<div class="xblock xblock-public_view xblock-public_view-vertical" data-course-id="course-v1:Profosvita+CS-K013SFPL+2024" data-init="VerticalStudentView" data-runtime-class="LmsRuntime" data-runtime-version="1" data-block-type="vertical" data-usage-id="block-v1:Profosvita+CS-K013SFPL+2024+type@vertical+block@a31f3ba29b7d42a09a4e5026080e99e7" data-request-token="ca9df03a37cf11f0a72142292d5c0013" data-graded="False" data-has-score="False"> <div class="vert-mod"> <div class="vert vert-0" data-id="block-v1:Profosvita+CS-K013SFPL+2024+type@html+block@7543c60343e54e82b6dec61d002e9cfb"> <div class="xblock xblock-public_view xblock-public_view-html xmodule_display xmodule_HtmlBlock" data-course-id="course-v1:Profosvita+CS-K013SFPL+2024" data-init="XBlockToXModuleShim" data-runtime-class="LmsRuntime" data-runtime-version="1" data-block-type="html" data-usage-id="block-v1:Profosvita+CS-K013SFPL+2024+type@html+block@7543c60343e54e82b6dec61d002e9cfb" data-request-token="ca9df03a37cf11f0a72142292d5c0013" data-graded="False" data-has-score="False"> <script type="json/xblock-args" class="xblock-json-init-args"> {"xmodule-type": "HTMLModule"} </script> <p style="text-align: center;"><img height="265" width="800" src="/assets/courseware/v1/cf782e38264062021a25d8abc8e3be87/asset-v1:Profosvita+CS-K013SFPL+2024+type@asset+block/main.jpg" alt="" /></p> <p>Електрична машина постійного струму може працювати в різних напрямках потоку енергії, а це означає, що вона може виступати як двигун, так і як генератор. Найпростіша машина постійного струму - це машина з принципом роботи, показаним на рисунку 3.1. Якщо ротор цієї машини приводиться в рух двигуном, а до щіток, що ковзають по комутаторі буде додано деякий опір, то потече односторонній струм – така машина працює як найпростіший генератор постійного струму. Якщо до щіток доєднано джерело напруги, через гвинт буде протікати струм і буде створена сила <em>F = Bil</em>,  що діє на  стержень з активною довжиною<em> l</em> і буде створений  крутний момент <em>M = FR</em>, де <em>R</em> - радіус обертання. Машина почне обертатися і зможе керувати іншою робочою машиною. Така машина працює як найпростіший двигун постійного струму. </p> <p>Принцип індукції напруги в стержні, що обертається в магнітному полі, може бути представлений наступним чином:</p> <p>На магнітному сердечнику ротора є котушка зі <em>сторонами a, b</em>, що становлять активну частину котушки довжиною l, приблизно рівною довжині сердечника ротора. Сторони котушки з'єднуються між собою ззаду так званим заднім фронтовим з'єднанням, натомість переднім фронтовим з'єднанням – з секціями комутатора. Найпростіший комутатор (показаний на рисунку) виконаний з двох півкілець, ізольованих одне від одного. Поздовжня вісь <em>d</em> – означає вісь, що проходить через центр полюсів, а поперечна вісь <em>q</em> – означає вісь, перпендикулярну осі <em>d</em>. У будь-якій точці по периметру машини індукція в проміжку має значення <span face="Cambria, serif" style="font-size: 1em; text-indent: 0.64cm; font-family: Cambria, serif;"><span style="font-size: 12pt;"><i>B</i></span></span><sub style="text-indent: 0.64cm;"><span face="Cambria, serif" style="font-family: Cambria, serif;"><span style="font-size: 12pt;"><i>x</i></span></span></sub><span face="Cambria, serif" style="font-size: 1em; text-indent: 0.64cm; font-family: Cambria, serif;">,</span><span style="font-size: 1em;">, під полюсами індукція має постійне значення </span><em style="font-size: 1em;">B</em><span style="font-size: 1em;">. </span></p> <p style="text-align: center;"><span style="text-decoration: underline;"><img height="502" width="699" src="/assets/courseware/v1/6b6b8f60efc06d82f9e689ca08e59fca/asset-v1:Profosvita+CS-K013SFPL+2024+type@asset+block/%D0%9C%D0%BE%D0%B4%D1%83%D0%BB%D1%8C5_%D0%95%D0%9C%D0%9F%D0%A1__3._%D0%9F%D1%80%D0%B8%D0%BD%D1%86%D0%B8%D0%BF%D0%B8_%D1%80%D0%BE%D0%B1%D0%BE%D1%82%D0%B8_%D0%BC%D0%B0%D1%88%D0%B8%D0%BD_%D0%BF%D0%BE%D1%81%D1%82%D1%96%D0%B9%D0%BD%D0%BE%D0%B3%D0%BE_%D1%81%D1%82%D1%80%D1%83%D0%BC%D1%83_html_7a97d3baee6920a.jpg" alt="" /></span></p> <p style="text-align: center;"><span style="text-decoration: underline;">Рисунок 3.1: Принцип роботи генератора постійного струму</span></p> <p><em>Джерело: W. Latek, Zarys maszyn elektrycznych, WNT, Warszawa 1978r s 402</em></p> <p style="text-align: center;"><span style="text-decoration: underline;"><img height="349" width="265" src="/assets/courseware/v1/ff9fa5514884cd780fca1cb292acdc1c/asset-v1:Profosvita+CS-K013SFPL+2024+type@asset+block/%D0%9C%D0%BE%D0%B4%D1%83%D0%BB%D1%8C5_%D0%95%D0%9C%D0%9F%D0%A1__3._%D0%9F%D1%80%D0%B8%D0%BD%D1%86%D0%B8%D0%BF%D0%B8_%D1%80%D0%BE%D0%B1%D0%BE%D1%82%D0%B8_%D0%BC%D0%B0%D1%88%D0%B8%D0%BD_%D0%BF%D0%BE%D1%81%D1%82%D1%96%D0%B9%D0%BD%D0%BE%D0%B3%D0%BE_%D1%81%D1%82%D1%80%D1%83%D0%BC%D1%83_html_69c2ea7b6f2ac4e1.jpg" alt="" /></span></p> <p style="text-align: center;"><span style="text-decoration: underline;">Рисунок 3.2: Ескіз котушки машини постійного струму</span></p> <p><em>Джерело:<span style="white-space: pre;"> </span>Власна розробка</em></p> <p>Магнітний потік в машині постійного струму викликаний магнітними полюсами статора N-S. Магнітний потік проходить від одного полюса через кільцеподібний сердечник ротора до іншого полюса. Навколо кільця магнітного сердечника розміщена котушка, кінчики якої кріпляться до двох кілець ковзання. Коли ротор обертається з кутовою швидкістю <img src="data:image/png;base64,iVBORw0KGgoAAAANSUhEUgAAABcAAAAPCAYAAAAPr1RWAAABdUlEQVR4nLWTMW6DQBBFPxJHYSmQTwAnADdUbumgXBp3biKlc4NL09FS0dh7AnMCy4V377KZZROZmCgxjjwNq2F582f442oKvCjcV4Hv4AKFk6AevQwriRP3/gkXBZyEsPkReh/bN2qHiDE4l1FuPpwUG3BYQY4hHkdTtWBlgiLVeIbvQnTDKMLVEvcD8PgGOcHrThB8Pt1V1/NwWPi/zPZ8hUI8Kf4n3PMX9Ohnq3oIDhYgpMOPrasrhr4W/mzVFu4tsQpL9HUHQX9tjBdbylPpav20WzzwpkLLSiRRAHnig0q1i2BMhHwDbhNkTSpGdpXBO7motw7bXMDsRRz1/ps410CGiyb6EqzwodPulqsTOHWOtypAIytkLEFGy6W1HJaOdbQHeo1dtJ0q9/gJmt+nY/pgP7lshBjl2rSiDjh/7QZ11YKKT8fyeMhLjzy1jatDC6waO8LPM4SAim+WnQEX6Gg86dCQguXdPNSXDBl11YyG/gGx3phuC7jnbQAAAABJRU5ErkJggg==" alt="" /><span style="font-size: 1em;"> ,  стержень, що становить зовнішню сторону котушки довжини l , обертається з окружною швидкістю </span><img src="data:image/png;base64,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" alt="" /><span style="font-size: 1em;"> , де R - радіус обертання. У повітряному проміжку між полюсом і ротором є індукція В. Потім в стержні – а в даному випадку і в котушці з однією активною стороною, тому що інша сторона всередині кільця знаходиться в полі з індукцією B = 0 – індукується напруга зі значенням, описаному формулою:</span></p> <p><img src="data:image/png;base64,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" alt="" /></p> <p>При постійному значенні швидкості v індукована напруга пропорційна індукції <em>B</em>. </p> <p style="text-align: center;"><img height="347" width="700" src="/assets/courseware/v1/b654ac5dc7f135a23ae475562109aca0/asset-v1:Profosvita+CS-K013SFPL+2024+type@asset+block/%D0%9C%D0%BE%D0%B4%D1%83%D0%BB%D1%8C5_%D0%95%D0%9C%D0%9F%D0%A1__3._%D0%9F%D1%80%D0%B8%D0%BD%D1%86%D0%B8%D0%BF%D0%B8_%D1%80%D0%BE%D0%B1%D0%BE%D1%82%D0%B8_%D0%BC%D0%B0%D1%88%D0%B8%D0%BD_%D0%BF%D0%BE%D1%81%D1%82%D1%96%D0%B9%D0%BD%D0%BE%D0%B3%D0%BE_%D1%81%D1%82%D1%80%D1%83%D0%BC%D1%83_html_9338aa5522a027c0.jpg" alt="" /></p> <p style="text-align: center;"><span style="text-decoration: underline;">Рисунок 3.3:  Ілюстрація принципу індукції напруги в стержні, що обертається в магнітному полі</span></p> <p><em>Джерело: W. Latek, Maszyny elektryczne w pytaniach i odpowiedziach, WNT, Warszawa 1994r., 94 s.</em></p> <p>На рисунку 3.3 b показаний розподіл індукції B по периметру машини як функція відстані x від точки, що лежить на прямій лінії, перпендикулярній до осі полюсів. Крива B=f(x) на іншій шкалі також представляє криву u=f(x), тобто хід залежності напруги, індукованої в обмотці, як функцію відстані активної сторони від точки, що лежить на лінії, перпендикулярній осі полюсів. Відстань x пропорційна часу. Така напруга являє собою змінну напругу з формою хвилі, відмінною від синусоїдальної. </p> <p>Принцип роботи комутатора можна представити наступним чином:</p> <p style="text-align: center;"><span style="text-decoration: underline;"><img height="332" width="700" src="/assets/courseware/v1/74d1b10260bfc56b06aa039a2e0b7ec7/asset-v1:Profosvita+CS-K013SFPL+2024+type@asset+block/%D0%9C%D0%BE%D0%B4%D1%83%D0%BB%D1%8C5_%D0%95%D0%9C%D0%9F%D0%A1__3._%D0%9F%D1%80%D0%B8%D0%BD%D1%86%D0%B8%D0%BF%D0%B8_%D1%80%D0%BE%D0%B1%D0%BE%D1%82%D0%B8_%D0%BC%D0%B0%D1%88%D0%B8%D0%BD_%D0%BF%D0%BE%D1%81%D1%82%D1%96%D0%B9%D0%BD%D0%BE%D0%B3%D0%BE_%D1%81%D1%82%D1%80%D1%83%D0%BC%D1%83_html_5c6e8cbf61171fc1.jpg" alt="" /></span></p> <p style="text-align: center;"><span style="text-decoration: underline;">Рисунок3.4: Ілюстрація принципу роботи електричної машини з однією котушкою, прикріпленою до двох півкілець, ізольованих одне від одного</span></p> <p><em>Джерело: W. Latek, Maszyny elektryczne w pytaniach i odpowiedziach, WNT, Warszawa 1994r., 95 s</em></p> <p>Кінці котушки, показані на рисунку 3.4, кріпляться до двох півкілець, ізольованих одне від одного. У той момент, коли котушка знаходиться в площині перпендикулярно осі полюсів, активна сторона котушки проходить від поля дії одного полюса до поля дії іншого полюса. При цьому кінчик котушки через відповідне півкільце втрачає контакт з щіткою, прикріпленою до однієї з клем вольтметра  і вступає в контакт з щіткою, прикріпленою до другої клеми вольтметра. Тому напруга на клемах вольтметра - це вирівняна напруга, хід якої показаний на рисунку 3.4 b. Описані тут півкільця являють собою найпростіший механічний випрямляч – тобто найпростіший комутатор.</p> <div id="gtx-trans" style="position: absolute; left: 7px; top: 3167.61px;"> <div class="gtx-trans-icon"></div> </div> </div> </div> </div> <script type="text/javascript"> (function (require) { require(['/static/js/dateutil_factory.762fd6ff462b.js?raw'], function () { require(['js/dateutil_factory'], function (DateUtilFactory) { DateUtilFactory.transform('.localized-datetime'); }); }); }).call(this, require || RequireJS.require); </script> <script> function emit_event(message) { parent.postMessage(message, '*'); } </script> </div>