Элементы для работы с током и напряжением
До розетки дошли, идём дальше. У нас есть переменный ток и напряжение 220 В. Чтобы детали компьютера могли их использовать, ток должен стать постоянным, а напряжение нужно снизить, причём для разных частей по-разному. Провода с разным напряжением называются линиями:
- Линию 12 В используют процессор, видеокарта, жёсткий диск и вентиляторы.
- Линии 5 В и 3,3 В нужны для USB и разных микросхем на материнской плате.
Преобразование напряжений происходит в блоке питания. Все блоки состоят из одних и тех же элементов, но комплектуются по-разному: элементы различаются по виду, характеристикам и схемам соединения. За это отвечают полупроводники.
Электрический ток
Согласно школьного курса физики – это упорядоченное движение заряженных частиц. Заряженными частицами, в зависимости от среды распространения, считаются электроны или ионы. Для металлов эти частицы – электроны, для некоторых газов или электролитов – ионы. Считается что именно их движение и являются электрическим током.
Как известно, в мире физики, объекты, обладающие разностью зарядов притягиваются, чтобы достигнуть равновесного состояния. Этот факт отлично подтверждает всем известный эксперимент с эбонитовой палочкой. Таким образом, электрический ток — это поток электронов или ионов, стремящихся воссоздать равновесие в мире электрических зарядов.
Не углубляясь в разновидности проводников, рассмотрим обыкновенные электрические провода и электроны, бегущие в них. Электроны заряжены отрицательно, значит их массовое скопление — это отрицательно заряженный объект. В то же время положительно заряженный объект — это место где имеется нехватка этих самых электронов, а значит скопление ионов (атомов с недостающими электронами). Так как природа стремится воссоздать равновесие, образуется поток электронов от минуса к плюсу.
Если природа стремится к равновесию, то отчего же образовались эти недостачи и излишки электронов?
Ответ довольно банален, за исключением некоторых природных явлений вроде молнии или статических разрядов. Люди их создают искусственно, чтобы пользоваться стремлением, или другими словами, силой природы прийти в равновесное состояние, в своих интересах. Как это происходит подробно рассказано в статье про источники тока.
Маленькая особенность: так как само явление электричества было открыто гораздо раньше его природы (упорядоченного движения электронов в металлах), а раньше люди думали, что движутся положительно заряженные частицы), то принято считать, что электрический ток течет от плюса к минусу, хотя сейчас уже ясно, что всё происходит наоборот. В консервативном мире науки решили ничего не менять и продолжают пользоваться веками укоренившейся схемой.
Поняв, как всё это движется, можно попробовать разобраться, что нам даёт этот самый электрический ток. Прохождение электронов по проводнику сопровождается массой удивительных физических явлений, от простого нагревания проводника, до электромагнитного поля вокруг него, но обо всём по порядку.
Как известно, электроны очень маленькие и понаблюдать за ними даже через самый мощный микроскоп не удастся. Поэтому для понимания и визуализации такого действа как электрический ток, придумали очень удобное сравнение — сравнение с водопроводной трубой.
Итак, представим себе водопроводную трубу, она является проводником или просто проводом, очень близко не так ли? В этой трубе течет вода – капли которой очень похожи на электроны, текущие в проводах. Эту воду что-то толкает и ей что-то мешает.
Поток воды можно описать присущими ему свойствами, такими как давление и скорость, а характеристики трубы можно описать такими понятиями как её пропускная способность и сопротивление потоку воды.
По аналогии поток электронов, то есть электрический ток, можно описать такими характеристиками как электрическое напряжение (давление для воды) и сила тока (объём потока воды). Электрический проводник по аналогии с трубой можно описать таким свойством как сопротивление электрическому току (сопротивление потоку воды).
К примеру, тонкая труба может пропустить лишь небольшой поток воды, точно также, тонкий провод способен пропустить поток электронов только с небольшой силой тока. Тонкая струйка, вылетающая из водного пистолета, имеет большую скорость, но очень маленький объем воды, также искра, вылетающая из пьезоэлемента зажигалки, имеет высокое напряжение, но очень маленькую силу тока.
Представим себе огромную трубу диаметром в целый метр и из неё течет, а лучше сказать «вываливается» огромное количество воды, при этом давление в ней довольно низкое (единицы атмосфер), но поток воды просто огромен (сотни литров в секунду). Та же история с толстым проводом точечной электросварки, напряжение там невысокое (несколько вольт), но сила тока просто огромная (сотни ампер), в месте контакта плавится металл. Предположим, что на краю трубы есть кран и он закрыт, вода внутри есть, но она никуда не течёт. Тоже самое с проводником, если цепь от плюса к минусу разорвана, а воздух для электрического тока настолько же труднопроходимая среда, как кран для воды, то ток тоже никуда не течёт. Но электроны из проводника, как и вода из трубы, никуда не делись и напряжение, как и давление в трубе тоже осталось, нет только потока электронов, а значит сила тока равна нулю.
Электрическая масса автомобиля — Мир авто
Электрическая цепь
Вода не будет протекать по гидравлическому контуру, если только трубопроводы не образуют замкнутый путь от бака, через всю систему и назад в бак. Этот принцип также и к электрической системе — электрический ток не будет протекать, если нет замкнутой электрической цепи.
Когда образуется цепь, содержащая батарею, по цепи перемещаются небольшие электрические заряды, называемые электронами. Эти заряды проходят через батарею, по проводам и назад в батарею, причем движение зарядов побуждается батареей. Когда имеется электрический ток, все электроны в различных частях цепи движутся одновременно, это объясняет, почему для протекания тока должен иметься замкнутый контур.Протекание тока напоминает поток воды в трубке, которая изогнута в форме петли и заполнена водой. Никакого потока воды ни в одной части трубки не будет, если соответствующее движение воды не будет происходить в других частях трубки.
Электрическая «масса»
Использование металлического кузова и рамы автомобиля в качестве части электрической цепи позволяет уменьшить длину используемых проводов и упростить подключение. Рама автомобиля называется «массой» и подсоединяется к одной из клемм аккумуляторной батареи. Обычно «массой» является отрицательный полюс аккумуляторной батареи; в этом случае полярность называется «с отрицательной массой».
NuMLock › Блог › Масса, и с чем ее едят.
Всем привет. Как обычно сначала начнем издалека. Эта запись не претендует на руководство к действию, на какой то мануал или еще что то подобное. Возможно где то что то есть уже подобное и не одно, однако мне не встречалось, и данная запись основана на наблюдениях, пробах и ошибках из личного и чужого опыта.
Речь о массе
. Ну вот как раз о тех случаях когда говорят — «проверь массу» или, «дак у тебя масса не там подключена», «почисти клемму массы» и тд. Все эти разговоры имеют под собой вполне полноценное основание. В записи будет описана не вся суть вопроса, но ее большая часть — об активных потерях и помехах на соединениях. (не будет о выбросах с индуктивных нагрузок, о «плюсовой» стороне вопроса и тд. Что тоже существенно, но в общем виде описанном ниже вполне согласуется).
Виной всему закон Ома, ну то есть не виной, а основной причиной описывающей все это дело будет закон Ома. Кто не помнит или не знает, — он гласит (опять же в одной из формулировок), что падение напряжения на участке цепи сопротивление которого R, и при токе I протекающем через это сопротивление , равно произведению тока I на сопротивление R. То есть U=IxR. Например, на сопротивлении 1 Ом при токе 12 Ампер, протекающем через это сопротивление, падение напряжения (его даже можно будет замерить вольтметром, если подключить один щуп вольтметра к одному контакту резистора и второй щуп к другому контакту резистора), падения напряжения будет 1×12= 12 Вольт. Все просто. R это может быть какой-то участок где протекает ток, какая-то нагрузка, например лампочка подключенная одним контактом к «+», а вторым к «-» это тоже R. И если в разрыв поставить амперметр, то измерив ток, и зная что АКБ к которому подключена лампочка это 12 вольт. То можно найти сопротивление лампочки)
Далее, следующая часть. Кто сталкивался с автоэлектрикой, знает и видел что у каждого потребителя в бортовой сети автомобиля своя масса, у ламп в фарах, у вентилятора, у стартера и тд. Что то подключено напрямую к аккумулятору, что то на кузов и тд и тд. Каждое из этих соединений (так как мы в реальном мире) имеет свое соединение, каждый провод имеет свое сопротивление (по этой же причине провода на стартер очень толстые, так как у них низкое сопротивление, чтобы при протекании огромных стартерных токов не тратить драгоценные вольты и энергию на нагрев и потери в проводах), сам кузов тоже имеет сопротивление, и все эти сопротивления, по пути следования всех токов сходятся в точке источника электричества в автомобиле — генераторе и(или) аккумуляторе.
Сложнее дело обстоит с слаботочными цепями, с цепями датчиков, сенсоров, поплавков, реостатов и тд. Например, датчик положения дроссельной заслонки. В общем случае имеет три вывода + питания, минус питания (или масса) и сигнальный выход, на котором меняются показания в зависимости от положения дросселя. Чаще всего все три эти провода идут в блок управления двигателем. Электроника внутри ЭБУ двигателя отслеживает сигнал между минусом и плюсом, которые сам ему и выдает, так сказать ворота, между которыми может быть сигнал. Примерно та же картина на датчиках температуры, воздушного потока (ДМРВ), вращения коленвала, и чаще всего массы этих датчиков отделены в отдельную группу. Наверняка все видели кучу масс на большинстве блоков управления двигателем. У некоторых производителей этих масс даже по 6-8 штук! Зачем? Тем более что тестером все это прозванивается как КЗ?
Как найти плюс или минус мультиметром на автомобиле
Провода в автомобиле имеют цветовую маркировку для идентификации. В некоторых случаях не всегда можно определить положительные и отрицательные позиции. Это часто является проблемой для Mana, поскольку из блока управления выходит много проводов. Необходим мультиметр.
- Установите на измерительном приборе напряжение 20 В.
- Подключите черный кабель устройства к гнезду с маркировкой COM. Это отрицательная клемма.
- Подключите красный провод к VΩmA. Это позитивно.
- Подключите щупы к проводам, полярность которых вы хотите узнать.
- Если на дисплее устройства отображаются беззнаковые числа, можно сделать вывод, что красная клемма подключена к положительному полюсу, а черная — к отрицательному.
- Если перед цифрами появляется дефис, это означает, что соединение обратное.
Существуют и другие мультиметры, в которых стрелка отклоняется относительно нулевой точки. Если он находится в положительном диапазоне, провода подключаются в соответствии с клеммами. Если он находится в отрицательном диапазоне, то все происходит наоборот.
Как исправить плохую «массу»
Способ исправления дефекта зависит от причины, которой он вызван, но, помимо восстановления «земли» необходимо принять меры, которые исключат повторение поломки в будущем. Если этого не сделать, то через какое-то время дефект вернется, причем, возможно, в более тяжелой форме.
Восстановление контакта между клеммой и кузовом
Вот порядок действий, которые нужно выполнить для восстановления контакта: Отключите минусовую клемму АКБ. Открутите гайку, если она зафиксирована контргайкой, то обе, если вместо резьбового штырька болт, то выкрутите его. Снимите шайбу и клемму с резьбового штырька, или, вытащив болт, отведите от места контакта клемму. Осмотрите поверхности кузова и клеммы, если на них грязь и коррозия, то очистите любым подходящим средством, например, «Цинкарем» (удаляет ржавчину, преобразуя ее в металл) или Kontakt 60 (растворяет окислы и разрушает их структуру). Затем удалите шлаки зубной щеткой и протрите места контактов изопропиловым спиртом, затем продуйте воздухом.
Если толщина корродированного слоя 0,5 мм и больше, то желательно зачистить место кузов и клемму металлической щеткой или наждачной бумагой, затем обработать «Цинкарем». Это защитит контактные поверхности от коррозии, благодаря чему соединение будет работать эффективно и долго. Однако даже обработка «Цинкарем», который покрывает поверхности тонким слоем цинка, не является гарантией долгой и беспроблемной службы контакта, ведь он подвергается воздействию воздуха и пара. Поэтому после восстановления контакта покройте все детали акриловой грунтовкой для металла или нитрокраской.
Преобразователь ржавчины «Цинкарь»
После высыхания и полимеризации на поверхности кузова и клеммы образуется тонкая пленка, надежно защищающая детали от воздействия водяного пара, а значит, исключается один из важнейших элементов коррозионного процесса.
Восстановление поврежденного провода
Восстановить поврежденный провод можно тремя способами:
- полностью заменить;
- соединить скруткой или пропаять;
- соединить обжимной муфтой.
Для полной замены находят оба контакта или клеммы, к которым он подходит, затем разбирают их и, сначала вытаскивают старый проводник, затем, предварительно зачистив концы, вставляют новый. Преимущество этого способа в том, что новый провод обладает штатным электрическим сопротивлением, а также прослужит гораздо дольше скрутки или пропаянного соединения. Недостатком же способа является то, что не всегда можно подобраться к клеммам, а затем вытащить старый и вставить новый проводник без серьезных усилий. Это особенно актуально, если он проходит через увязанный жгут других проводов и для его замены придется распускать весь жгут.
Соединить поврежденный проводник скруткой или пайкой гораздо проще, ведь не придется распускать жгут проводов, однако выполнить это можно, если:
- у него достаточно длины и укорачивание на 3–5 см ни на что не повлияет;
- рядом с поврежденным участком достаточно места, чтобы зачистить, а затем и соединить его.
Если же соединить скруткой провод не получается, а другие методы не подходят, то придется вставлять ремонтный отрезок нового провода, который компенсирует сокращение длины. Для этого подойдет кусок провода подходящего сечения, длиной 10 см. Главным условием качественного контакта в месте скрутки является правильный порядок действий, то есть оба конца нужно очистить от изоляции, распушить и вставить друг в друга, затем намотать поперек провода. Готовую скрутку обязательно закрывайте термоусадочной трубкой.
Жгут проводов
Помните, использовать пайку можно лишь там, где провод гарантированно не подвергается даже небольшому изгибу. В противном случае только скрутка.
Соединение обжимной муфтой обладает более высокой прочностью, а также меньше склонно к росту сопротивления из-за окисления проводов, чем скрутка. Однако для этого потребуются качественные соединительные муфты и кремпер – специальное обжимное устройство, которое можно купить в магазинах автозапчастей. Кроме того, поставить муфту можно лишь там, где хватает места для зачистки проводов и работы кремпером. Такое соединение мы рекомендуем в обязательном порядке защищать термоусадочной трубкой.
Что такое «масса» в электротехнике? Например, в автомобиле «масса» — это корпус автомобиля.
В устройствах чтоб везде не тянуть двухпроводные линии и уменьшить взаимные наводки, роль второго провода питающих и сигнальных цепей выполняет токопролводящая масса. Обычно с ней соединяется минусовой питающий провод. Вот тебе пример усилителя. Второй вариант с массой.
 |
корпус электроприбора работающего на постоянном токе. в электротехнике это минусовая шина, полоса, дорожка платы
Масса в автомобиле это то, что остаётся после того, как сгорели шины и бензин, то есть то, что можно сдать в металлолом по весу.
В электротехнике — то же самое, шины сгорели, но масса осталась. Разница лишь в том, что цветной металл дороже по весу.
Александр НикитинУченик (235) 7 лет назад
что за бред?
Минусовой провод соединенный к металлическому корпусу
Для понимания нужно всего лишь вернуться на 100 лет назад и вспомнить, что все радиоаппараты и электрооборудование собирались на металлических основаниях-на корпусах. Раньше не было другого выхода, Вот эти корпуса и использовались в качестве второго провода для питания-для «массы».Корпуса со временем исчезли, а вот термин остался-очень удобная штука оказалась.
Плохая масса неиссякаемый источник глюков
Внимание! Данная методика применима только на семейство 2110 и 2113-2115 ‘нового’ образца, в которых управление вентилятором идет по массовому проводу. В семействе 2108-2115 ‘старого’ типа управление вентилятором может осуществляться коммутацией +12V. Больной: А/м ВАЗ 21114, 2005 г
выпуска, пробег 7500 км., 8V, 1,6L
Больной: А/м ВАЗ 21114, 2005 г. выпуска, пробег 7500 км., 8V, 1,6L.
Жалоба: На прогретом двигателе положение ДПДЗ 1-2%% на ХХ. Ощутимый (100-200 оборотов) дрейф оборотов ХХ при включении электро вентилятора радиатора. От экземпляра датчика не зависящий (Отечественный или GM). При проверке выявлено изменение напряжение на выходе ДПДЗ от 0,41 до 0,57В при включении электро вентилятора радиатора. Далее в тексте в вилке измеренных напряжений, значение слева от дефиса при выключенном, а справа при включенном электровентиляторе радиатора. Измерения проводились при помощи цифрового тестера производства фирмы Mastech
Диагноз: недостаточно надежный контакт массы ЭСУД с массой автомобиля, известный как «плохая масса».
Лечение: Дополнительным толстым проводом в двойной изоляции, сечением 3х2,5 кв.мм. проложена дополнительная масса от минусовой клеммы АКБ до металлического каркаса центральной консоли панели приборов. Клеммы на обоих концах дополнительного провода обжаты и пропаяны. На каркасе провод закреплен на шпильку крепления проводов массы ЭСУД, вместе с его штатными проводами массы. Так же пропаяны клеммы на штатном проводе масса, установленном между минусом АКБ и кузовом автомобиля.
Провод прикручен на предназначенное место. Результат: Напряжение на выходе ДПДЗ стало меняться в пределах 0,39-0,46В. Далее провод массы, идущий на реле включения электровентилятора радиатора, откушен от жгута ЭСУД и подсоединен к металлическому каркасу отдельным проводом. Наращивание провода выполнено методом обжатия в переходной луженой медной трубке. Результат: 0,37-0,39В!!!!!!!! Сопутствующие измерения: Напряжение на зеленом, массовом проводе ДПДЗ до перекоммутации 0,056-0,215В. После перекоммутации 0,03-0,03В! Т.е. практически не меняется! Кроме того, налицо тенденция снижения напряжения на выходе ДПДЗ при закрытой дроссельной заслонке по мере улучшения контакта контроллера ЭСУД с массой автомобиля. Вывод: Все заверения ОАО АВТОВАЗ об улучшении качества электрических соединений в выпускаемых а/м гроша ломанного не стоят. Добиться штатной работы двигателя под управлением ЭСУД И 7.9.7 и Январь 7.2 можно в большинстве случаев только произведя дополнительные и не акцептуемые изготовителем как гарантийные, работы по изменению электрической схемы автомобиля. PS. Такое толстое сечение провода взято, поскольку провода с другим сечением под руками не оказалось, и разделывать его на отдельные провода было просто лень. На самом деле хватило бы возможно и 2,5 квадратов.
Текст и фото: И.Н. Скрыдлов, Люберцы (aka Aktuator) chiptuner.ru
Масса между двигателем и кузовом
Линия “31”, в народе получившая название “масса”, “минус” или “отрицательная цепь” имеет очень важное значения для автомобиля. И не только для электрооборудования, но и для многих других систем, в том числе и для двигателя или АКПП
Практически все автомобили имеют однопроводную систему бортовой сети и роль “минуса” в этой цепи выполняют металлические части кузова. Это во много раз уменьшает количество проводов и уменьшает себестоимость автомобиля.
Получается, что все участники этой цепи имеют свое подключение к кузову – панель приборов, фары, ЭБУ, двигатель и т.д.
Не смотря на визуальную целостность этих подключений, со временем в следствие окисления и коррозии, контакт медленно и незаметно ухудшается, что приводит к просадкам напряжения во время включения мощных потребителей или нарушению работы системы.
Я бы разделил подключения массы на основные и локальные. Допустим, подключения масс головного света является локальным и при нарушении этого подключения пострадает только головной свет. А вот при нарушении контакта массы от АКБ к кузову пострадает вся бортовая сеть, и из-за чего могут возникнуть проблемы в работе двигателя и прочих важных узлов и агрегатов.
Вот так на графиках диагностики выглядит напряжение бортовой сети с проблемными массами
А вот график после профилактики массы АКБ – двигатель – кузов
Поэтому надежная масса двигатель – кузов очень важна для исправной и беспроблемной работы всего автомобиля.
А масса ЭБУ – двигатель имеет еще большее значение, так как напряжения в системе управления двигателем не превышают 5 В. Поэтому это ещё больше стимулирует владельцев автомобилей с системой управления двигателем более серьёзно подходить к вопросу масс, нежели владельцев карбюраторных авто, где напряжение 12 -14 В. Потому что, чем меньше напряжение, тем больше ущерб от потерь в цепи.
В общем, цепь массы необходимо поддерживать в идеальном состоянии. Это как аксиома.
Дальше рассмотрим где находится масса двигатель – кузов и как её проверить.
Все места креплений «масса» ВАЗ десятого семейства
| Если в автомобиле начинает глючит электрика, то одной из причин такого недуга может быть плохое крепление массы аккумулятора (АКБ). Десятка имеет особенности креплений масс в зависимости от двигателя и года выпуска автомобиля. Проверяем все точки крепления минусового провода: |
Расположение масс в салоне автомобиля
| 1 — блок предохранителей.2 — около правой ноги водителя находится щиток, который крепится парочкой саморезов, сняв его, Вы увидите что там всё как на картинке.3 — в принципе ситуация аналогична с пунктом описанным выше, за исключением того, что щиток располагается рядом с левой ногой штурмана. |
| Шпилька в торпеде за монтажным блоком, что бы её найти, нужно определённым образом изогнуться. Там для ориентира показан гидрокорректор фар, шпилька массы находится выше и левее него. Через эту массу питаются стеклоочистители, вентилятор печки (21124) и активаторы замков дверей. |
| Консоль правая сторона, отсюда удобней проверить очень важную шпильку массы, через неё осуществляется соединение кронштейна под ЭБУ с кузовом автомобиля, а соответственно зависит надёжность массы ЭСУД и вентилятора охлаждения — эта гайка держит так же уголок, который поддерживает дальнюю часть левого щитка консоли. |
| Обжимки масс жгута ЭСУД в консоле. Разъём вынут из ЭБУ и вытащен на водительский коврик, так удобнее.Я выкусил провод массы вентилятора из обжимки цепей зажигания (левая на фото), нарастил, поставил наконечник и подключил отдельно на кронштейн. Все соединения пропаял для надёжности. |
| Масса модуля Электро-бензонасоса (ЭБН) и указателя уровня топлива. Провод чёрно-белого цвета закреплён под левый задний болт крепления рычага ручного тормоза под тоннелью пола. Через эту массу питается бензонасос, а так же от неё зависит точность показания уровня топлива. |
| Масса на шпильке фланца топливного насоса, этот провод скорее всего соединяет корпус насоса с кронштейном топливного фильтра и сделано это в целях безопасности для уравнивания потенциалов этих двух устройств. |
Массу модуля электро-бензонасоса легко найти и не снимая тоннель, достаточно откинуть коврик, слегка отогнуть или аккуратно подрезать ковровое покрытие пола сзади водительского сидения ниже пепельницы задних пассажиров, не повредив при этом сам провод массы. Потом ковровое покрытие легко встаёт на место и разреза практически не видно.
Расположение масс под капотом автомобиля
Клемма АКБ — большая и толстая с проводом большого сечения (примерно 16кв.мм). Толстая его часть, примерно с мизинец толщиной, соединяет минус АКБ и двигатель. При ненадежном контакте этого провода возможны ухудшение заряда АКБ, снижение частоты вращения стартера при пуске, а так же проблемы в системе ЭСУД, т.к. минус на нее идет с двигателя, со шпилек, на которых висел распределитель зажигания у карбюраторных а/м.
| Тонкий провод, соединяющий минус АКБ и кузов автомобиля — главное соединение для всех потребителей электроэнергии в автомобиле, а в карбюраторных модификациях еще и для двигателя. Через это соединение питается всё световое оборудование автомобиля, магнитола и другие устройства в зависимости от года выпуска автомобиля. |
| Точка подключения минусовой клеммы АКБ к блоку двигателя, подключается к верхней шпильке термостата, если заглянуть за воздушный фильтр. Сечение провода выбрано исходя из большого тока потребления стартером, этот провод легко можно проследить рукой, если вести от АКБ. По этому проводу протекает ток стартера, зарядка акб, через него соединяются некоторые датчики вкрученные в блок двигателя |
| Рядом есть ещё одна точка подключения массы на блок двигателя, она чуть выше и левее. У двигателя 2112 в это место подключены два коричневых провода — это масса ЭСУД, то есть массы датчиков, модуля зажигания, ЭБУ и вентилятора охлаждения. Ниже стрелкой показан провод массы двигателя (стартера) от АКБ. |
| Точка массы под адсорбером — Miha 211@ подсказал, что это масса правой фары и масса правой противотуманки. |
Способы получения переменного тока
Допустим у нас есть рамка из проводящего материала. Поместим её в магнитное поле. Согласно упомянутым выше формула, если рамку начать вращать, через неё потечет электрический ток. При равномерном вращении на концах этой рамки получится переменный синусоидальный ток.
Это связано с тем, что в зависимости от положения по оси вращения рамку пронизывает разное число силовых линий. Соответственно и величина ЭДС наводится не равномерно, а согласно положению рамки, как и знак этой величины. Что вы видите наг графике выше. При вращении рамки в магнитном поле от скорости вращения зависит как частота переменного тока, так и величина ЭДС на выводах рамки. Чтобы достичь определенной величины ЭДС при фиксированной частоте – делают больше витков. Таким образом получается не рамка, а катушка.
Получить переменный ток в промышленных масштабах можно таким же образом, как описано выше. На практике нашли широкое применение электростанции с генераторами переменного тока. При этом используются синхронные генераторы. Поскольку таким образом легче контролировать как частоту, так и величину ЭДС переменного тока, и они могут выдерживать кратковременные токовые перегрузки во много раз.
По числу фаз на электростанциях используются трёхфазные генераторы. Это компромиссное решение, связанное с экономической целесообразностью и техническим требованием создания вращающегося магнитного поля для работы электродвигателей, которые составляют львиную долю от всего электрооборудования в промышленности.
В зависимости от рода силы, которая приводит в движение ротор, число полюсов может быть различным. Если ротор вращается со скоростью 3000 об/мин, то для получения переменного тока с промышленной частотой в 50 Гц нужен генератор с 2 полюсами, для 1500 об/мин – с 4 полюсами и так далее. На рисунки ниже вы видите устройство генератора синхронного типа.
На роторе находятся катушки или обмотка возбуждения, ток к ней поступает от генератора-возбудителя (Генератор Постоянного Тока — ГПТ) или от полупроводникового возбудителя через щеточный аппарат. Щетки располагаются на кольцах, в отличие от коллекторных машин, в результате чего магнитное поле обмоток возбуждение не меняется по направлению и знаку, но меняется по величине – при регулировании тока возбудителя. Таким образом автоматически подбираются оптимальные условия для поддержки рабочего режима генератора переменного тока.
Итак, получить переменный ток в промышленных масштабах удалось способом, основанном на явлениях электромагнитной индукции, а именно с помощью трёхфазных генераторов. В быту используют и однофазные и трёхфазные генераторы. Последние рекомендуется приобретать для строительных работ. Дело в том, что большое число электрического инструмента и станков могут работать от трёх фаз. Это электродвигатели разнообразных бетономешалок, циркулярных пил, да и мощные сварочные аппараты также питаются от трёхфазной сети. Причем для таких задач подходят именно синхронные генераторы, асинхронные не подходят – из-за их плохой работы с устройствами, у которых большие пусковые токи. Асинхронные бытовые электростанции больше подходят для резервного электроснабжения частных домов и дач.
Определение
Электризацией называется процесс разделения электрических зарядов и накопление их в определенных местах предметов и тел. Явление происходит в результате трения, соприкосновения тел или в результате электростатической индукции. Простыми словами, когда рядом расположен какой-то предмет, обладающий электрическим полем.
Напомним
: в физике выделяют два рода зарядов – положительные и отрицательные, или протоны и электроны. Между ними возникает электрическое поле. Одноименные заряды притягиваются, а разноименные отталкиваются.
Явление наблюдается на источниках питания и не только. На диэлектриках накапливаются заряды, все видели это в опытах, иллюстрирующих явление с эбонитовыми и стеклянными палочками, которые демонстрировали на уроках физики в школе.
Изначально все атомы, из них состоит всё что нас окружает, электрически нейтральны. В результате явления электризации на поверхности предметов появляются положительные или отрицательные заряды. Напомним школьный опыт: если потереть эбонитовую палочку шерстяной тканью, после прекращения трения палочка останется заряженной. Тогда говорят, что тело электризовано.
Таким образом, во время трения электроны переходили с одного предмета на другой. В результате, после прекращения трения избыточные электроны остались «не на своих» телах и получился избыточный заряд, и оно перестало быть нейтральным. В результате трения палочки о шерсть или мех на её поверхности образовался отрицательный заряд.