Повні розв’язки, як у зошиті. Хочеш розібратися самостійно — під кожним завданням є «Пояснення з репетитором».
§ 16. Явище електромагнітної індукції. Промислові джерела електричної енергії
Завдання 1 (с. 111)
Причини виникнення індукційного струму
Поясніть, чому при обертанні провідної рамки в магнітному полі постійного магніту виникає індукційний струм. Порівняйте кількість ліній магнітної індукції, що пронизують рамку, у різних положеннях (наприклад, коли площина рамки паралельна лініям поля та коли вона перпендикулярна).
Розв’язання
Уявімо, що площина рамки паралельна лініям магнітного поля (рамка «ребром» до поля). У цьому випадку кількість пронизаних ліній дорівнює нулю.
Обернемо рамку на 90 градусів так, щоб її площина була перпендикулярна до ліній поля. Тепер через всю площину рамки проходить максимальна кількість ліній магнітного поля.
Оскільки при обертанні ця кількість постійно змінюється (від нуля до максимуму і назад), виникає електричний струм, який називають індукційним.
Відповідь:
Кількість ліній магнітної індукції є найбільшою, коли площина рамки перпендикулярна до вектора індукції B, і дорівнює нулю, коли рамка паралельна полюсам. Індукційний струм виникає під час обертання рамки, оскільки саме зміна кількості пронизаних ліній магнітного поля є причиною його появи.
Завдання 2
Принцип роботи генератора індукційного струму
Опишіть, як працює генератор індукційного струму (ГІС), використовуючи приклад обертання рамки в магнітному полі. Поясніть роль статора та ротора у будові генератора.
Розв’язання
Генератор складається з двох основних частин: статора та ротора.
Статор — це нерухомий порожнистий корпус, в якому часто розміщують обмотки або постійні магніти.
Ротор — це рухома частина (вал з обмоткою), яку приводять у рух механічною енергією (наприклад, від двигуна внутрішнього згоряння).
При обертанні ротора всередині статора кількість ліній магнітної індукції, що пронизують обмотку ротора, постійно змінюється, що призводить до виникнення струму в обмотці.
Відповідь:
Генератор «створює» електрику завдяки обертанню ротора (рухомої частини) всередині статора (нерухомої частини). Цей рух змінює кількість магнітних ліній, що пронизують обмотку, що призводить до виникнення індукційного струму.
