Цитата:
Сообщение от KDV
Описание эксперимента, пригодное для самостоятельного повторения, тоже годится.
|
Начнем отсюда. То, что чаще всего понимают под явлением "электромагнитная индукция", может быть описано системой уравнений Максвелла. Из них следует, что ЭДС, возникающая в контуре, прямопропорциональна изменению магнитного потока во времени или иначе -- изменению потокосцепления контура. Однако, в случае с электромагнитной униполярной индукцией такое изменение магнитного потока может отсутствовать. Представьте проводник, движущийся в бесконечном магнитном поле. Это поле неизменно на всем участке его протяженности как по вектору так и по величине. То есть изменение магнитного потока, соответственно и потокосцепления во времени нет. Но эдс все же будет наводиться( и еще как!) в проводнике в случае, если контур с ним будет замкнут. Вспомните правило левой руки из школьных учебников. Здесь ЭДС будет зависить только от скорости движения проводника (при неизменном зазоре и, как уже говорилось, неизменном векторе магнитной индукции) .
Эмпирическая формула для расчета здесь такова: ЭДС= BLV,
где B-- вектор магнитной индукции(измеряемый в единицах Тесла),
L-- длинна активного участка проводника(того участка, который "простреливают" магнитные силовые линии, направленные в соотв. с правилом левой руки),
V--- скорость движения проводника.
При средней индукции в зазоре 1 Тл, длине активного участка контура 1м и скорости 1м/с, ЭДС составит 1 Вольт.
Не можете представит себе бесконечное магнитное поле? Представте линейку, длиной, положим 30 см. Линейка сделана из магнитотвердого материала, намагниченного аксиально, то есть ее "орлы", положим северный магнитный полюс, а "решки" -- южный. теперь сверните линейку в кольцо. Вот и получите бесконечное однородное( с незначительными оговорками) магнитное поле, внутри кольца поле одного вектора, вовне -- противоположного. То есть мы получим кольцевой магнит, радиально намагниченный.
Теперь представьте себе что внутри такого магнита вращается стальной цилиндр. Если вы приложите контакты к торцам цилиндра, то вольметр покажет наличие ЭДС, которая будет соответствовать ЭДС, расчитаной по вышеприведенной формуле.
Вы получите так называемый униполярный генератор с цилиндрическим ротором. Известен с конца 19- века. Если замкнете контур, то амперметр покажет наличие тока, который будет прямопропорционален ЭДС и обратнопропорционален суммарному сопротивлению контура. Отсюда следует что для повышения выходной мощности необходимо уменьшать сопротивление в токосьемном устройстве и в подводящих шинах.
Для справки. Униполярные генераторы в бывшем СССР разрабатывались эксперементально в конце 30-х годов. Тогда же в АН СССР провели расширеную конференцию по генератору Костина. КПД его генераторов превышал 90%, тогда как КПД коллекторных машин постоянного тока на тот же вольтаж и ту же плотность тока не превышал 65%. После ВОВ УГ и УМ в СССР не разрабатывались... за редким исключением. Мне известны только три советские разработки. УГ МАИ (1962год, 10 кВт.ч., демонстрация на ВДНХ), УГ в институте им С.М. Кутателадзе, 400-- 1000 кВт.ч (1989г.) и "скромные" униполярные моторы суммарной мощностью 50 000 л.с. (ржу, не могу
) для... атамохода "Ленин".
На Западе все обстояло иначе. Приведу один пример. После открытия свойств натрий - калиевого сплава, компания GE разработала УГ для электролизных ван, мощностью 25 мВт. Генераторы с рессурсом 100 000 часов до ремонта, имели КПД 98.5%.
Если есть вопросы по этому посту, задавайте. Продолжу позже.