Электричество в нашей жизни - [4]
В описанном опыте результат взаимодействия тока и магнита — это движение компасной стрелки — магнита. Но можно заставить двигаться и проводник. Поместим проводник, к которому подключена батарея, между полюсами подковообразного магнита, то-есть в магнитном поле магнита, так, чтобы проводник мог свободно перемещаться (рис. 3). Проводник придёт в движение: в зависимости от направления тока он будет выталкиваться из магнита или втягиваться в него.
Взаимодействие тока с магнитом лежит в основе устройства многочисленных электроизмерительных приборов и различных электромоторов. Исключительная заслуга в теоретическом исследовании и разработке наиболее удобных по конструкции электромоторов переменного тока принадлежит русскому учёному М. О. Доливо-Добровольскому.
Обратимся теперь к явлению, получившему название электромагнитной индукции. Будем перемещать в магнитном поле магнита проводник, к которому присоединён гальванометр — прибор, указывающий наличие тока. Отклонение стрелки гальванометра покажет нам, что когда проводник пересекает магнитное поле, в проводнике возникает ток — так называемый ток индукции. Ток прекращается, как только мы перестаём перемещать проводник.
Выше мы говорили о том, что в магнитном поле проводник, по которому течёт ток, приходит в движение. При этом электрическая энергия тока переходит в энергию механического движения проводника.
В случае возникновения тока индукции наблюдается как раз обратное явление. Мы перемещаем в магнитном поле проводник, и в результате в проводнике возникает ток. Механическая энергия движения проводника переходит при этом в энергию тока.
Следует отметить, что индукционный ток возникает также и в покоящемся замкнутом проводнике, если в пространстве, которое ограничивает проводник, создать меняющееся — усиливающееся или ослабевающее магнитное поле, например, путём вращения магнита вокруг неподвижного проводника.
На законах электромагнитной индукции основано устройство машин, вырабатывающих электроэнергию, — генераторов электрического тока.
Важнейший вклад в разработку законов электромагнитной индукции сделан русским физиком Э. X. Ленцем.
4. КАК УСТРОЕНЫ ГЕНЕРАТОРЫ И МОТОРЫ
На рисунке 4 изображена проволочная рамка, укреплённая на изолированной оси между полюсами магнитов, то-есть в магнитном поле. Начнём вращать рамку. При своём движении она будет пересекать магнитное поле. Благодаря этому в ней возникнет электрический ток, который через укреплённые на оси кольца и прижатые к ним пластинки — «щётки» можно подвести к лампочке.
Устанавливаемые на электростанциях мощные генераторы электрического тока (рис. 5) построены в общем на этом принципе. В их устройстве, однако, имеется ряд особенностей. Так проволочная обмотка, в которой наводится («индуктируется») ток, расположена на неподвижной части генератора — статоре. Магнитное поле создаётся не постоянными стальными магнитами, а электромагнитами — проволочными обмотками, в которые ток подаётся от отдельного источника. Эти, служащие магнитом обмотки, навиты на роторе — вращающейся части генератора, укреплённом на оси внутри статора. Зазор между ротором и статором измеряется несколькими миллиметрами. Ток, поступающий от отдельного источника в обмотки ротора, создаёт в этом зазоре сильное магнитное поле. При вращении ротора магнитное поле вращается вместе с ним и пересекает обмотки статора, в которых и наводится ток. Вращение ротора производит турбина, расположенная на общем валу с ротором генератора. На тепловых электростанциях применяются турбины, вращаемые энергией пара, — это паровые турбины. На гидроэлектростанциях турбины приводятся во вращение силой падающей воды — это гидротурбины.
От статоров генераторов электрический ток отводят на так называемые «сборные шины». От этих шин ток распределяется местным, близрасположенным потребителям или передаётся по линиям электропередачи на дальнее расстояние.
Обратимся снова к рисунку 4. За один оборот стóроны проволочной рамки попеременно будут находиться то под северным, то под южным полюсами магнита. По этой причине в течение одного оборота рамки ток в ней будет дважды изменять своё направление. Это и есть переменный ток, или ток переменного направления.
Для работы приборов, в которых электрическая энергия преобразуется в тепловую, — лампочек накаливания, плиток и других нагревательных приборов — не имеет значения, питаются ли они электрическим током постоянного или переменного направления. Имеются электрические моторы, которые также питаются переменным электрическим током. Но применение переменного электрического тока невозможно для химических производств и довольно сложно для электрической тяги — трамваев, троллейбусов, метро, электрических поездов. Постоянный ток нужен для получения из растворов химических веществ. Моторы постоянного тока позволяют точнее регулировать скорость вращения валов, следовательно, регулировать скорость движения тяговых устройств. Поэтому крайне необходимы и машины постоянного тока.
Книга в легкой и доступной форме рассказывает об истории электротехники и немного касается самого начального этапа радиотехники. Автор дает общую картину развития знаний об электричестве, применения этих знаний в промышленности и технике. В книге содержится огромное количество материала, рисующего как древнейшие времена, так и современность с её проблемами науки и техники. В русской литературе — это первая попытка дать читателю систематическое изложение накопленных в течение веков фактов, которые представляют грандиозный путь развития учения об электричестве и его практического применения.
Эта книга – захватывающий триллер, где действующие лица – охотники-ученые и ускользающие нейтрино. Крошечные частички, которые мы называем нейтрино, дают ответ на глобальные вопросы: почему так сложно обнаружить антиматерию, как взрываются звезды, превращаясь в сверхновые, что происходило во Вселенной в первые секунды ее жизни и даже что происходит в недрах нашей планеты? Книга известного астрофизика Рэя Джаявардхана посвящена не только истории исследований нейтрино. Она увлекательно рассказывает о людях, которые раздвигают горизонты человеческих знаний.
Наше здоровье зависит от того, что мы едим. Но как не ошибиться в выборе питания, если число предлагаемых «правильных» диет, как утверждают знающие люди, приближается к 30 тысячам? Люди шарахаются от одной диеты к другой, от вегетарианства к мясоедению, от монодиет к раздельному питанию. Каждый диетолог уверяет, что именно его система питания самая действенная: одни исходят из собственного взгляда на потребности нашего организма, другие опираются на религиозные традиции, третьи обращаются к древним источникам, четвертые видят панацею в восточной медицине… Виктор Конышев пытается разобраться во всем этом разнообразии и — не принимая сторону какой-либо диеты — дает читателю множество полезных советов, а попутно рассказывает, какова судьба съеденных нами генов, какую роль сыграло в эволюции голодание, для чего необходимо ощущать вкус пищи, что и как ели наши далекие предки и еще о многом другом…Виктор Конышев — доктор медицинских наук, диетолог, автор ряда книг о питании.Книга изготовлена в соответствии с Федеральным законом от 29 декабря 2010 г.
Исаак Ньютон возглавил научную революцию, которая в XVII веке охватила западный мир. Ее высшей точкой стала публикация в 1687 году «Математических начал натуральной философии». В этом труде Ньютон показал нам мир, управляемый тремя законами, которые отвечают за движение, и повсеместно действующей силой притяжения. Чтобы составить полное представление об этом уникальном ученом, к перечисленным фундаментальным открытиям необходимо добавить изобретение дифференциального и интегрального исчислений, а также формулировку основных законов оптики.
Петр Ильинский, уроженец С.-Петербурга, выпускник МГУ, много лет работал в Гарвардском университете, в настоящее время живет в Бостоне. Автор многочисленных научных статей, патентов, трех книг и нескольких десятков эссе на культурные, политические и исторические темы в печатной и интернет-прессе США, Европы и России. «Легенда о Вавилоне» — книга не только о более чем двухтысячелетней истории Вавилона и породившей его месопотамской цивилизации, но главным образом об отражении этой истории в библейских текстах и культурных образах, присущих как прошлому, так и настоящему.
Научно-популярный журнал «Открытия и гипотезы» представляет свежий взгляд на самые главные загадки вселенной и человечества, его проблемы и открытия. Никогда еще наука не была такой интересной. Представлены теоретические и практические материалы.
Ежемесячный научно-популярный и научно-художественный журнал.
Воздушную оболочку Земли — атмосферу — образно называют воздушным океаном. Велик этот океан. Еще не так давно люди, живя на его дне, почти ничего не знали о строении атмосферы, о ее различных слоях, о температуре на разных высотах и т. д. Только в XX веке человек начал подробно изучать атмосферу Земли, раскрывать ее тайны. Много ярких страниц истории науки посвящено завоеванию воздушного океана. Много способов изыскали люди для того, чтобы изучить атмосферу нашей планеты. Об основных достижениях в этой области и рассказывается читателю в нашей небольшой книге.
…Люди научились точно учитывать время, когда развилась астрономия — наука о небесных светилах. Только благодаря астрономии мы умеем точно ответить на вопросы: «который час?», «какое сегодня число?», так как эта наука дала правила выверки часов и правила счета дней и годов, то есть то, что называется календарем. Объяснению этих правил и посвящена предлагаемая брошюра.
В брошюре Г. И. Покровского «Наука и техника в современных войнах» говорится о большой роли современной науки и техники в военном деле. Автор рассматривает важнейшие проблемы естественных и технических наук, связанные с военным делом. Брошюра не претендует на полноту освещения затронутых в ней вопросов, на всестороннее их рассмотрение. Автор стремился дать материал для суждений на эту тему, помочь военнослужащим в развитии творческой мысли и в самостоятельной работе по обобщению опыта учебы, воспитания и боевой подготовки, в выработке смелого, верного научного предвидения, чтобы никакие неожиданности не могли застать их врасплох.Брошюра рассчитана на офицеров Советской Армии, Авиации и Флота.
В последние годы развития радиотехники возникло большое число новых применений радио. Этот период, по словам видного советского радиоспециалиста академика А.И. Берга, является «началом эпохи радиоэлектроники, так как именно в эти годы началось широчайшее внедрение радиоэлектронных методов во все отрасли науки, техники и народного хозяйства»…