Явление электромагнитной индукции. Генератор электрического тока

Изучение электромагнитных явлений показывает, что вокруг электрического тока всегда существует магнитное поле. Электрический ток и магнитное поле неотделимы друг от друга.

Но если электрический ток, как говорят, «создает» магнитное поле, то не существует ли обратного явления? Нельзя ли с помощью магнитного поля создать электрический ток? Такую задачу в начале IX столетия пытались решить многие ученые. Поставил ее перед собой и английский ученый Фарадей. «Превратить магнетизм в электричество» — так записал в своем дневнике эту задачу Фарадей в 1822 г. Почти 10 лет упорной работы потребовалось Фарадею для ее решения.

Чтобы понять, как Фарадею удалось «превратить магнетизм в электричество», выполним некоторые опыты Фарадея, используя современные приборы.

На рисунке 305 изображен проводник, концы которого присоединены к гальванометру. Если этот проводник вдвигать внутрь магнита или удалять из него так, чтобы он пересекал магнитные линии, то в нем возникает и существует во все время движения электрический ток. Это видно по отклонению стрелки гальванометра. Можно двигать магнит, а проводник закрепить неподвижно, важно, чтобы существовало движение проводника относительно магнитного поля и чтобы магнитные линии и проводник при этом пересекались.

Явление возникновения электрического тока в проводнике, пересекающем магнитные линии, называется электромагнитной индукцией. А возникающий при этом ток—индукционным током,

Индукционный ток в проводнике представляет собой такое же упорядоченное движение электронов, как и ток, полученный от гальванического элемента или аккумулятора. Название же «индукционный» указывает только на причину его возникновения.

На явлении электромагнитной индукции основано устройство и действие мощных источников тока – генераторов. Модель генератора показана на рисунке 306. Когда рамка вращается в магнитном поле (рис, 306), в ее обмотке возникает ток.

Фарадей Майкл (1791—1867)— английский физик. Создал учение о магнитном и электрическом поле. Открыл явление электромагнитной индукции, установил законы электролиза, прославился опытами по сжижению газов.

Устройство технического генератора значительно сложнее. При помощи их вырабатывается ток на электростанциях. Для приведения во вращение подвижной части генератора используют двигатели внутреннего сгорания, паровые турбины и гидротурбины.

Электрический генератор и паровую турбину, соединенные в один агрегат (рис. 307), называет турбогенератором. На рисунке 307 слева изображен внешний вид генератора, справа — внешний вид турбины. Турбогенераторы устанавливают на тепловых (и атомных) электростанциях. Наши заводы могут сейчас строить генераторы мощностью свыше 1 млн. кВт, создающие напряжение 13—15 тыс. В.

На рисунке 308 изображена схема гидрогенератора, они, как и турбогенераторы, вырабатывают ток большой мощности. При работе генераторов энергия топлива (угля, нефти, газа) или воды (на гидроэлектростанциях) превращается в энергию электрического тока, которая используется в промышленности, транспорте, сельском хозяйстве и в быту.

Вопросы.  1. На каком опыте можно показать возникновение в проводнике индукционного тока? 2. Какие необходимы условия для получения в проводнике индукционного тока? 3. Какое явление называют электромагнитной индукцией? Кто и когда открыл это явление? 4. Как называются мощные современные источники электрического тока? 5. На каком физическом явлении основано устройство и действие генераторов тока? 6. Какие агрегаты называются турбогенераторами, какие — гидрогенераторами? 7. Какие превращения энергии происходят при работе турбогенератора и гидрогенератора?