Генератор, що виробляє струм

Вітроелектрична установка з генератором, що виробляє струм

Знаючи закон індукції Фарадея, можна перетворювати механічну енергію на електричну. Це явище сьогодні використовують здебільшого в генераторах, які мають перетворювати природну кінетичну енергію на струм.

Типові приклади застосування - турбіни гідроелектростанцій на греблях або вітроелектричні установки. Вони використовують рух повітряних мас, щоб обертати ротор, з'єднаний через передачу з генератором. Коли цей генератор приводять в обертання, він перетворює обертову енергію руху на електричний струм.

Попередні знання

Учні мають уже опрацювати й зрозуміти основи електрогустини магнітного потоку, щоб збагнути, як принцип індукції можна використати в повсякденних технічних застосуваннях.

Принцип

Принцип роботи генератора ґрунтується на електромагнітній індукції. Вона полягає в тому, що постійний магніт, який рухається повз електромагніт, спричиняє зміну магнітного потоку і тим самим виникнення електричного струму. У генераторі цей принцип забезпечується неперервним обертанням.

Навчальна мета

Дослід має показати учням принцип генератора, що виробляє струм, на трьох прикладах.

Завдання

У межах цього досліду учні мають скласти й дослідити класичну (велосипедну) динамо-машину. Для цього вони мають скласти три різні конструкції генератора цього типу і з'ясувати їхні властивості.

Для цього досліду діють загальні правила безпечного експериментування на уроках природничих наук.

Вітроелектрична установка з генератором, що виробляє струм

Явище електрогустини магнітного потоку ти вже докладно дослідив раніше. Тепер же маєш перевірити, наскільки його можна застосувати й у повсякденних пристроях.

За допомогою постійного магніта, що обертається, і нерухомого електромагніта ти отримав невеликий електричний струм. Але чи можна за такою установкою отримати більші струми й подавати їх в електромережу?

Класичні приклади вироблення струму з енергії руху (у цьому випадку - обертання) - це вітроелектричні установки, які перетворюють енергію вітру на електричний струм.

Ти знаєш, що струм можна отримати, наприклад, за допомогою рухомого магніта. У цьому досліді ти маєш з'ясувати, чи придатний цей процес і для повсякденних застосувань. Крім того, ти дізнаєшся, які різні конструкції для вироблення струму можливі.

Для цього ти складеш і дослідиш три різні конструкції так званої динамо-машини.

Експериментальна установка: генератор 1

Дослід: частина 1

• Склади перший генератор так, як показано на рисунку.
• Вимірювальний прилад має бути налаштований так, щоб вимірювати змінну напругу в діапазоні до або змінний струм до .
• З'єднай привідний вал і жовте колесо з корбою за допомогою гумового паса.
• Приведи привідне колесо, а отже, і вал, в обертання за допомогою важеля. Спостерігай за показами мультиметра.

Генератор 2

Генератор 3

Дослід: частини 2 і 3

• Тепер склади по черзі два інші генератори.
• Щоразу спершу поміркуй, чи виробляє генератор змінну, чи постійну напругу, і відповідно налаштуй вимірювальний прилад.
• Зауваження: ти можеш під'єднати до з'єднувальних проводів патрон із лампою розжарення і в такий спосіб змусити її світитися.
• Знову приведи генератори в обертання і щоразу спостерігай за показами мультиметра.

Експериментальна установка: генератор 1

Експериментальна установка: генератор 2

Експериментальна установка: генератор 3