История закона Ома

Георг Ом, проводя эксперименты с проводником в 1826 году, установил, что сила тока в проводнике пропорциональна напряжению , приложенному к его концам:

или

Коэффициент пропорциональности назвали электропроводностью G, а величину принято именовать электрическим сопротивлением проводника.

Содержание электродинамики

Основным содержанием классической электродинамики является описание свойств электромагнитного поля и его взаимодействия с заряженными телами (заряженные тела «порождают» электромагнитное поле, являются его «источниками», а электромагнитное поле в свою очередь действует на заряженные тела, создавая электромагнитные силы). Это описание, кроме определения основных объектов и величин, таких как электрический заряд, электрическое поле, магнитное поле, электромагнитный потенциал, сводится к уравнениям Максвелла в той или иной форме и формуле силы Лоренца, а также затрагивает некоторые смежные вопросы (относящиеся к математической физике, приложениям, вспомогательным величинам и вспомогательным формулам, важным для приложений, как например вектор плотности тока или эмпирический закона Ома). Также это описание включает вопросы сохранения и переноса энергии, импульса, момента импульса электромагнитным полем, включая формулы для плотности энергии, вектора Пойнтинга и т. п.

Иногда под электродинамическими эффектами (в противоположность электростатике) понимают те существенные отличия общего случая поведения электромагнитного поля (например, динамическую взаимосвязь между меняющимися электрическим и магнитным полем) от статического случая, которые делают частный статический случай гораздо более простым для описания, понимания и расчётов.

Разделы электродинамики

Электростатика описывает свойства статического (не меняющегося со временем или меняющегося достаточно медленно, чтобы «электродинамическими эффектами» в описанном выше смысле можно было пренебречь) электрического поля и его взаимодействия с электрически заряженными телами (электрическими зарядами).

Магнитостатика исследует постоянные токи и постоянные магнитные поля (поля не меняются во времени или меняются настолько медленно, что быстротой этих изменений в расчёте можно пренебречь), а также их взаимодействие.

Электродинамика сплошных сред рассматривает поведение электромагнитных полей в сплошных средах.

Релятивистская электродинамика рассматривает электромагнитные поля в движущихся средах.

Прикладное значение

Электродинамика лежит в основе физической оптики, физики распространения радиоволн, а также пронизывает практически всю физику, так как почти во всех разделах физики приходится иметь дело с электрическими полями и зарядами, а часто и с их нетривиальными быстрыми изменениями и движениями. Кроме того, электродинамика является образцовой физической теорией (и в классическом и в квантовом своём варианте), сочетающей очень большую точность расчётов и предсказаний с влиянием теоретических идей, родившихся в её области, на другие области теоретической физики.

Электродинамика имеет огромное значение в технике и лежит в основе: радиотехники, электротехники, различных отраслей связи и радио.

Электрическая цепь — совокупность устройств, предназначенных для протекания электрического тока, электромагнитные процессы в которых могут быть описаны с помощью понятий сила тока и напряжение

Изображение электрической цепи с помощью условных знаков называют электрической схемой.

Неразветвленные и разветвленные электрические цепи

Электрические цепи подразделяют на неразветвленные и разветвленные. На рисунке 1 представлена схема простейшей неразветвленной цепи. Во всех элементах ее течет один и тот же ток. Простейшая разветвленная цепь изображена на рисунке 2.4. В ней имеются восемь ветвей и четыре узла. В каждой ветви течет свой ток. Ветвь можно определить как участок цепи, образованный последовательно соединенными элементами (через которые течет одинаковый ток) и заключенный между двумя узлами. В свою очередь узел есть точка цепи, в которой сходятся не менее трех ветвей. Если в месте пересечения двух линий на электрической схеме поставлена точка (рисунок 2), то в этом месте есть электрическое соединение двух линий, в противном случае его нет. Узел, в котором сходятся две ветви, одна из которых является продолжением другой, называют устранимым или вырожденным узлом.

Линейные и нелинейные электрические цепи

Изображение электрической цепи с помощью условных знаков называют электрической схемой (рисунок 2.4, а). Зависимость тока, протекающего по сопротивлению, от напряжения на этом сопротивлении называют вольтамперной характеристикой (ВАХ). По оси абсцисс на графике обычно откладывают напряжение, а по оси ординат — ток.

Рисунок 2.4 — Разветвленная цепь

Рисунок 2.5

Сопротивления, ВАХ которых являются прямыми линиями (рисунок 2.5, б), называют линейными, электрические цепи только с линейными сопротивлениями — линейными электрическими цепями. Сопротивления, ВАХ которых не являются прямыми линиями (рис. 2.1, в), т. е. они нелинейные, называют нелинейными, а электрические цепи с нелинейными сопротивлениями — нелинейными электрическими цепями.

Рисунок 2.6

Примерами линейных (как правило, в очень хорошем приближении) цепей являются цепи, содержащие только резисторы, конденсаторы и катушки индуктивности. Также как линейные в определенных диапазонах могут рассматриваться цепи, содержащие линейные усилители и некоторыми другими электронными устройствами, содержащими активные элементы, но имеющими в определенных диапазонах достаточно линейные характеристики.

История создания генератора

Русский ученый Э.Х. Ленц еще в 1833 г. указал на обратимость электрических машин: одна и та же машина может работать как электродвигатель, если ее питать током, и может служить генератором электрического тока, если ее ротор привести во вращение каким-либо двигателем, например паровой машиной. В 1838 Ленц, один из членов комиссии по испытанию действия электрического мотора Якоби, на опыте доказал обратимость электрической машины.

Рисунок 2.7 Современный генератор

Первый генератор электрического тока, основанный на явлении электромагнитной индукции, был построен в 1832 г. парижскими техниками братьями Пиксии. Этим генератором трудно было пользоваться, так как приходилось вращать тяжелый постоянный магнит, чтобы в двух проволочных катушках, укрепленных неподвижно вблизи его полюсов, возникал переменный электрический ток. Генератор был снабжен устройством для выпрямления тока. Стремясь повысить мощность электрических машин, изобретатели увеличивали число магнитов и катушек. Одной из таких машин, построенной в 1843 г., был генератор Эмиля Штерера. У этой машины было три сильных подвижных магнита и шесть катушек, вращавшихся от рук вокруг вертикально оси. Таким образом, на первом этапе развития электромагнитных генераторов тока (до 1851 г.) для получения магнитного поля применяли постоянные магниты. На втором этапе (1851-1867 гг.) создавались генераторы у которых для увеличения мощности постоянные магниты были заменены электромагнитами. Их обмотка питалась током от самостоятельного небольшого генератора тока с постоянными магнитами. Подобная машина была создана англичанином Генри Уальдом в 1863 г.

При эксплуатации этой машины выяснилось, что генераторы, снабжая электроэнергией потребителя, могут одновременно питать током и собственные магниты. Оказалось, что сердечники электромагнитов сохраняют остаточный магнетизм после выключения тока. Благодаря этому генератор с самовозбуждением дает ток и тогда, когда его запускают из состояния покоя. В 1866-1867 гг. ряд изобретателей получили патенты на машины с самовозбуждением.

Рисунок 2.8 Динамо машина

В 1870 г. бельгиец Зеноб Грамм, работавший во Франции, создал генератор, получивший широкое применение в промышленности. В своей динамо-машине он использовал принцип самовозбуждения и усовершенствовал кольцевой якорь, изобретенный еще в 1860 г. А. Пачинотти.

В одной из первых машин Грамма кольцевой якорь, укрепленный на горизонтальном валу, вращался между полюсными наконечниками двух электромагнитов. Якорь приводился во вращение через приводной шкив, обмотки электромагнитов были включены последовательно с обмоткой якоря. Генератор Грамма давал постоянный ток, который отводится с помощью металлических щеток, скользивших по поверхности коллектора. На Венской международной выставке в 1873 г. демонстрировались две одинаковые машины Грамма, соединенные проводами длинной 1 км. Одни из машин приводилась в движение от двигателя внутреннего сгорания и служила генератором электрической энергии. Вторая машина получала электрическую энергию по проводам от первой и, работая как двигатель, приводила в движение насос. Это была эффектная демонстрация обратимости электрических машин, открытой Ленцем, и демонстрация принципа передачи энергии на расстояние.

Генератор переменного тока

В настоящее время имеется много различных типов индукционных генераторов. Но все они состоят из одних и тех нее основных частей. Это, во-первых, электромагнит или постоянный магнит, создающий магнитное поле, и, во-вторых, обмотка, в которой индуцируется переменная ЭДС - электро движущая сила (в рассмотренной модели генератора это вращающаяся рамка). Так как ЭДС, наводимые в последовательно соединенных витках, складываются, то амплитуда ЭДС индукции в рамке пропорциональна числу витков в ней. Она пропорциональна также амплитуде переменного магнитного потока (Фm = BS) через каждый виток.

Принцип действия генератора переменного тока следующая. Для получения большого магнитного потока в генераторах применяют специальную магнитную систему, состоящую из двух сердечников, сделанных из электротехнической стали. Обмотки, создающие магнитное поле, размещены в пазах одного из сердечников, а обмотки, в которых индуцируется ЭДС, - в пазах другого. Один из сердечников (обычно внутренний) вместе со своей обмоткой вращается вокруг горизонтальной или вертикальной оси. Поэтому он называется ротором. Неподвижный сердечник с его обмоткой называют статором. Зазор между сердечниками статора и ротора делают как можно меньшим для увеличения потока магнитной индукции.

В изображенной на рисунке модели генератора вращается проволочная рамка, которая является ротором (правда, без железного сердечника). Магнитное поле создает неподвижный постоянный магнит. Разумеется, можно было бы поступить и наоборот: вращать магнит, а рамку оставить неподвижной.

В больших промышленных генераторах вращается именно электромагнит, который является ротором, в то время как обмотки, в которых наводится ЭДС, уложены в пазах статора и остаются неподвижными. Дело в том, что подводить ток к ротору или отводить его из обмотки ротора во внешнюю цепь приходится при помощи скользящих контактов. Для этого ротор снабжается контактными кольцами, присоединенными к концам его обмотки.

Рисунок 2.9. Структурная схема генератора переменного тока.

Неподвижные пластины - щетки - прижаты к кольцам и осуществляют связь обмотки ротора с внешней цепью. Сила тока в обмотках электромагнита, создающего магнитное поле, значительно меньше силы тока, отдаваемого генератором во внешнюю цепь. Поэтому генерируемый ток удобнее снимать с неподвижных обмоток, а через скользящие контакты подводить сравнительно слабый ток к вращающемуся электромагниту. Этот ток вырабатывается отдельным генератором постоянного тока (возбудителем), расположенным на том левее валу (В настоящее время постоянный ток в обмотку ротора чаще всего подают из статорной обмотки этого же генератора через выпрямитель).

В маломощных генераторах магнитное поле создается вращающимся постоянным магнитом. В таком случае кольца и щетки вообще не нужны.

Появление ЭДС в неподвижных обмотках статора объясняется возникновением в них вихревого электрического поля, порожденного изменением магнитного потока при вращении ротора.

Современный генератор электрического тока — это внушительное сооружение из медных проводов, изоляционных материалов и стальных конструкций. При размерах в несколько метров важнейшие детали генераторов изготовляются с точностью до миллиметра. Нигде в природе нет такого сочетания движущихся частей, которые могли бы порождать электрическую энергию столь же непрерывно и экономично.

Генераторы постоянного тока.

В технике применяется в большинстве случаев переменный ток, однако во многих случаях бывает необходим и постоянный ток. Постоянный ток можно получить, либо с помощью выпрямительных устройств, преобразуя переменный ток в постоянный, либо используя специальные генераторы постоянного тока. Применение генераторов постоянного тока оказывается часто более выгодным и удобным.

Генераторы постоянного тока представляют собой обычные индукционные генераторы, снабженные особым приспособлением — так называемым коллектором,— дающим возможность превратить переменное напряжение на зажимах (щетках) машины в постоянное.

Рисунок 2.10. Схема генератора постоянного тока: 1 — полукольца коллектора, 2 — вращающийся якорь (рамка), 3 — щетки для съема индукционного тока

Принцип устройства коллектора ясен из рисунка 2.10, на котором изображена схема простейшей модели генератора постоянного тока с коллектором. Эта модель отличается от рассмотренной выше модели генератора переменного тока (рисунок 2.8) лишь тем, что здесь концы якоря (обмотки) соединены не с отдельными кольцами, а с двумя полукольцами 1, разделенными изолирующим материалом и надетыми на общий цилиндр, который вращается на одной оси с рамкой 2. К вращающимся полукольцам прижимаются пружинящие контакты (щетки) 3, с помощью которых индукционный ток отводится во внешнюю сеть. При каждом полуобороте рамки концы ее, припаянные к полукольцам, переходят с одной щетки на другую. Но направление индукционного тока в рамке, тоже меняется при каждом полуобороте рамки. Поэтому, если переключения в коллекторе происходят в те же моменты времени, когда меняется направление тока в рамке, то одна из щеток всегда будет являться положительным полюсом генератора, а другая — отрицательным, т. е. во внешней цепи будет идти ток, не меняющий своего направления. Можно сказать, что с помощью коллектора мы производим выпрямление переменного тока, индуцируемого в якоре машины.

График напряжения на зажимах такого генератора, якорь которого имеет одну рамку, а коллектор состоит из двух полуколец, изображен на рисунке 2.11. Как видим, в этом случае напряжение на зажимах генератора, хотя и является прямым, т. е. не меняет своего направления, но все время меняется от нуля до максимального значения. Такое напряжение и соответствующий ему ток часто называют прямым пульсирующим током. Нетрудно сообразить, что напряжение или ток проходят весь цикл своих изменений за время одного полупериода переменной э. д. с. в обмотках генератора. Иначе говоря, частота пульсаций вдвое больше частоты переменного тока.

Рисунок 2.11 Зависимость напряжения на зажимах генератора постоянного тока от времени

Чтобы сгладить эти пульсации и сделать напряжение не только прямым, но и постоянным, якорь генератора составляют из большого числа отдельных катушек, или секций, сдвинутых на определенный угол друг относительно друга, а коллектор составляют не из двух полуколец, а из соответствующего числа пластин, лежащих на поверхности цилиндра, вращающегося на общем валу с якорем. Концы каждой секции якоря припаиваются к соответствующей паре пластин, разделенных изолирующим материалом. Такой якорь называют якорем барабанного типа (рисунок 2.12). На рисунке 2.13 показан генератор постоянного тока в разобранном виде, а на рисунке 2.14 — схема устройства такого генератора с четырьмя секциями якоря и двумя парами пластин на коллекторе. Общий вид генератора постоянного тока марки ПН показан на рисунке 2.15. Генераторы этого типа изготовляются на мощности от 0,37 до 130 кВт и на напряжения 115, 115/160, 230/320 и 460 В при частоте вращения ротора от 970 до 2860 оборотов в минуту.

Из рисунке 2.13 и 2.14 мы видим, что, в отличие от генераторов переменного тока, в генераторах постоянного тока вращающаяся часть машины — ее ротор — представляет собой якорь машины (барабанного типа), а индуктор помещен в неподвижной части машины — ее статоре. Статор (станина генератора) выполняется из литой стали или чугуна, и на внутренней его поверхности укрепляются выступы, на которые надеваются обмотки, создающие в машине магнитное поле (рисунок 2.14). На рисунок 333 показана только одна пара полюсов N и S; на практике обычно в статоре размещают несколько пар таких полюсов. Все их обмотки соединяют последовательно, и концы выводят на зажимы m и n, через которые в них подается ток, создающий в машине магнитное поле.

Рисунок 2.13. Якорь барабанного типа генератора постоянного тока: 1 — барабан, на котором расположены витки четырех обмоток, 2 — коллектор, состоящий из двух пар пластин

Рисунок 2.14 Генератор постоянного тока в разобранном виде:

1 — станина, 2 — якорь, 3 — подшипниковые щиты, 4 — щетки с щеткодержателями, укрепленные на траверзе, 5 — сердечник полюса

Рисунок 2.15 Схема генератора постоянного тока с четырьмя секциями якоря и четырьмя пластинами на коллекторе	Рисунок 2.16. Внешний вид генератора постоянного тока

Так как выпрямление происходит лишь на коллекторе машины, а в каждой секции индуцируется переменный ток, то во избежание сильного нагревания токами Фуко' сердечник якоря делают не сплошным, а набирают из отдельных стальных листов, на краю которых выштамповываются выемки для активных проводников якоря, а в центре — отверстие для вала со шпонкой (рисунок 2.16, б). Эти листы изолируются друг от друга бумагой или лаком.

Рисунок 2.16 Детали генератора постоянного тока:

а) полюсный сердечник с обмоткой возбуждения; б) стальной лист якоря с отверстием в центре

Схему соединения отдельных секций обмотки якоря с пластинами коллектора можно уяснить себе из рисунок 2.17. Здесь круг с вырезами изображает задний торец железного сердечника, в пазах которого уложены длинные провода отдельных секций, параллельные оси цилиндра. Провода эти, обычно называемые в электротехнике активными, перенумерованы на рисунке цифрами 1—8. На задней торцевой стороне якоря эти провода соединены попарно так называемыми соединительными проводами, которые на рисунке изображены штриховыми линиями и отмечены буквами а, b, с, d. Как видим, каждые два активных провода и один соединительный образуют отдельную рамку — секцию якоря, свободные концы которой припаяны к паре пластин коллектора.

Первую секцию составляют активные провода 1 и 4 и соединительный провод а; концы ее припаяны к коллекторным пластинам I и II. К той же пластине II припаян свободный конец активного провода 3, который вместе с активным проводом 6 и соединительным проводом b образует вторую секцию; свободный конец этой секции припаян к коллекторной пластине III, и к той же пластине припаян конец третьей секции, состоящей из активных проводов 5 и 8 и соединительного провода с. Другой свободный конец третьей секции припаян к коллекторной пластине IV. Наконец, четвертую секцию составляют активные провода 7 и 2 и соединительный провод d. Концы этой секции припаяны соответственно к коллекторным пластинам IV и I.

Мы видим, таким образом, что все секции якоря барабанного типа соединены друг с другом так, что они образуют одну замкнутую цепь. Такой якорь называют, поэтому, короткозамкнутым.

Пластины коллектора I—IV и щетки Р и Q показаны на рисунок 2.17 в той же плоскости, но на самом деле они, так же как и провода, соединяющие их с концами секций и изображенные на рисунке сплошными линиями, находятся на противоположной стороне цилиндра.

Разберем подробнее эту схему, чтобы выявить основные принципиальные особенности конструкции и работы якоря барабанного типа.

Щетки Р и Q прижимаются к паре противоположных пластин коллектора. На рисунок 2.17, а изображен момент, когда щетка Р касается пластины I, а щетка Q— пластины III. Нетрудно видеть, что, выйдя, например, из щетки Р, мы можем прийти к щетке Q по двум параллельно

Рисунок 2.17 Схема присоединения секций якоря к щеткам в два момента времени, отстоящие на четверть периода: а) одна ветвь содержит секции 1 и 2, а другая — секции 3 и 4; б) первая ветвь содержит секции 4 и 1, а вторая — секции 2 и 3.

Во внешней цепи (нагрузке) ток всегда идет от Р к Q включенным между ними ветвям: либо через секции 1 и 2, либо через секции 4 и 3, как это схематически показано на рисунке 336, а. Через четверть оборота щетки будут касаться пластин II и IV, но опять между ними окажутся две параллельные ветви с секциями 4 и 1 в одной ветви и 2 и 3 — в другой (рисунке 2.17, б). То же будет иметь место и в другие моменты вращения якоря.

Таким образом, короткозамкнутая цепь якоря в любой момент времени распадается между щетками на две параллельные ветви, в каждую из которых последовательно включена половина секций якоря. При вращении якоря в поле индуктора в каждой секции индуцируется переменная э. д. с. Направления токов, индуцируемых в некоторый момент времени в различных секциях, отмечены на рис. 336 стрелками. Через половину периода все направления индуцированных э. д. с. и токов изменятся на обратные, но так как в момент изменения их знака щетки меняются местами, то во внешней цепи ток будет всегда иметь одно и то же направление; щетка Р всегда является положительным, а щетка Q — отрицательным полюсом генератора. Таким образом, коллектор выпрямляет переменную э. д. с, возникающую в отдельных секциях якоря.

Из рис. 336 мы видим, что э. д. с, действующие в обеих ветвях, на которые распадается цепь якоря, направлены «навстречу» друг другу. Поэтому, если бы во внешней цепи не было тока, т. е. к зажимам генератора не была бы присоединена никакая нагрузка, то общая э. д. с, действующая в короткозамкнутой цепи якоря, была бы равна нулю, т, е. тока в этой цепи не было бы. Положение было бы таким же, как при включении «навстречу» друг другу двух гальванических элементов без внешней нагрузки (рис. 337, а). Если же мы присоединим к этим двум элементам нагрузку (рис. 337, б), то по отношению к внешней сети оба элемента окажутся включенными параллельно, т. е. напряжение на зажимах сети (М и N) будет равно напряжению каждого элемента. То же, очевидно, будет иметь место и в нашем генераторе, если к его зажимам (М и N на рис. 333) мы присоединим какую-нибудь нагрузку (лампы, двигатели и т. п.): напряжение на зажимах генератора будет равно напряжению, создаваемому в каждой из двух параллельных ветвей, на которые распадается якорь генератора.

Рисунок 2.18. а) В цепи, составленной из двух включенных «навстречу» элементов, при отсутствии нагрузки тока нет. б) При наличии нагрузки элементы соединены по отношению к ней параллельно. Ток нагрузки разветвляется и половина его проходит через каждую ветвь

Э. д. с, индуцированные в каждой из этих ветвей, складываются из э. д. с. каждой из последовательно соединенных секций, входящих в эту ветвь. Поэтому мгновенное значение результирующей э. д. с. будет равно сумме мгновенных значений отдельных э. д. с. Но при определении формы результирующего напряжения на зажимах генератора нужно учитывать два обстоятельства: а) благодаря наличию коллектора каждое из складываемых напряжений выпрямляется, т. е. имеет форму, изображаемую кривыми 1 или 2 на рис. 338; б) напряжения эти сдвинуты по фазе на четверть периода, так как секции, входящие в каждую ветвь, смещены друг относительно друга на p/2. Кривая 3 на рис. 338, полученная путем сложения соответственных ординат кривых 1 и 2, изображает форму напряжения на зажимах генератора. Как видим, пульсации на этой кривой имеют удвоенную частоту и значительно меньше, чем пульсации в каждой секции. Напряжение и ток в цепи уже не только прямые (не меняющие направления), но и почти постоянные.

Чтобы еще более сгладить пульсации и сделать ток практически совершенно постоянным, на практике помещают на якоре машины не 4 отдельные секции, а значительно большее число их: 8, 16, 24, ... Такое же число раздельных пластин имеется на коллекторе. Схемы соединения при этом, конечно, значительно усложняются, но принципиально такой якорь ничем не отличается от описанного. Все секции его образуют одну короткозамкнутую цепь, распадающуюся по отношению к щеткам машины на две параллельные ветви, в каждой из которых действуют последовательно соединенные и смещенные по фазе друг относительно друга э. д. с. половинного числа секций. При сложении этих э. д. с. получается почти постоянная э. д. с. с очень малыми пульсациями.

Рис. 338. Изменение со временем напряжения: 1 и 2 — в двух секциях обмотки, соединенных с одной и той же парой пластин коллектора, 3 — на зажимах генератора. Штриховые прямые — средние значения соответствующих напряжений

Динамо-машина

Динамо-машина стала первым электрическим генератором, способным вырабатывать электрическую энергию для промышленности. Работа динамо-машины основана на законах электромагнетизма для преобразования механической энергии в пульсирующий постоянный ток. Постоянный ток вырабатывался благодаря использованию механического коммутатора. Первую динамо-машину построил Pixii (Ипполит Пикси) в 1832.

Пройдя ряд менее значимых открытий, динамо-машина стала прообразом, из которого появились дальнейшие изобретения, такие как двигатель постоянного тока, генератор переменного тока, синхронный двигатель, роторный преобразователь.

Динамо-машина состоит из статора, который создает постоянное магнитное поле, и набора вращающихся обмоток, вращающихся в этом поле. На маленьких машинах постоянное магнитное поле могло создаваться с помощью постоянных магнитов, у крупных машин постоянное магнитное поле создается одним или несколькими электромагнитами, обмотки которых обычно называют обмотками возбуждения.

Большие мощные динамо-машины сейчас можно редко где увидеть, из-за большей универсальности использования переменного тока на сетях электропитания и электронных твердотельных преобразователей постоянного тока в переменный. Однако до того, как был открыт переменный ток, огромные динамо-машины, вырабатывающие постоянный ток, были единственной возможностью для выработки электроэнергии. Сейчас динамо-машины являются редкостью.

Другие электрические генераторы, использующие вращение

Без коммутатора динамо-машина является примером генератора переменного тока. С электромеханическим коммутатором динамо-машина — классический генератор постоянного тока. Генератор переменного тока должен всегда иметь постоянную частоту вращения ротора и быть синхронизирован с другими генераторами в сети распределения электропитания. Генератор постоянного тока может работать при любой частоте ротора в допустимых для него пределах, но вырабатывает постоянный ток.

МГД генератор

Магнитогидродинамический генератор напрямую вырабатывает электроэнергию из энергии движущейся через магнитное поле плазмы или другой подобной проводящей среды (например, жидкого электролита) без использования вращающихся частей. Разработка генераторов этого типа началась потому, что на его выходе получаются высокотемпературные продукты сгорания, которые можно использовать для нагрева пара в парогазовых электростанциях и таким образом, повысить общий КПД. МГД генератор является обратимым устройством, то есть может быть использован и как двигатель.

Классификация генераторов

Электромеханические

Индукционные

Электрофорная машина

Термоэлектрические

Термопары

Термоионные генераторы

Фотоэлементы

Магнитогидро(газо)динамические генераторы

Химические источники тока

Гальванические элементы

Топливные элементы

Биогенераторы

Электромеханические индукционные генераторы

Электромеханический генератор — это электрическая машина, в которой механическая работа преобразуется в электрическую энергию.

— устанавливает связь между ЭДС и скоростью изменения магнитного потока пронизывающего обмотку генератора.

Классификация электромеханических генераторов

По типу первичного двигателя:

Турбогенератор — электрический генератор, приводимый в движение паровой турбиной или газотурбинным двигателем;

Гидрогенератор — электрический генератор, приводимый в движение гидравлической турбиной;

Дизель-генератор — электрический генератор, приводимый в движение дизельным двигателем;

Ветрогенератор — электрический генератор, преобразующий в электричество кинетическую энергию ветра;