Электричество шаг за шагом полностью

Более детально ситуация выглядит так. Потребляемый от генератора ток, естественно, проходит по рамке, а проводники с током, как известно, выталкиваются из магнитного поля. Воспользовавшись правилом левой руки, можно увидеть, что сила выталкивания действует против вращения рамки, которое производится с целью получения э.д.с. Внешнюю силу приходится применять именно для того, чтобы преодолевать такое выталкивание проводника с током из магнитного поля. При этом чем больше потребляемый от генератора ток, тем больше усилий надо, чтобы преодолевать противодействие выталкивающих сил, тем большая посторонняя помощь требуется генератору.

ВК-142. Цифры, полученные в инженерных расчётах, беспощадны. В данном случае они показывают, что при частоте 50 Гц ток меняется медленно. Чтобы при таких изменениях тока получить в трансформаторе сильное меняющееся магнитное поле, проще всего использовать ферромагнитный (например, стальной) сердечник — без него понадобились бы обмотки из многих тысяч витков. При более быстром изменении тока, то есть на высоких частотах, часто используют трансформаторы вообще без сердечников.

В реальных электрогенераторах «рамку» вращают разными способами. Заметим, что слово «рамка» взято в кавычки потому, что здесь это всего лишь образ, в настоящих генераторах вместо рамки имеются сложные системы обмоток, уложенные в стальной сердечник. Такая вращающаяся часть генератора (или двигателя), независимо от её устройства и назначения, так же как у мотора, называется «ротор», от латинского «ротаре» — «вращаться».

Итак, ротор реального генератора вращают разными способами. В автомобиле, например, с помощью приводного ремня вращение передаётся на генератор от основного бензинового двигателя, он очень небольшую часть своей мощности отдаёт для подзарядки аккумулятора и питания бортовых электроприборов. На больших электростанциях ротор электрогенератора жёстко соединяют с валом, как его называют, первичного двигателя — чаще всего это мощная паровая турбина, газовая турбина или гидротурбина. И во всех случаях электрогенератор снабжает нас электрической энергией, превратив в неё механическую работу своего первичного двигателя. Мы ещё поговорим об этом подробнее, а пока предварительный итог: чтобы получить электрическую энергию, нужно много работать. И в широком смысле, и в узком, конкретном — нужно с помощью мощного первичного двигателя вращать ротор электрогенератора, затрачивая другие виды энергии для получения энергии электрической.

Каждый, кто думал об этом, возможно, задавался вопросом: для чего вообще в таком случае нужно электричество? Не проще ли сразу, без посредников использовать энергию сжигаемого на тепловых электростанциях топлива? Или огромную энергию падающей воды, которая крутит турбины гидроэлектростанций? Ответ на эти вопросы за пределами общих размышлений — неумолимые цифры инженерных и экономических расчётов давно доказали огромные достоинства электроэнергетики. Многие из этих достоинств связаны с применением переменного тока, к знакомству с которым мы переходим.

ВК-143.Одна из характеристик трансформатора — коэффициент трансформации k (иногда буква n), показывающий отношение числа витков w₂ обмотки 2 к числу витков w₁ обмотки 1. Если коэффициент k больше единицы, то трансформатор повышает напряжение, если к меньше единицы, то понижает. Попутно отметим, что во сколько раз повышается напряжение, во столько же раз понижается ток — трансформатор мощности не меняет.