Қондырғы L₁ және L₂ екі катушкасы бар ФПЭ-05 кассетасынан дыбыс генераторы ЗГ, осциллограф ЭО және вольтметрден тұрады.

7-суретте ФПЭ-05 жоғары жағы бейнеленген, мұндағы 1 – ұзын қозғалмайтын катушка, 2 – қысқа қозғалатын катушка, 3 – катушка 2- мен қатты бекітілген шток. Құралдағы шток 3-ті жылжыта отырып, катушка 2 –ны 1 катушка бойымен ығыстыруға болады. Штокта бөліктерге бөлінген шкала бар. Шкала 50 мм көрсеткенде катушка центрлері арасындағы қашықтық Z = 0. Бұл Z –тің сан мәнін табу үшін (кесте- 1 қара) штоктың шкала көрсеткішінен 50 мм алып тастау керек деген сөз. Мысалы, 7-суретте 30 мм шкала көрсеткішіне Z =  20 мм мәні сәйкес келеді.

6-суреттегі П₁ және П₂ ауыстырып-қосқыштары жағына келтірілген. Онда катушканың L₁ қоректенуі дыбыс генераторынан ЗГ қамтамасыз етіледі.

ЗГ Дыбыс генераторының кернеуі кедергісі R = 10 кОм резистордан беріледі. Бұл кедергі шамасы теңсіздігі орындалатындай етіп таңдалынады, мұндағы R₁ - L₁ катушканың актив кедергісі. Бұл жағдайда L₁ катушка арқылы өтетін токты формуласымен анықтауға болады.

L₁ катушкадағы айнымалы ток создает ЭДС индукции в L₂ катушкада индукцияның ЭҚК-ін тудырады.

E₂ .

Индукцияның ЭҚК-нің амплитудасы E₀₂= тең, мұндағы  - дыбыс генераторының жиілігі. Соңғы формуладан

(5) аламыз.

Егер П₁ және П₂ ауыстырып-қосқыштарың оң жаққа келтірсек, онда L₂ катушкадағы айнымалы ток L₁ катушкада индукцияның ЭҚК-ін тудырады. Алдыңғыға ұқсас

. (6) анықтаймыз.

(5) және (6) формулалар – есептеулер жүргізуге арналған негізгі формулалар. Өлшеулерді жүргізу үшін 1 және 2 екі кабель және 3 пен 4 екі өткізгіш қолданылады (сур. 6 қараң.). 1 және 2 кабельдерінің бір жағында жоғары жиілікті коаксиалды ұяшығы (дыбыс генераторы мен вольтметрге қосуға), ал екінші жағынан ФПЭ-05 –ке қосуға арналған 2 шетекер ұшы бар.

Жұмысты орындауға кіріспес бұрын [3] сипаттамасы бойынша дыбыс генераторының жұмысымен танысу керек.