вхнути їх з магнітного поля.
Напрямок дії цієї сили F і руху провідника із струмом визначаються правилом лівої руки, відповідно до якого на провідник, що знаходиться під полюсом Ю, діє сила F (вліво), а на провідник під полюсом С - сила F з протилежним напрямком дії. Ці дві сили F створюють так званий електромагнітний момент М, під дією якого рамка буде обертатися за годинниковою стрілкою і забезпечувати привід якого пристрою, наприклад, колісної пари локомотива.
Як вже зазначалося раніше, в реальних конструкціях тягових електричних машин постійного струму для створення магнітного потоку Ф замість постійних магнітів застосовують спеціальні котушки (обмотки) збудження, виготовлені з мідного дроту або шинної міді, які розміщують на сталевих сердечниках полюсів. Функції рамки зі струмом у ТЕД виконує якір з обмоткою, витки якої з'єднують з колектором.
На подолання яких же сил опору при роботі ТЕД витрачаються тисячі кіловат електричної енергії, що надходить з затискачів тягового генератора або випрямної установки локомотива?
У зв'язку з тим, що провідники рамки (якоря) перетинатимуть магнітні силові лінії магнітного потоку Ф, відповідно до закону електромагнітної індукції (закону Фарадея) в провідниках рамки буде индуктироваться (наводитися) е.р.с. самоіндукції Є. Вона прямо пропорційна магнітному потоку Ф, частоті обертання рамки (якоря) n і якоїсь магнітної постійною (коефіцієнту) з е, тобто Е=с е? N? Ф. При обертанні витка 1 за допомогою півкілець 2 забезпечується перемикання напрямку струму в провідниках таким чином, що електромагнітні сили F, прикладені до верхнього і нижнього (див.. 56) провідникам рамки, будуть зберігати свої напрямки дії, ніж, в результаті, і забезпечується сталість напрямку обертання якоря ТЕД (величин М і n).
. Схема пристрою найпростішого електродвигуна постійного струму: 1 - рамка (виток); 2 - контактні кільця; 3 - щітки; С, Ю - постійні магніти; АБ - акумуляторна батарея; ТП - тяговий привід
Напруга U Тед, що підводиться до двигуну, створює струм I в рамці (обмотці якоря), а величина е.р.с. самоіндукції Е перешкоджає протіканню струму, так як згідно з правилом правої руки спрямована назустріч напруги, що підводиться. Іншими словами, однією з умов роботи електричної машини в руховому режимі є виконання наступної вимоги: підводиться до ТЕД напруга U Тед повинно завжди перевершувати величину е.р.с. самоіндукції Е. Тобто необхідно дотримання нерівності U Тед> Е, або U Тед=Е +? U, де? U - втрати напруги в обмотках електродвигуна опором R я, які відповідно до закону Ома рівні? U=I? R я.
Чим більше електрична потужність генератора і, відповідно, підводиться до ТЕД напруга U Тед, тим швидше обертаються якір двигуна і колісні пари (при сталості опору руху) і збільшується величина е.р.с. самоіндукції Е, на подолання якої і витрачається напругу. Значить, саме на подолання е.р.с. самоіндукції Е і витрачаються тисячі кіловат електричної енергії, що виробляється тяговим генератором тепловоза. В принципі, для ТЕД локомотива може бути справедливо й інше пояснення: потужність його тягових двигунів, що мають жорстку механічну зв'язок з колісними парами, витрачається на подолання сил опору руху поїзда.
Сформулюємо основні умови, при виконанні яких електрична машина постійного струму зд...
