Постійний і змінний струм
2. Машини постійного струму
За видом струму розрізняють машини змінного струму і машини постійного струму.
Електричні машини змінного струму поділяють, крім того, на дві групи — синхронні й асинхронні. Щоб зрозуміти ознаки цієї класифікації, розглянемо будову електричних машин. Електрична машина має нерухому частину — статор і ру¬хому — ротор (якір), нерухомо з'єднаний з валом машини. Кожна із цих частин може виконувати будь-яку з двох функцій: створювати або магнітне поле, або ЕРС індукції. Термін «ротор» звичайно вживають тоді, коли говорять про машини змінного струму, а термін «якір» — стосовно машин постійного струму. Кількість обертів ротора (вала машини) за одиницю часу називають частотою обертання електричної машини.
Магнітне поле, що його створює статор, у більшості електрич¬них машин змінюється періодично; часто воно є обертовим магнітним полем. Якщо частота обертання магнітного поля і частота обертання вала електричної машини однакові, такі машини називають синхронними. В асинхронних машинах частота обертання ротора менша за частоту обертання магнітного поля.
Електричні машини експлуатують у різних умовах. А тому залежно від форми виконання розрізняють відкриті й захищені електричні машини, причому захищені можуть бути бризко-захищеними, водозахищеними, пилозахищеними, вибухоза-хищеними та ін.
Під час роботи електричні машини нагріваються. Це шкідли¬во для ізоляції та інших частин. Тому більшість електричних машин мають вентиляційні пристрої.
Одна й та сама машина постійного струму в принципі може працювати і як генератор, і як двигун. (Ця властивість машини постійного струму, що називається оборотністю, дає змогу не розглядати окремо будову генератора чи двигуна.) Проте кожну електричну машину завод випускає з певним призначен¬ням — працювати тільки як генератор або тільки як двигун. Дуже рідко використовують машини постійного струму, при¬значені для роботи як генератором, так і двигуном.Генератори постійного струму застосовують тоді, коли по¬трібно мати самостійне джерело струму, наприклад для жив¬лення деяких видів електромагнітів, електромагнітних муфт, електродвигунів, електролізних ванн, зварювальних установок тощо.
Електродвигуни постійного струму застосовують тоді, коли потрібно плавно регулювати швидкість, наприклад у тролей¬бусах, електровозах, деяких типах підйомних кранів, у при¬строях автоматики.
Машини постійного струму розріз¬няють за способом збудження.
У машинах з незалежним збуджен¬ням обмотка збудження живиться від побічного джерела струму (рис. 1, а). Якщо обмотка збудження дістає жив¬лення від затискачів якоря і з'єднана з ними паралельно, таку машину називають машиною з пара¬лельним збудженням (рис. 2, б). Таку саму машину, але з послідовним з'єднанням обмотки збудження із затиска¬чами якоря називають машиною з послідовним збудженням (рис. 3, в). У машинах зі змішаним збудженням є дві обмотки збудження, одна з яких з'єднана із затискачами якоря послі¬довно, а друга — паралельно (рис. 4, г).
Характеристики машини постійного струму показують її ро¬бочі якості.
Рис. 1. Схеми машин по¬стійного струму (пускові й регулювальні реостати не показано):
а — з незалежним збуджен¬ням; б — з паралельним збудженням; в — з послі¬довним збудженням; г — зі змішаним збудженням
3. Змінний струм
Кількісно електричний струм характеризується диференційною векторною величиною густиною струму, або у випадку струму в проводах інтегральною величиною силою струму.
Під час замикання в колі змінна електрорушійна сила (ЕРС) створює змінний струм. Значення такого струму і напруги в колі змінюються з часом за гармонічним законом. Ці періодичні зміни викликають періодичні коливання швидкості впорядкованого руху заряджених частинок.