2014 dxdy logo

Научный форум dxdy

Математика, Физика, Computer Science, Machine Learning, LaTeX, Механика и Техника, Химия,
Биология и Медицина, Экономика и Финансовая Математика, Гуманитарные науки




 
 Как работает униполярный генератор
Сообщение11.12.2012, 15:34 
Наверно немного существует технических устройст работа которых вызывала бы столько споров, как униполярный генератор, даже теорию относительности пытаются привлечь для объяснения его работы.А между тем, чтобы понять как работает это устройство достаточно знаний обычного школьника не пропускавшео уроков физики.
Изображение Рис. 1
ИзображениеРис.2
На рис. 1 изображена схема униполярного тенератора (передранная из "Физической энциклопедии"). Но прежде чем заняться униполярным генератором рассмотрим (рис.2) контур АВСА из гибкого проводника движущийся без изменения формы в постоянном и однородном магнитном поле. При движении такого контура между его крайними точками А и С будет наводиться э.д.с. индукции, одако тока в контуре не будет, поскольку э.д.с. наводимая на участке АВС равна и противоположно направлена э.д.с. наводимой на нижнем участке АС. И по вторму правилу Кирхгофа ток в контуре будет равен нулю.
А теперь предположим, что участок контура ВС прибит гвоздями к неподвижной доске и мы вновь двигаем оставшуюся часть контура в постоянном и однородном магнитном поле. Теперь ситуация изменилась, поскольку э.д.с. верхнего участка АС уже не равна э.д.с. нижнего участка АВ и согласно тому же Кирхгофу в контуре потечёт ток.
В приложении к униполярному генератору участки АВ и АС - подводящие провода, участок ВС -часть электрической цепи проходящая по телу вращающегося магнита. При вращении магнита вмете с ним вращается и его магнитное поле. Магнитные силовые линии последнего пересекают подводящие провода и наводят в них э. д. с. Однако, ось вращающегося магнита (точка О на рис 1), аналогична точке С на рис. 2 и наличие участка контура не пересекаемого магнитными силовыми линиями приводит к нарушению симметрии и появлению тока в контуре. Отсюда и характеристики униполярного генератора - он даёт малые напряжения из-за малости участка непересекаемого магнитными силовыми линиями и способен выдать огромные токи поскольку его максимальная электрическая мощность равна механической мощности затрачивамой на вращение магнита.

 
 
 
 Re: Как работает униполярный генератор
Сообщение11.12.2012, 15:39 
Аватара пользователя
Анатолий Григорьев в сообщении #657006 писал(а):
А теперь предположим, что участок контура ВС прибит гвоздями к неподвижной доске

В этом случае просто замкните точки В и С, и получите тоже самое если бы весь контур двигался.
Анатолий Григорьев в сообщении #657006 писал(а):
Теперь ситуация изменилась, поскольку э.д.с. верхнего участка АС уже не равна э.д.с. нижнего участка АВ и согласно тому же Кирхгофу в контуре потечёт ток.

А выбор точки $A$ не за Вами, а за природой.

 
 
 
 Re: Как работает униполярный генератор
Сообщение11.12.2012, 15:45 
Comanchero
Они и так замкнуты. Магнит металлический и проводит ток. Любая перемычка будет вращаться вместе с магнитом и не пересекаться магнитными силовыми линиями.

-- Вт дек 11, 2012 17:18:06 --

Точку А можно выбрать произвольно. В любом случае сработает Кирхгоф и в контуре появится нескомпенсированная э.д.с.

 
 
 
 Re: Как работает униполярный генератор
Сообщение11.12.2012, 15:55 
Аватара пользователя
Анатолий Григорьев в сообщении #657006 писал(а):
На рис. 1 изображена схема униполярного тенератора
.......
При вращении магнита вмете с ним вращается и его магнитное поле

А давайте чуть изменим схему. Верхняя половина - медный цилиндр, нижняя - цилиндрический магнит.
А далее можем вращать хоть тот, хоть другой. Давайте вращать только магнит (вместе с его полем?). Что увидим на приборе? :?

 
 
 
 Re: Как работает униполярный генератор
Сообщение11.12.2012, 16:15 
nikvic
А куда включён прибор? И как расположен медный цилиндр огносительно магнита?

 
 
 
 Re: Как работает униполярный генератор
Сообщение11.12.2012, 16:31 
Аватара пользователя
Анатолий Григорьев в сообщении #657029 писал(а):
А куда включён прибор? И как расположен медный цилиндр относительно магнита?

Верхняя часть "Вашего" цилиндра - медная и касается щётки гальванометра.

 
 
 
 Re: Как работает униполярный генератор
Сообщение11.12.2012, 17:47 
Аватара пользователя
nikvic в сообщении #657019 писал(а):
А давайте чуть изменим схему.
Или изменим так — на рис.1 сдвинем щётку с вверх до края цилиндрического магнита. На магните останется только участок ос. Теперь хоть щётку крути по краю магнита, хоть сам магнит — участок цепи ос будет двигаться относительно магнита, и на этом участке будет наводиться ЭДС.
Тут, действительно, "достаточно знаний обычного школьника не пропускавшего уроков физики".

 
 
 
 Re: Как работает униполярный генератор
Сообщение11.12.2012, 18:06 
Аватара пользователя
hvost_soroki в сообщении #657060 писал(а):
Или изменим так

Я-то хочу уговорить автора что-нибудь сказать про вращение магнитного поля.
Штоп сотряс основы... :D

 
 
 
 Re: Как работает униполярный генератор
Сообщение11.12.2012, 19:48 
nikvic в сообщении #657039 писал(а):
Верхняя часть "Вашего" цилиндра - медная и касается щётки гальванометра

Ничего не изменится, поскольку медная часть не движется относительно магнитного поля, в контуре нарушен баланс э.д.с. и генератор будет работать как ни в чём не бывало. Ваше предложение делает ещё нагляднее, то что я излагаю.
hvost_soroki в сообщении #657060 писал(а):
Или изменим так — на рис.1 сдвинем щётку с вверх до края цилиндрического магнита. На магните останется только участок ос. Теперь хоть щётку крути по краю магнита, хоть сам магнит — участок цепи ос будет двигаться относительно магнита, и на этом участке будет наводиться ЭДС.
Тут, действительно, "достаточно знаний обычного школьника не пропускавшего уроков физики".

И при Вашем предложении ничего не изменится. Магнитное поле "вморожено" в магнит и при перемещении щётки по его поверхности, магнитное поле не пересекает материал магнита. Очень похожий опыт описан у Фейнмана (ФЛФ т.6 фиг. 17.3 и относящийся к ней текст). Знаий обычного школьника достаточно чтобы понять как работает "классический" униполярный генератор, чтобы понять как работают его модификации нужны знания второкурсника почитавшего Фейнмана.

 
 
 
 Re: Как работает униполярный генератор
Сообщение11.12.2012, 19:56 
Аватара пользователя
Анатолий Григорьев в сообщении #657146 писал(а):
Ничего не изменится, поскольку медная часть не движется относительно магнитного поля, в контуре нарушен баланс э.д.с. и генератор будет работать как ни в чём не бывало.
.....Магнитное поле "вморожено" в магнит ...

Я предлагаю не вращать ни медный цилиндр, ни провод с прибором.
А вращать только магнит - вот и увидим, вморожено поле в магнит иль нет.
Да, кстати, провод можно приварить :D

 
 
 
 Re: Как работает униполярный генератор
Сообщение11.12.2012, 20:11 
nikvic в сообщении #657152 писал(а):
Анатолий Григорьев в сообщении #657146 писал(а):
Ничего не изменится, поскольку медная часть не движется относительно магнитного поля, в контуре нарушен баланс э.д.с. и генератор будет работать как ни в чём не бывало.
.....Магнитное поле "вморожено" в магнит ...

Я предлагаю не вращать ни медный цилиндр, ни провод с прибором.
А вращать только магнит - вот и увидим, вморожено поле в магнит иль нет.
Да, кстати, провод можно приварить :D

В этом случае, соответствующем движению всего контура на рис. 2 в магнитном поле, генератор работать не будет.

 
 
 
 Re: Как работает униполярный генератор
Сообщение11.12.2012, 20:15 
Аватара пользователя
Вот в Википедии есть табличка, в которой показано, когда генератор работает, когда - нет: Униполярный генератор.

 
 
 
 Re: Как работает униполярный генератор
Сообщение11.12.2012, 20:16 
Аватара пользователя
Ну да ладно... Тема здесь не новая -

topic10334.html?hilit=Педантично об электродинамике&start=0

 
 
 
 Re: Как работает униполярный генератор
Сообщение03.01.2014, 15:58 
Someone в сообщении #657171 писал(а):
Вот в Википедии есть табличка, в которой показано, когда генератор работает, когда - нет:
Пока подглядывать не буду- но там наверняка нет работы с соленоидом без сердечника. На торце вращающийся диск. Соленоид не вращается. Попал сюда по ссылке Григорьва. Тема скорее жива или не очень?

 
 
 [ Сообщений: 14 ] 


Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group