И электрогенератора

Мы уже говорили, что электродвигатель – это генератор, «пущенный наоборот». Справедливо и обратное утверждение: генератор – это электродвигатель, «пущенный наоборот». Причем превратить электродвигатель в электрогенератор довольно просто: достаточно отключить «вход» электродвигателя от источника напряжения и замкнуть на какое-либо активное сопротивление. Если при этом внешней силой привести во вращение ротор электродвигателя, то через активное сопротивление пойдет ток.

Читатель: А если уже «раскрученный» до большой скорости электродвигатель замкнуть на лампу, она загорится?

Автор: Да. Но при этом ротор будет тормозиться силами Ампера, и если не применить дополнительных усилий, то он скоро остановится, а лампа погаснет.

Читатель: А если электродвигатель не отключать от источника напряжения, но раскрутить его ротор внешней силой до такой скорости, чтобы ЭДС индукции стала больше по величине, чем внешнее напряжение?

Рис. 19.5

Автор: Тогда возникнет такая же ситуация, как при зарядке аккумулятора (рис. 19.5). Здесь ℰ₀ – источник ЭДС, подключенный к двигателю, а ℰ_i – ЭДС индукции. Если ℰ₀ < ℰ_i­, то ток пойдет «против» направления действия внешней ЭДС, и энергия будет отдаваться от двигателя источнику тока. Если внешний источник – аккумуляторная батарея, то она будет заряжаться. В таком режиме двигатель практически превращается в электрогенератор.

СТОП! Решите самостоятельно: В8, В9, С5, С6.

Задача 19.3. Электромотор постоянного тока, включенный в цепь батареи с ЭДС, равной 24 В, при полном сопро­тивлении цепи 20 Омделает 600 оборотов в минуту при токе в цепи 0,20 А. Какую ЭДС разовьет тот же мотор, работая в качестве динамо-машины при 1400 оборотах в минуту?

ℰ = 24 В R = 20 Ом п1 = 600 об/мин I = 0,20 А п2 = 1400 об/мин	Решение. Для цепи, содержащей батарею и якорь электромотора (рис. 19.6), закон Ома имеет вид ℰ – ℰ1 = IR, (1) где ℰ1 – ЭДС индукции, возникающая в обмотке якоря, который вращается с числом оборотов п1 в постоянном магнитном поле, создаваемом статором. Если мотор будет работать в качестве динамо-машины, то при той же скорости вращения якоря ЭДС динамо-машины будет равна ℰ1, которая определяется равенством (1).
ℰ = ?
Рис. 19.6

ЭДС индукции прямо пропорциональна скорости вращения якоря ℰ ~ п. Поэтому при скорости вращения п₁ ℰ₁ = kn₁, а при скорости вращения п₂ ℰ₂ = kn₂. Отсюда

ℰ₁/ℰ₂ = n₁/n₂ Þ ℰ₂ = ℰ₁. (2)

Подставляя ℰ₁ = ℰ – IR из (1) в (2), получим

ℰ₂ = (ℰ – IR) = (24 В – 0,20 А×20 Ом) » 47 В.

Ответ: ℰ₂ = (ℰ – IR) » 47 В.

СТОП! Решите самостоятельно: D3, D5.