Pikap24.ru

Автомобильный журнал
1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Что такое двигатель фарадея

После открытия закона электромагнитной индукции путем многочисленных экспериментов Майклу Фарадею удалось изобрести и первый генератор. Простая установка наглядно демонстрировала трансформацию механической энергии в электрическую. Незатейливая конструкция представляла собой медный диск, который вращался между полюсами постоянного магнита.

Ее недостатки заключались в больших потерях и возникновении противотоков. Устройство признали неэффективным, но не забыли. Много лет ученые пытались модернизировать генератор Фарадея.

Один из значимых примеров такого усовершенствования — разработка Николы Теслы. В ней параллельные диски разделялись металлическим ремнем, что уменьшало потери на трение и значительно повышало эффективность прибора.

В 1950-е годы обнаружилась полезность униполярного генератора Фарадея в импульсных силовых установках. Выяснилось, что он умеет аккумулировать энергию длительный период и молниеносно ее выделять. Появились масштабные разновидности конструкций. Одна из них, созданная Майклом Олифантом, прослужила 20 лет и выдавала ток до 2 МА. Ее элементы выставлены как памятник.

Прототипы изобретения прошли долгий путь. И назывались по-разному. До сих пор инженеры, ученые работают и улучшают производительность устройства. В качестве одного из подходов к таким трансформациям они пользуются численным электродинамическим моделированием.

История

Диск Фарадея

В 1831 году Майкл Фарадей, открыв закон электромагнитной индукции, помимо прочих экспериментов, построил наглядное устройство преобразования механической энергии в электрическую — диск Фарадея. Это было чрезвычайно неэффективное устройство, однако оно имело значительную ценность для дальнейшего развития науки.

Закон электромагнитной индукции, сформулированный Фарадеем, рассматривал проводящий контур, пересекающий линии магнитного поля. Однако в случае диска Фарадея магнитное поле было направлено вдоль оси вращения, контур относительно поля не перемещался. Наибольшее удивление же вызвал тот факт, что вращение магнита вместе с диском также приводило к появлению ЭДС в неподвижной внешней цепи. Так появился парадокс Фарадея, разрешённый только через несколько лет после его смерти с открытием электрона — носителя электрического заряда, движение которого обуславливает электрический ток в металлах.

Наглядно видимая парадоксальность униполярной индукции выражается следующей таблицей, в которой описаны различные комбинации из вращения и неподвижности частей установки, и восклицательным знаком отмечен результат, интуитивно не объяснимый — возникновение тока в неподвижной внешней цепи при одновременном вращении диска и закреплённого вместе с ним магнита.

магнитдисквнешняя цепьесть ли напряжение?
неподвиженнеподвиженнеподвиженотсутствует
неподвиженвращаетсянеподвиженЕсть
неподвиженнеподвиженвращаетсяЕсть
неподвиженвращаетсявращаетсяне определено
вращаетсянеподвиженнеподвиженотсутствует
вращаетсявращаетсянеподвиженЕсть (!)
вращаетсянеподвиженвращаетсяЕсть
вращаетсявращаетсявращаетсяне определено

Последовательное же объяснение явления униполярной индукции даётся теорией относительности.

Патенты и некоторые практические конструкции

  • Charles E. Ball (US238631; March 1881), en:Sebastian Ziani de Ferranti, en:Charles Batchelor получили самые ранние известные патенты на конструкции униполярных генераторов.
  • Никола Тесла (U.S. Patent 406,968 (англ.) ) разработал конструкцию, в которой вращались на параллельных осях магнитный и проводящий диск.
  • В 1989 году в Австралии дейтсвовал униполярный генератор, вырабатывавший ток 1500 кА при напряжении 800 В.

Физика плазмы, МГД генераторы

Астрофизика

Наиболее существенной сферой современного применения представления об униполярном генераторе является астрофизика. В ряде звёздных систем в космосе наблюдаются природные магнитные поля и проводящие диски из плазмы, поведение которых как бы повторяет опыты Фарадея и Теслы.

Псевдонаучное шарлатанство

Данный тип электрических машин неоднократно использовался для построения вечного двигателя, источника даровой энергии и тому подобных мистификаций.

Наиболее известна история так называемой «N-машины» Брюса де Пальма (2 октября 1935 – октябрь 1997), который декларировал, что в его конструкции произведённая диском Фарадея энергия будет в пять раз больше, чем затраченная на его вращение. Однако в 1997 году, уже после смерти Брюса де Пальма, построенный экземпляр его машины был официально испытан с отрицательным результатом. Произведённая энергия рассеивалась в виде тепла, и величина её не превышала затраченной.

Основой для таких спекуляций служит неверное понимание известного «парадокса Фарадея» и представление о том, что разрешение этого «парадокса» кроется в каких-то особых полях и свойствах пространства (например, «торсионных»).

Также встречаются конструкции «униполярных генераторов» и двигателей, авторы которых рекламируют колоссальный выигрыш по сравнению с традиционными электрическими машинами.

Также муссируется неверно применённый к данному классу устройств термин «униполярный» (homopolar). На самом деле эти устройства следовало бы правильнее называть «устройствами однородного магнитного поля, постоянного тока и некоммутируемого соединения ротора», так как в прочих электрических машинах используется и/или неоднородное магнитное поле и/или переменный ток и/или коммутация частей обмотки ротора.

Дополнительные сложности при объяснении работы униполярных электрических машин вызывает представление о движении носителей заряда, электронов, в частности термин «скорость». Во-первых, сразу возникает вопрос о том, скорость относительно чего мы рассматриваем в данном случае. Во-вторых, ознакомление невнимательного энтузиаста со специальной теорией относительности может привести его к запутывающему жонглированию понятиями «наблюдатель», «скорость» и тому подобными.

История [ править | править код ]

Диск Фарадея [ править | править код ]

В 1831 году Майкл Фарадей, открыв закон электромагнитной индукции, помимо прочих экспериментов, построил наглядное устройство преобразования механической энергии в электрическую — диск Фарадея. Это было чрезвычайно неэффективное устройство, однако оно имело значительную ценность для дальнейшего развития науки.

Закон электромагнитной индукции, сформулированный Фарадеем, рассматривал проводящий контур, пересекающий линии магнитного поля. Однако в случае диска Фарадея магнитное поле было направлено вдоль оси вращения, контур относительно поля не перемещался. Наибольшее же удивление вызвал тот факт, что вращение магнита вместе с диском также приводило к появлению ЭДС в неподвижной внешней цепи. Так появился парадокс Фарадея, разрешённый только через несколько лет после его смерти с открытием электрона — носителя электрического заряда, движение которого обуславливает электрический ток в металлах.

Наглядно видимая парадоксальность униполярной индукции выражается следующей таблицей, в которой описаны различные комбинации из вращения и неподвижности частей установки, и восклицательным знаком отмечен результат, интуитивно не объяснимый — возникновение тока в неподвижной внешней цепи при одновременном вращении диска и закреплённого вместе с ним магнита.

магнитдисквнешняя цепьесть ли напряжение?
неподвиженнеподвиженнеподвиженотсутствует
неподвиженвращаетсянеподвиженЕсть
неподвиженнеподвиженвращаетсяЕсть
неподвиженвращаетсявращаетсяотсутствует
вращаетсянеподвиженнеподвиженотсутствует
вращаетсявращаетсянеподвиженЕсть (!)
вращаетсянеподвиженвращаетсяЕсть
вращаетсявращаетсявращаетсяотсутствует

Униполярная индукция – релятивистский эффект, в котором ясно проявляется относительный характер деления электромагнитного поля на электрическое и магнитное. [4]

Патенты и некоторые практические конструкции [ править | править код ]

  • Charles E. Ball (US238631; March 1881), en:Sebastian Ziani de Ferranti, en:Charles Batchelor получили самые ранние известные патенты на конструкции униполярных генераторов.
  • Никола Тесла ( U.S. Patent 406,968 ) разработал конструкцию, в которой вращались на параллельных осях два диска в разных по направлению магнитных полях связаные металлическим ремнём.
  • В 1989 году в Австралии действовал униполярный генератор, вырабатывавший ток 1500 кА при напряжении 800 В.
Читать еще:  Что такое бурения забойными двигателями

Генератор для рельсотрона [ править | править код ]

Такие положительные свойства униполярных генераторов, как простота, надёжность и стоимость, проявляются в основном в применениях, где необходимо получить низкие напряжения (порядка 10 вольт) при высоком токе. [5] Одним из таких применений стал генератор для рельсотрона. Так, по инициативе Марк Олифанта, в австралийской национальной лаборатории был построен крупный униполярный генератор, ставший надёжным источником мегаамперных импульсов для рельсотрона, а позже он использовался в токамаке LT4 для возбуждения плазмы. [6]

Физика плазмы, МГД генераторы [ править | править код ]

Астрофизика [ править | править код ]

Наиболее существенной сферой современного применения представления об униполярном генераторе является астрофизика. В ряде звёздных систем в космосе наблюдаются природные магнитные поля и проводящие диски из плазмы, поведение которых как бы повторяет опыты Фарадея и Теслы.

Псевдонаучное шарлатанство [ править | править код ]

Данный тип электрических машин неоднократно использовался для построения вечного двигателя, источника даровой энергии и тому подобных мистификаций.

Наиболее известна история так называемой «N-машины» Брюса де Пальма (2 октября 1935 — октябрь 1997), который декларировал, что в его конструкции произведённая диском Фарадея энергия будет в пять раз больше, чем затраченная на его вращение. Однако в 1997 году, уже после смерти Брюса де Пальма, построенный экземпляр его машины был официально испытан с отрицательным результатом. Произведённая энергия рассеивалась в виде тепла, и величина её не превышала затраченной.

Основой для таких спекуляций служит неверное понимание известного «парадокса Фарадея» и представление о том, что разрешение этого «парадокса» кроется в каких-то особых полях и свойствах пространства (например, «торсионных»), а также утверждение о том, что в униполярных генераторах отсутствует обратная ЭДС, противодействующая вращению при замыкании тока через нагрузку.

Также встречаются конструкции «униполярных генераторов» и двигателей, авторы которых рекламируют колоссальный выигрыш по сравнению с традиционными электрическими машинами.

Также муссируется буквальное («однополюсный») понимание неверно применённого к данному классу устройств термин «униполярный» (homopolar). На самом деле эти устройства следовало бы правильнее называть «устройствами однородного магнитного поля, постоянного тока и некоммутируемого соединения ротора», так как в прочих электрических машинах используется и/или неоднородное магнитное поле и/или переменный ток и/или коммутация частей обмотки ротора.

Дополнительные сложности при объяснении работы униполярных электрических машин вызывает представление о движении носителей заряда, электронов, в частности термин «скорость». Во-первых, сразу возникает вопрос о том, скорость относительно чего мы рассматриваем в данном случае. Во-вторых, ознакомление невнимательного энтузиаста со специальной теорией относительности может привести его к запутывающему жонглированию понятиями «наблюдатель», «скорость» и тому подобными.

Первый генератор постоянного тока, или что такое динамо-машина?

В позапрошлом веке, динамо-машиной называли генератор постоянного тока. Со временем промышленные генераторы, были вытеснены генераторами переменного тока, пригодного для преобразования посредством трансформаторов, и очень удобного для передачи тока на большие расстояния с незначительными потерями.

Сегодня под словом «динамо», как правило, подразумевают маленькие велосипедные генераторы (для фар) или ручные генераторы (для туристических фонариков). Что касается промышленных генераторов, то на сегодняшний день все это — генераторы переменного тока. Давайте, однако, вспомним, как развивались и совершенствовались первые «динамо».

Динамо-машина для велосипеда

Первый образец генератора постоянного тока, или униполярного динамо, был предложен в далеком 1832 году Майклом Фарадеем, когда он только открыл явление электромагнитной индукции. Это был так называемый «диск Фарадея» — простейший генератор постоянного тока. Статором в нем служил подковообразный магнит, а в качестве ротора выступал вращаемый вручную медный диск, ось и край которого пребывали в контакте с токосъемными щетками.

Диск Фарадея

Когда диск вращали, то в той части диска, которая пересекала магнитный поток между полюсами магнита статора, наводилась ЭДС, приводящая, в случае если цепь между щетками была замкнута на нагрузку, к появлению радиального тока в диске. Подобные униполярные генераторы по сей день используются там, где требуются большие постоянные токи без выпрямления.

Генератор переменного тока впервые построил француз Ипполит Пикси, это произошло в том же 1832 году. Статор динамо-машины содержал включенные последовательно пару катушек, ротор представлял собой подковообразный постоянный магнит, кроме того в конструкции имелся щеточный коммутатор.

Первый генератор переменного тока

Магнит вращался, пересекал магнитным потоком сердечники катушек, наводил в них гармоническую ЭДС. А автоматический коммутатор служил для выпрямления и получения в нагрузке постоянного пульсирующего тока.

Позже, в 1842 году, Якоби предложит разместить магниты на статоре, а обмотку — на роторе, который также вращался бы через редуктор. Это сделает генератор более компактным.

В 1856 году, для питания серийных дуговых ламп Фредерика Холмса, (эти лампы использовали в прожекторах маяков), самим Фредериком Холмсом была предложена конструкция генератора, похожая на генератор Якоби, но дополненная центробежным регулятором Уатта для поддержания напряжения на лампе постоянным при разном токе нагрузки, что достигалось путем автоматического сдвига щеток.

Генератор Холмса

Статор содержал 50 магнитов, а конструкция в общем весила 4 тонны, и развивала мощность чуть больше 7 кВт. Было выпущено примерно 100 таких генераторов под маркой «Альянс».

Между тем, машины с постоянными магнитами отличались одним существенным недостатком, магниты теряли со временем намагниченность и портились от вибрации, в итоге генерируемое машиной напряжение становилось со временем все ниже и ниже. При этом намагниченностью нельзя было управлять, чтобы стабилизировать напряжение.

В качестве решения пришла идея электромагнитного возбуждения. Идея пришла в голову английского изобретателя Генри Уайльда, который в 1864 году запатентовал генератор с возбудителем на постоянном магните, — магнит возбуждения просто монтировался на валу генератора.

Позже настоящую революцию в генераторах совершит немецкий инженер Вернер Сименс, который откроет подлинный динамоэлектрический принцип, и поставит производство новых генераторов постоянного тока на поток.

Принцип самовозбуждения заключается в том, чтобы использовать остаточную намагниченность сердечника ротора для пускового возбуждения, а затем, когда генератор возбудится, использовать в качестве намагничивающего тока ток нагрузки, или включить в работу специальную обмотку возбуждения, питаемую генерируемым током параллельно нагрузке. В результате, положительная обратная связь приведет к увеличению магнитного потока возбуждения генерируемым током.

В числе первых принцип самовозбуждения, или динамоэлектрический принцип, отметит инженер из Дании Сорен Хиорт. Он упомянет в своем патенте от 1854 года возможность использования остаточной намагниченности с целью реализации явления электромагнитной индукции для получения генерации. Однако, опасаясь того, что остаточного магнитного потока будет недостаточно, Хиорт предложит дополнить конструкцию динамо постоянными магнитами. Этот генератор так и не будет воплощен.

Читать еще:  Двигатель 5тдф расход топлива

Позже, в 1856 году, аналогичную идею выскажет Аньеш Йедлик — член Венгерской академии наук, но ничего так и не запатентует. Только спустя 10 лет Самюэль Варлей, ученик Фарадея, реализует на практике принцип самовозбуждающегося динамо. Его заявка на патент (в 1866 году) содержала описание устройства очень похожего на генератор Якоби, только постоянные магниты уже были заменены обмоткой возбуждения — электромагнитами возбуждения. Перед стартом сердечники намагничивались постоянным током.

Генератор постоянного тока Сименса

В начале 1867 года в Берлинской Академии наук с докладам выступал изобретатель Вернер Сименс. Он представил публике генератор похожий на генератор Варлея, названный «динамо-машиной». Старт машины осуществлялся в режиме двигателя, для того чтобы обмотки возбуждения намагнитились. Затем машина превращалась в генератор.

Это была настоящая революция в понимании и проектировании электрических машин. В Германии начался широкий выпуск динамо-машин Сименса — генераторов постоянного тока с самовозбуждением — первых промышленных динамо-машин.

Конструкция динамо-машин с течением времени менялась: Теофил Грамм, в том же 1867 году, предложил кольцевой якорь, а в 1872 году главный конструктор компании Сименс-Гальске, Гефнер Альтенек, предложит барабанную намотку.

Так генераторы постоянного тока примут свой окончательный облик. В 19 веке, с переходом на переменный ток, гидроэлектростанции и тепловые электростанции станут вырабатывать уже переменный ток на генераторах переменного тока. Но это уже совсем другая история…

Бензиновые генераторы с четырёхтактными двигателями

Все преимущества четырёхтактного двигателя электрогенератора, перед двухтактным, потребитель оплачивает из своего кармана (как обычно). Экономия расхода топлива достигается за счёт использования раздельной системы смазки двигателя, также, это является причиной двукратного увеличения моторесурса.

Вес и габариты некоторых моделей могут достигать внушительных величин, естественно это соответствует возросшей мощности четырёхтактного двигателя внутреннего сгорания и выходных параметров электрогенератора. Электрическая мощность бензиновых генераторов может достигать 15 кВатт.

Сверх этого значения они становятся неконкурентоспособны своим дизельным собратьям. Дизельные электрогенераторы обладают повышенным моторесурсом и способностью к продолжительной непрерывной эксплуатации. Они, также, более экономичны, но характеризуются повышенной шумностью.

Что такое двигатель фарадея

  • Главная
  • О школе
  • Интернат
  • Результаты и достижения
  • Сотрудники
  • Традиции
  • Библиотека
  • Учебный раздел
  • Вечерние курсы (ОДО)
  • ЦОД
  • ГЦФО
  • Сахаровские чтения
    • Регламент
    • Чтения 2021
    • Чтения 2020
    • Чтения 2019
    • Чтения 2018
    • Чтения 2017
    • Чтения 2016
      • Лауреаты
      • Программа
      • Аннотации
    • Чтения 2015
    • Чтения 2014
    • Чтения 2013
    • Чтения 2012
    • Чтения 2011
    • Чтения 2010
    • Чтения 2009
    • Чтения 2008
    • Чтения 2007
    • Чтения 2006
    • Чтения 2005
    • Чтения 2004
    • Чтения 2003
    • Почетные участники
  • Заочная математическая школа
  • Семинары и летние школы
  • Контакты
  • Сайт Лицея ФТШ

1—2 мая Выходные.

9—10 мая Выходные.

21 мая Последний учебный день в 9 классах.

22 мая Последний учебный день в 11 классах.

29 мая Последний учебный день в 8 и 10 классах.

2 июля Списки литературы на 2021/22 учебный год.

Секция биологии

Бызов Филипп, Лямина Вероника
МГУ имени М.В. Ломоносова, биологический факультет, Россия, Москва
Фаунистическое разнообразие и биологические особенности бабочек мешочниц (lepidoptera: psychidae) в Одинцовском и Рузском районах Московской области
Научный руководитель: Хижнякова А.С.

Диплом за глубокое понимание проблемы, и ясное понимание перспектив исследования

Могилевич Тимофей
ГБУ ГППЦ ДОгМ ТО «Зеленоградское», Россия, Москва
Первая находка божьей коровки h.axyridis (pallas, 1773) в Кабардино-Балкарской Республике. Поиск естественных врагов и экологичных методов борьбы с этим инвазивным видом
Научный руководитель: Кораблина Т.В.

Диплом за высокий уровень исследований и умение вести научную дискуссию.

Постникова Елизавета, Быкова Дарья
ИЭФБ РАН, Россия, Санкт-Петербург
Изучение влияния интраназального инсулина на развитие диабетической ретинопатии
Научный руководитель: Астахова Л.А.

Диплом за исследование редкой группы организмов

Прохорова Екатерина
МГУ имени М.В. Ломоносова, биологический факультет, Россия, Москва
Видовое разнообразие афиллофороидных грибов на территории Королевства Камбоджа
Научный руководитель: Хижнякова А.С.

Диплом за корректное практически-значимое исследование и блестящее представление результатов

Шустов Марк
РГПУ им. А.И. Герцена, Россия, Санкт-Петербург
Эффективность биинокуляции злаковых культур (на примере яровой пшеницы сорта «Ленинградка») штаммами азотфиксирующих бактерий
Научный руководитель: Пахомова Н.В.

Диплом за корректно выполненное исследование

Сёмина Мария
МГУ имени М.В. Ломоносова, биологический факультет , Россия, Москва
Биологические особенности Schistostega pennata на территории ЗБС
Научный руководитель: Игнатова Е.А.

Диплом за практически-значимое исследование

Байгузина Юлия, Васильева Екатерина
ИМБ РАН, Россия, Москва
Динамика роста бактерий E. coli при изменении температуры и различных концентрациях ампициллина
Научный руководитель: Бородулина О.Р.

Секция информатики

Жаворонков Дмитрий, Морозов Сергей, Огнев Александр
ГБОУ «Президентский ФМЛ N 239», Россия, Санкт-Петербург
Разработка и создание прототипа робота для нахождения и перемещения радиоактивных отходов Radiation explorer
Научный руководитель: Хартанен А.В.

Диплом за демонстрацию инженерного подхода к решению практических задач

Мерзлякова Юлия
ГБОУ СОШ N 617 , Россия, Санкт-Петербург
Модель промышленного робота для изготовления корпусов высоковольтных аппаратов
Научный руководитель: Севрюгина И.С.

Диплом за демонстрацию исследовательского подхода к решению инженерных задач

Должанский Ян
ГБОУ ФМЛ N 366 , Россия, Санкт-Петербург
Акселерометр. Фильтр Калмана
Научный руководитель: Жиданов К.А.

Диплом за хорошее понимание процесса компьютерного моделирования

Юськов Александр
МБОУ ЭКЛ, Россия, Новосибирск
Моделирование автотранспортных потоков с использованием клеточных автоматов
Научный руководитель: Дедок В.А.

Диплом за создание инструмента, востребованного в биоинформатике

Хусаинов Анвер
СПбГУ, Центр алгоритмической биотехнологии, Институт трансляционной медицины , Россия, Санкт-Петербург
Построение графа скаффолдов на основе данных геномного секвенирования и результатов геномной сборки
Научный руководитель: Пржибельский А.Д.

Диплом за практичный подход к изучению программирования

Андреев Владимир
ГБОУ «Академическая гимназия N 56» Санкт-Петербурга, Россия, Санкт-Петербург
Изучение многопоточности и сокетов на примере создания тренажера
Научный руководитель: Мамаджанова Ю.А.

Диплом за системный подход к решению задачи

Джанкуразов Руслан
НАО РФМШ, Республика Казахстан, Алматы
Помощник для работы с памятью
Научный руководитель: Аубакирова Г.Г.

Секция математики

Шульга Георгий
СПбГУ, Россия, Санкт-Петербург
О предельной точке Лемуана-Гребе
Научный руководитель: Тамасян Г.Ш.

Диплом за решение ряда экстремальных геометрических задач

Гуриносова Ольга
ГУО «Гимназия N 1», Республика Беларусь, Витебск
Геометрические миниатюры
Научный руководитель: Наумик М.И.

Диплом за исследование ряда моделей случайных блужданий

Василевская Яна
ГУО «Гимназия N 1», Республика Беларусь, Витебск
Частицы
Научный руководитель: Наумик М.И.

Диплом за успехи в применении механических принципов в геометрии

Богданова Алина
ГБОУ лицей N 144, Россия, Санкт-Петербург
Геометрия масс
Научный руководитель: Трушкова А.И.

Читать еще:  Шевроле авео седан характеристика двигателя

Диплом за качественную презентацию решения геометрической задачи

Осина Ирина
МБОУ «Лицей N 24», Россия, МО, Сергиев Посад-6
Некоторые свойства площадей фигур, вписанных в многоугольники
Научный руководитель: Морозов Д.В.

Секция физики

Чернышев Никита
ГУО «Гимназия N 1», Республика Беларусь, Витебск
Исследование униполярных двигателей Фарадея
Научный руководитель: Гелясин А.Е.

Диплом за использование физических моделей для описания высоких спортивных достижений

Лампадова Дарья
ГБОУ гимназия N 426, Россия, Санкт-Петербург
Влияние техники прыжка на результат спортсмена
Научный руководитель: Сошников И.П.

Диплом за исследование сложных эффектов гидродинамических явлений в проводящих средах

Остапенко Алексей
УО «Минский государственный областной лицей», Республика Беларусь, Минск
Активные образования на Солнце
Научный руководитель: Герасимчик И.Г.

Диплом за создание прототипа установки магнитного ускорения тел

Кайрула Диана, Тойбеккызы Айдана
Карагандинская областная специализированная школа-интернат «Дарын», Республика Казахстан, Караганда
Модель аппарата на основе магнитного ускорителя, предназначенного для запуска объектов в космос
Научный руководитель: Жуманова Р.И.

Диплом за создание эффектной лабораторной установки для демонстрации фигур Лиссажу

Старовойтов Александр
Лицей ГУ ВПО «Белорусско-Российский университет», Республика Беларусь, Могилёв
Исследование зависимости форм фигур Лиссажу, созданных при помощи лазера и двух зеркал, от напряжений, подаваемых на двигатели, вращающие эти зеркала
Научный руководитель: Плетнёв А.Э.

Диплом за комплексное экспериментальное исследование физических свойств солевых растворов

Вальковская Ольга
Лицей ГУ ВПО «Белорусско-Российский университет», Республика Беларусь, Могилёв
Создание солемера
Научный руководитель: Плетнёв А.Э.

Диплом за демонстрацию интересных электромеханических явлений

Байжикова Жерен
НГТУ, Россия, Новосибирск
Униполярный двигатель
Научный руководитель: Петров Н.Ю.

Диплом за экспериментальное исследование в области биомеханики

Долоскова Яна
Школа юного исследователя ИПФ РАН, Россия, Нижний Новгород
Детектирование различных видов движения человека с помощью пьезоакселерометра
Научный руководитель: Гордеева А.В.

Диплом за изучение тонких механических эффектов оптическими методами

Сидорский Дмитрий, Бердинских Даниил
ГБУ ДО ДДТ «На 9-ой линии», Россия, Санкт-Петербург
Особенности голограмм приборов точной механики
Научный руководитель: Климентьев С.И.

Диплом за исследование аэродинамических эффектов и авиамоделирование

Чабан Игорь, Устинов Иван, Сулимов Тимофей, Ракицкий Михаил, Русских Максим, Зуев Валерий
СПбПУ, Россия, Санкт-Петербург
Оптимизация аэродинамических свойств планера-металки
Научный руководитель: Гарбарук А.В.

Диплом за исследование явлений аэродинамической устойчивости

Алексеева Ксения
Школа юного исследователя ИПФ РАН, Россия, Нижний Новгород
Обтекание тел различной формы потоком воздуха в аэродинамической трубе
Научный руководитель: Цветков А.И.

Диплом за экспериментальное исследование движения тел в жидкости

Родионов Михаил
МБОУ Лицей N 3 , Россия, Саров
Изучение нестационарного движения сферического тела в воде
Научный руководитель: Родионов А.В.

  • 1 История изобретения
  • 2 Устройство электродвигателя
    • 2.1 Устройство двигателя постоянного тока (ДПТ)
    • 2.2 Принцип работы
  • 3 Практические работы для учащихся
  • 4 Список использованной литературы

Уже на первом этапе развития человек стал применять искусственные орудия труда. С появлением производства начинают складываться условия для возникновения и совершенствования машин. Сначала машины, как и орудия труда, лишь помогали человеку в его деятельности, затем стали постепенно заменять его.

В феодальный период истории впервые в качестве источника энергии была использована сила водяного потока. Движение воды вращало водяное колесо, которое, в свою очередь, приводило в действие различные механизмы. В этот период появилось множество разнообразных технологических машин. Однако широкое их распространение часто тормозилось из-за отсутствия рядом водяного потока. Нужно было искать новые источники энергии, чтобы приводить в действие машины в любой точке земной поверхности. Пробовали энергию ветра, но это оказалось недостаточно эффективным. Стали искать другие источники энергии.

Обратились к энергии пара. Паровой двигатель приводил в движение многочисленные машины и станки на фабриках и заводах. В начале XIX века были изобретены первые сухопутные паровые транспортные средства — паровозы. Но паровые машины были сложными, громоздкими и дорогими установками. Бурно развивающемуся механическому транспорту нужен был другой двигатель — небольшой и дешёвый.

В 1860 году француз Ленуар, использовав конструктивные элементы паровой машины, газовое топливо и электрическую искру для зажигания, сконструировал первый нашедший практическое применение двигатель внутреннего сгорания.

Все эти двигатели требовали топлива, и учёные не оставляли попыток изобрести двигатель, работающий на электричестве, — электродвигатель, бесшумный и небольшой. История создания электродвигателя — сложная и длинная цепь открытий, находок, изобретений.

Первый этап развития электродвигателя (1821-1832) тесно связан с созданием физических приборов для демонстрации непрерывного преобразования электрической энергии в механическую.

В 1821 году М. Фарадей, исследуя взаимодействие проводников с током и магнитом, показал, что электрический ток вызывает вращение проводника вокруг магнита или вращение магнита вокруг проводника. Опыт Фарадея подтвердил принципиальную возможность построения электрического двигателя.

Для второго этапа развития электродвигателей (1833-1860) характерны конструкции с вращательным движением якоря.

Томас Дэвенпорт — американский кузнец, изобретатель, в 1833 году сконструировал первый роторный электродвигатель постоянного тока, создал приводимую им в движение модель поезда. В 1837 году он получил патент на электромагнитную машину.

В 1834 году Б. С. Якоби создал первый в мире электрический двигатель постоянного тока, в котором реализовал принцип непосредственного вращения подвижной части двигателя. В 1838 году этот двигатель (0,5 кВт) был испытан на Неве для приведения в движение лодки с пассажирами, т. е. получил первое практическое применение.

Испытания различных конструкций электродвигателей привели Б. С. Якоби и других исследователей к следующим выводам:

  • расширение применения электродвигателей находится в прямой зависимости от удешевления электрической энергии, т. е. от создания генератора, более экономичного, чем гальванические элементы;
  • электродвигатели должны иметь по возможности малые габариты, большую мощность ибольший коэффициент полезного действия;
  • этап в развитии электродвигателей связан с разработкой конструкций с кольцевым неявнополюсным якорем и практически постоянным вращающим моментом.

Третий этап развития электродвигателей характеризуется открытием и промышленным использованием принципа самовозбуждения, в связи с чем был окончательно осознан и сформулирован принцип обратимости электрической машины. Питание электродвигателей стало производиться от более дешёвого источника электрической энергии — электромагнитного генератора постоянного тока.

В 1886 году электродвигатель постоянного тока приобрёл основные черты современной конструкции. В дальнейшем он всё более и более совершенствовался.

В настоящее время трудно представить себе жизнь человечества без электродвигателя. Он используется в поездах, троллейбусах, трамваях. На заводах и фабриках стоят мощные электрические станки. Электромясорубки, кухонные комбайны, кофемолки, пылесосы — всё это используется в быту и оснащено электродвигателями.

Важность этого открытия очевидна: электроэнергия стала в наше время доступной и дешёвой. Благодаря сети электропроводов её можно подвести фактически в любую точку земного шара.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector