Гидроэлектростанция (ГЭС) своими руками (схемы и чертежи)

Гидроэлектростанция своими руками – делаем самодельную мини ГЭС с гидрогенератором для дома

Схема мини-гидроэлектростанции

Принцип работы гидроэлектростанции для дома достаточно прост. Схема сооружения выглядит следующим образом. На турбину падает вода, заставляя вращаться лопасти. Они, в свою очередь, за счет крутящего момента или перепада давления приводят в движение гидропривод. От него передается полученная мощность на электрогенератор, который и вырабатывает электричество.

В настоящее время схема ГЭС чаще всего укомплектовывается системой управления. Это позволяет конструкции работать в автоматическом режиме. В случае необходимости (к примеру, аварии) имеется возможность перехода на ручное управление.

Гидравлическая схема маслостанции

Обозначения

ОбозначениеНаименованиеКоличествоПримечание
ННасос1P = 21 МПа
МЭлектродвигатель1N = 7,5 кВт
ППробка сливная1
КПКлапан предохранительный1
МНМанометр1
Ф1Фильтр всасывающий1е = 90 мкм
Ф2Фильтр сливной1е = 25 мкм
Ф3Фильтр-сапун заливной1
РГидрораспределитель 4/31
ДРДроссель модульный1
ЗМГидрозамок двухсторонний1
ББак1V = 120 л.
РДРеле давления115. 15,7 МПа
УУказатель уровня1
1.1Гидроцилиндр1

Разновидности мини-ГЭС

Стоит понимать, что мини-гидроэлектростанции позволяют получать не более трех тысяч киловатт. Это максимальная мощность подобного сооружения. Точное значение будет зависеть от типа ГЭС и конструкции используемого оборудования.

В зависимости от вида водяного потока выделяют следующие типы станций:

  • Русловые, характерные для равнин. Они устанавливаются на реках с несильным потоком.
  • Стационарные используют энергию водных рек с быстрым потоком воды.
  • ГЭС, устанавливающиеся в местах перепада водного потока. Встречаются чаще всего в промышленных организациях.
  • Мобильные, которые строятся с применением армированного рукава.

Для строительства ГЭС достаточно даже небольшого ручья, протекающего по участку. Владельцы домов с центральным водоснабжением не должны отчаиваться.

Одной из американских компаний разработана станция, которую можно встраивать в водоснабжающую систему дома. В водопровод встраивается турбина маленьких размеров, которая приходит в движение за счет потока воды, двигающегося самотеком. Это снижает скорость потока воды, но снижает себестоимость электроэнергии. К тому же данная установка полностью безопасна.

Устраиваются даже мини-гидроэлектростанции в канализационной трубе. Но их строительство требует создания определенных условий. Вода по трубе должна стекать естественным образом за счет уклона. Второе требование – диаметр трубы должен быть подходящим для устройства оборудования. А это невозможно сделать в отдельно стоящем доме.

Обзор продукции

Производители выпускают мини гидростанции бытового использования для генерирования тока постоянной и переменной частоты в трехфазном и однофазном исполнении. Для выработки электричества необходим небольшой напор воды — до 12 л/сек. Как правило, данные гидроустановки применяются в местах с протеканием небольших рек или в местности с природным/искусственным водопадом, а также с построенной плотиной.

Мини генератор Ct-02 (Китай)

  • Мощность — 5 кВт;
  • Вырабатываемый ток — 50 Гц;
  • Скорость вращения — 30-3000 об/мин;
  • Ток — переменный.

Продукцию можно приобрести под заказ, обозначив необходимые параметры. Начальная цена — 30 000 рублей.

Мини генератор для дома xj13 (Китай)

  • Мощность — 8,5 кВт;
  • Вырабатываемый ток — 50 Гц;
  • Скорость вращения — 145-1920 об/мин;
  • Ток — переменный.

Данная модель горизонтальной установки имеет свои преимущества, малый вес и небольшие объемы. Аппарат можно легко установить в приусадебном участке. Цена — от 16 000 рублей.

Гидрогенератор LPWG

  • Мощность — 5 кВт;
  • Вырабатываемый ток — 50 Гц;
  • Скорость вращения — 500 об/мин;
  • Ток — переменный.

Данная гидросистема с горизонтальной подачей воды обеспечит током приусадебное хозяйство либо загородный дом. Покупка водяного генератора электрического тока обойдется в 49 596 рублей.

Как сделать гидроэлектростанцию самостоятельно

Создание водяного электрогенератора своими руками — процесс увлекательный. Можно сконструировать на основе обычного велосипедного генератора. Во-первых, следует определить скорость течения водного потока с помощью секундомера. Если скорость будет недостаточная, придется создать перепад высот, например, установив сливную трубу.

Смотрим видео, делаем поэтапно своими руками:

Вам нужно вырезать из алюминиевого листа несколько лопастей шириной 2-4 см. Длина лопастей должна совпадать с диаметром велосипедного колеса (от обода до втулки). Затем лопасти устанавливаются между спицами и фиксируются при помощи плоскогубцев. Колесо погружается в воду на треть. Очень неплохой вариант выработки электроэнергии в походе для освещения палатки и зарядки телефонов.

Выбираем электрогенератор

  • Для постоянного обеспечения энергией частного загородного дома вполне хватит мощности 20-30 кВт.
  • Чтобы точно определить требуемую мощность, нужно сложить показатели потребляемой мощности всех бытовых приборов и добавить лампы освещения.
  • Следует учитывать, что к общей сумме мощности нужно добавить еще процентов 20 сверху с учетом пусковых токов.
  • Если вы работаете с электроприборами строительного назначения, величина требуемой мощности должна быть в три раза больше (до 100 кВт).

Цены и производители

Рынок товаров обеспечивается разными поставщиками и компаниями-производителями. Ценовой фактор формируется в зависимости от раскрученности бренда. В последнее время хорошо себя зарекомендовали китайские производители. Благоприятное сочетание качества и цены заслуживает внимания.

Гидроэлектростанции используют силу воды для получения электрической энергии. Самостоятельно изготовленные станции решают проблему удаленности от централизованных электросетей или помогают сэкономить на электричестве.

Классификация мини-ГЭС

Мини-гидроэлектростанции (дома, в которых они используются, в большинстве относятся к частному сектору) чаще всего относятся к одному из следующих типов, которые различаются принципом работы:

  • Водяное колесо – традиционный тип, который наиболее прост в исполнении.
  • Пропеллер. Используют в тех случаях, когда река имеет русло шириной более десяти метров.
  • Гирлянда устанавливается на реках с несильным потоком. Для усиления скорости течения воды используют дополнительные сооружения.
  • Ротор Дарье устанавливается обычно на промышленных предприятиях.

Распространенность этих вариантов обусловлена тем, что они не требуют строительства плотины.

Как увеличить эффективность ГЭС

Если вам нужно немного увеличить количество генерируемой электроэнергии, можно организовать увеличение потока путём формирования перепада высот. Самое простое решение данной проблемы – установить в водоём сливную трубу. При этом необходимо учитывать диаметр самой трубы, ведь он напрямую будет сказываться на скорости потока. Чем он меньше – тем больше скорость. Данный способ позволяет установить минигидроэлектростанцию даже в том случае, если возле дома протекает небольшой ручей. Используя качественные материалы при создании генератора, мини-ГЭС можно успешно эксплуатировать это оборудование для домашних потребностей.

В связи с постоянным удорожанием углеводных энергоносителей, специалисты обращают все большее внимание на преимущества, которые дает использование электроэнергии, полученной более экономным способом. Одним из самых экономных и экологически чистых способов получения электроэнергии является гидроэлектростанция для дома, затраты на которую сводятся к первичному строительству и техническому обслуживанию оборудования. Но не каждая местность имеет природные возможности для строительства подобных сооружений, для которых необходим мощный водный поток и большой перепад высот, создаваемых плотиной, в этом случае на помощь энергетикам приходят мини ГЭС.

Пропеллерная станция

На раме в вертикальном положении располагается ротор и подводный ветряк, опускаемый под воду. Ветряк имеет лопасти, которые вращаются под воздействием потока воды. Лучшее сопротивление оказывают лопасти шириной два сантиметра (при быстром потоке, скорость которого, тем не менее, не превышает двух метров в секунду).

В данном случае лопасти приводятся в движение за счет возникающей подъемной силы, а не за счет давления воды. Причем направление движения лопастей перпендикулярно направлению течения потока. Этот процесс похож на работу ветровых электростанций, только работает под водой.

Устройство и принцип работы маслостанции

Маслостанция НЭЭ16-25И120Т1 состоит из бака 1, снабженного крышкой 2 и смонтированного на раме опорной 3; насосной группы, состоящей из насоса 4 (шестеренного), электродвигателя 5, соединяющей их валы муфты с упругим элементом 6 и стакана 7, выполняющего роль оболочки, четырехлинейного трехпозиционного гидрораспределителя с электромагнитным управлением 8, установленного на гидроблоке 9,, предохранительного клапана 11, манометра 13, установленного на стойке 14, заливной горловины 15 с сетчатым фильтром и сапуном; фильтров всасывающего 21 и сливного 22; индикатора уровня масла, совмещенного с термометром 23. Работа исполняющих устройств регулируется дросселем 19 и гидрозамком 18. Масло из бака сливается через пробку 24. Обратный клапан 17 предохраняет насос от скачков Масло из бака 1 закачивается насосом 4, приводимого в движение двигателем 5 через муфту 6, через всасывающий фильтр 21 и трубопровод и далее поступает в гидрораспределитель 8, подающий масло под давлением к рабочим органам. Из гидрораспределителя масло на слив поступает через трубопровод к фильтру сливному 22 и снова поступает в бак 1. Масло заливается в бак 1 через заливную горловину 15. Слив масла производится через пробку 24, установленную в стенке бака 1. Контроль уровня масла и его температуры осуществляется по индикатору 23. Настройка предельного давления, развиваемого установкой, предохранительным клапаном 11. Контроль настройки давления в системе контролируется манометром 13.

Не является публичной офертой. Вся представленная информация носит справочный характер. Характеристики, параметры и физические размеры могут быть изменены без уведомления.

Гирляндная ГЭС

Данного типа мини-гидроэлектростанции представляют собой трос, натянутый над руслом и закрепленный в опорном подшипнике. На нем в виде гирлянды навешены и жестко закреплены турбины небольшого размера и веса (гидровингроторы). Они состоят из двух полуцилиндров. За счет совмещения осей при опускании в воду в них создается крутящий момент. Это приводит к тому, что трос изгибается, натягивается и начинает вращаться. В данной ситуации трос можно сравнивать с валом, который служит для передачи мощности. Один из концов троса соединен с редуктором. На него и передается мощность от вращения троса и гидровингроторов.

Повысить мощность станции поможет наличие нескольких «гирлянд». Их можно соединить между собой. Даже это не сильно повышает КПД данной ГЭС. Это один из минусов подобного сооружения.

Еще один недостаток данного вида – создаваемая им опасность для окружающих. Подобного рода станции допустимо использовать только в безлюдных местах. Наличие предупредительных знаков обязательно.

Ротор Дарье

Мини-гидроэлектростанция для частного дома данного вида названа так в честь ее разработчика — Жоржа Дарье. Запатентована данная конструкция была еще в 1931 году. Представляет собой ротор, на котором находятся лопасти. Для каждой из лопастей в индивидуальном порядке подбираются нужные параметры. Ротор опускается под воду в вертикальном положении. Лопасти вращаются за счет перепада давления, возникающего под действием протекания по их поверхности воды. Этот процесс подобен подъемной силе, заставляющей самолеты взлетать.

Данный вид ГЭС имеет хороший показатель КПД. Втрое преимущество – направление потока не имеет значение.

Из недостатков данного вида электростанций можно выделить сложную конструкцию и непростой монтаж.

Преимущества мини-ГЭС

Независимо от вида конструкции мини-гидроэлектростанции обладают рядом преимуществ:

  • Экологически безопасны, не вырабатывают вредных для атмосферы веществ.
  • Процесс получения электричества проходит без образования шума.
  • Вода остается чистой.
  • Электричество вырабатывается постоянно, вне зависимости от времени суток или погодных условий.
  • Для обустройства станции достаточно даже небольшого ручья.
  • Излишек электроэнергии можно продать соседям.
  • Не нужно много разрешающей документации.

Мини-гидроэлектростанция своими руками

Построить водяную станцию для получения электроэнергии можно самостоятельно. Для частного дома достаточно двадцати киловатт в сутки. С таким значением справится даже мини-ГЭС, собранная своими руками. Но при этом следует помнить, что данный процесс характеризуется рядом особенностей:

  • Точные расчеты провести достаточно трудно.
  • Размеры, толщина элементов выбирается «на глаз», только опытным путем.
  • Самодельные сооружения не имеют защитных элементов, что приводит к частым поломкам и связанным с этим затратам.

Поэтому если нет опыта и определенных знаний в данной сфере, лучше отказаться от идеи подобного рода. Дешевле может оказаться приобретение уже готовой станции.

Если все же решаетесь делать все своими руками, то начинать необходимо с измерения скорости потока воды в реке. Ведь от этого зависит мощность, которую можно получить. Если скорость будет меньше одного метра в секунду, то строительство мини-гидроэлектростанции в данном месте не оправдает себя.

Еще один этап, который нельзя опускать – это расчеты. Необходимо тщательно рассчитать размер затрат, которые уйдут на строительство станции. В результате может оказаться, что гидроэлектростанция – не лучший вариант. Тогда стоит обратить внимание на другие виды альтернативной электроэнергии.

Мини-гидроэлектростанция может стать оптимальным решением в вопросе экономии затрат на электроэнергию. Для ее строительства необходимо наличие реки недалеко от дома. В зависимости от желаемых характеристик можно подобрать подходящий вариант ГЭС. При правильном подходе выполнить подобное сооружение можно даже своими руками.

Варианты используемых генераторов и подключения к нагрузке

Генераторы можно использовать автомобильные, автобусные, лучше всего малооборотные тракторные на постоянных магнитах.

Они надежнее, проще в эксплуатации и ремонте, у них нет щеток.

1. генератор Г250-Г1 2. Р362 реле-регулятор 3. автомобильный аккумулятор 4. амперметр 5 и 6 переключатели 7 предохранитель 8 наргузка.

В зависимости от ваших условий и возможностей можете использовать генераторы на 24В.

1. Генератор Г-228 2. регулятор напряжения 11.3702 3. аккумуляторы по 12В, соединенные последовательно 4. Амперметр для измерения тока зарядки 5 и 6 переключатели 7. нагрузка.

В самом простом случае вы можете использовать аккумуляторы 6СТ-75, но для надежности конечно лучше поставить, новые литий-ионные стартерные аккумуляторы. Они конечно дороже, но легче по весу, чем свинцово-кислотные, меньше по габаритам, больше по емкости в А/Ч, срок службы гораздо дольше, превосходят свинцовые по всем параметрам.

Это решает каждый сам в зависимости от назначения генератора, условий эксплуатации и финансовых возможностей.

Если вы собираетесь использовать гидрогенератор для питания бытовых электроприборов рассчитанных на питание промышленной сети 220/50Гц, придется использовать преобразователи напряжения и тока.

Эти приборы постоянный ток аккумулятора в 12 или 24 В преобразуют в переменный ток напряжением 220В. Они бывают разные по мощности, выбирать нужно в зависимости от тока какую максимальную нагрузку вы собираетесь использовать.

Подключаются они по вышеуказанной схеме вместо нагрузки, самый простой преобразователь не большой мощности можно собрать самому.

Эта схема проверена годами, работает как часы, проста, не требует настройки. Недостаток то, что она маломощная 100Вт.

Читайте также:  "Вечная" магнивая батарейка своими руками

Используйте экономные лампы дневного света по 13-15Вт или светодиодные по 5-10 Вт вполне достаточно для освещения на ночь частного дома, гаража и, даже, двора. 15 ватные лампы по яркости светят как 80Вт лампы накаливания.

Если вам требуется большая мощность, чтобы полноценно эксплуатировать электросети можно купить промышленные преобразователи. В продаже большой ассортимент 12/220В; 24/220В; 48/220В, по мощности до5кВт и более.

Инвертор Pulso IMU-800 преобразует постоянный ток напряжением 12В в переменный на 220В/50Гц. максимальная мощность на выходе 800Вт. Этого вполне достаточно для освещения, подключения телевизора, холодильника, для утюгов и кипятильников понадобятся более мощные инверторы.

Гидроэлектростанция своими руками

Если неподалеку от дома имеется пруд с плотиной или ручей, можно сделать отличный источник бесплатной дополнительной энергии. В статье будет рассмотрен пример, как своими руками можно сделать гидроэлектростанцию на основе водяного колеса. Изготовленная таким образом электростанция способна выдавать ток до 6 А, при установке на небольшой ручей установка показала результат в 2 А. Этого хватит, чтобы включить приемник и пару лампочек. Мощность зависит того, с какой силой идет водяной поток.

Материалы и инструменты:
– уголки и обрезки листового металла;
– диски для создания колеса (использовались от корпуса генератора Onan, который вышел из строя);
– генератор (был изготовлен из двух тормозных дисков Доджа по 28 см);
– вал и подшипники тоже были взяты от Доджа;
– медный провод с сечением около 15 мм;
– неодимовые магниты;
– фанера;
– полистироловая смола (нужна для заливки статора и ротора).

Шаг первый. Создаем колесо
Для создания колеса понадобится два стальных диска. В данном случае их диаметр составляет 28см (11 дюймов). Диск нужно разметить, чтобы было понятно, где устанавливать лопасти. Для изготовления лопастей берется труба диаметром 4 дюйма и разрезается вдоль на 4 части. Всего колесо имеет 16 лопастей. Чтобы зафиксировать диски, они стягиваются четырьмя болтами. Далее можно устанавливать лопасти на нужные позиции. Они привариваются с помощью сварки. Зазор между дисками составляет 10 дюймов, то есть длина колеса равна 10-ти дюймам.



Шаг второй. Делаем сопло
Сопло нужно для того, чтобы направлять воду на колесо. Его ширина составляет 10 дюймов, как и ширина колеса. Сопло изготавливается из цельного куска металла путем выгибания. Далее конструкция сваривается с помощью сварки.

Теперь можно устанавливать на ось колесо и механическая часть ГЭС практически готова. Осталось собрать и установить генератор.
Сопло сделано регулируемым по высоте, это позволяет управлять потоком воды в зависимости от ситуации.



Шаг третий. Собираем генератор
Процесс создания генератора состоит из нескольких шагов. Сперва нужно сделать обмотку, она состоит из 9-ти катушек. Каждая катушка имеет 125 витков. Диаметр медной проволоки составляет 1.5 мм. Каждая фаза образуется тремя катушками, которые соединены последовательно. Всего выведено 6 концов, это позволит сделать соединение как звездой, так и треугольником.

В заключении катушки заливаются полиэтиленовой смолой и выходит готовый статор. Его диаметр составляет 14 дюймов, а толщина 0.5 дюйма.




Для сборки генератора нужна фанера, из нее делается шаблон. Далее по этому шаблону устанавливаются 12 магнитов размерами 2,5 х 5 см и толщиной 1,3 см. В заключении ротор также заливается полиэтиленовой смолой. Вот и все, после засыхания генератор готов.

Под алюминиевой крышкой находятся выпрямители, которые делают из трехфазного переменного тока постоянный. Шкала амперметра имеет диапазон до 6 А. При самом минимальном зазоре между магнитами, устройство выдает 12 Вольт при оборотах 38 об/мин..

В задней части генератора есть два подстрочных винта, которые позволяют регулировать воздушный зазор. Таким образом, можно подбирать наиболее приемлемые параметры работы генератора.

Шаг четвертый. Заключительный этап сборки и установка генератора
Все крепежные элементы, а также водяное колесо нужно покрасить. Во-первых, так устройство будет выглядеть красивее. А во-вторых, краска будет защищать металл от ржавчины, которая быстро будет появляться возле источника воды. Неплохо бы было оснастить генератор защитным крылом, которое отводит брызги, но у автора не нашлось подходящего материала.





Генератор работает, вот он уже выдает почти 2 Ампера. Регулировки показали, что эффективнее всего работает соединение по типу звезды, при этом воздушный зазор составляет 1.25 дюйма.

Устройство может обойтись и дешевле, если использовать более слабые магниты и делать между катушкой меньше зазор.
На данный момент под нагрузкой скорость вращения составляет 110 об/мин, а в холостую 160 об/мин, при этом ГЭС выдает напряжение 1,9 А х 12В.

Единственная проблема при работе такого генератора – налипание магниевого песка на магниты. Чтобы этого не происходило, нужно ставить экран и дополнительный магнит на входе, чтобы он улавливал магнитные частички.

Гидроэлектростанция своими руками

Дата публикации: 23 ноября 2013

  • В поисках нужной воды
  • Простейшая мини гидроэлектростанция станция своими руками
  • Трудности согласования

«Зеленые» всего мира все чаще и все более активно протестуют против разработки новых месторождений нефти, газа, угля, а также массового использования двигателей внутреннего сгорания во всем мире, которые и приносят самые сильные загрязнения нашей среды обитания. Знаменитости из мира моды, театра, кино, призывают жить экономнее в плане расхода электроэнергии. Они устанавливают на крышах своих особняков солнечные батареи, ветровые генераторы (как актёр Леонардо Ди Каприо, например).

Все больше простых людей также понимают, что и от их поведения что-то может зависеть, и если хотя бы один человек найдет альтернативу двигателю внутреннего сгорания, то тогда мир станет чуточку чище. Поэтому в деревнях, поселках и в нашей стране, там, где есть падающая или бегущая вода, некий бассейн с водой на возвышенности, есть возможность сделать мини ГЭС своими руками и, тем самым, помочь и себе и ее Величеству Природе. Это ведь альтернатива бензиновому или дизельному генератору, который все равно работает на топливе и дает едкий выхлоп в окружающую среду.

А если не один человек, не одно домохозяйство решило найти альтернативный путь получения электроэнергии? Если целый поселок, деревня, аул? Тут уже нагрузка на Природу уменьшится значительно. Да и в кармане у потребителя останется больше денег на домашние нужды, ибо электричество от мини ГЭС, созданной руками и умом энтузиастов выходит примерно раза в три дешевле, чем покупать его от штатных производителей (ТЭЦ, Атомные станции, промышленные ГЭС).

В поисках нужной воды

Недавно я увидел небольшое видео, где показывалось, как в обычной индийской деревне студенты одного из западных колледжей решили сделать мини ГЭС. Электричества в той глуши нет, молодые люди бегут в города, а что произойдёт, если дать жителям свет? Реки как таковой в деревне нет, зато есть водоем. Природная чаша с огромным количеством воды расположена немного выше уровня деревни. Что придумали студенты?

Они своими умными головами сообразили, что раз нет здесь течения от Природы, его можно создать! Руками нанятых рабочих была смонтирована крытая длинная труба диаметром с метр, и один конец ее замкнулся на водоем, а другой — внизу, уходил в небольшую и тихоходную речку. За счет перепада высоты вода из водоема по трубе устремлялась вниз, разгоняясь все больше, и на выходе уже создавался довольно мощный поток, который упирался в лопасти мини ГЭС. Труба, в которую заключили воду водоема, сбегает вниз по склону холма настолько живописно, что кажется, будто огромный питон медленно ползет сверху вниз и своими размерами вселяет ужас в местных жителей. Его хочется потрогать руками, пощупать, почувствовать его мощь.

Если нечто подобное создают в индийской деревушке, то почему не попробовать сделать то же самое в российской? Если рядом нет быстротечной реки, но есть водоем, то и тут возможно строительство мини ГЭС. Нужно просто смотреть рельеф местности, но понятно одно: водоём — пусть он будет природный, или искусственный — должен быть расположен выше, нежели место, где будет установлена гидроэлектростанция. Если разница высот значительная – еще лучше! Поток воды будет бежать сильнее сверху вниз, а значит, возрастет возможная мощность получаемой электроэнергии.

Необязательно покупать дорогие трубы для организации искусственного водного течения. Можно своими руками сделать некий желоб, и пусть пока по нему разгоняется вода из водоема. Для начала лучше вообще взять любые подручные средства, старые трубы пусть и небольшого диаметра пока, и соорудить пробный вариант слива воды из водоема, что расположен выше. Так можно будет измерить скорость потока (как это сделать я уже писал ранее). Если же под боком течет река с быстрым течением, то тогда и не надо строить ни плотин, ни желобов, ни создавать поток воды искусственно. Мини ГЭС в форме гирлянды, пропеллера, ротора Дардье или водяного колеса могут быть установлены в таких местах без особых проблем.

Важно будет защитить сооружение. Как? Впереди мини ГЭС следует установить защитный экран из сетки, или рассеиватель, чтобы плывущие по реке обломки деревьев, а то и целые бревнышки, а также живая и мертвая рыба, всякого рода мусор не попадали на лопасти турбины, а проплывали мимо.

Простейшая мини гидроэлектростанция станция своими руками

Создать собственную мини-ГЭС своими руками способен почти каждый. Примеры? Многие туристы для получения освещения в условиях похода используют обыкновенный велосипед, на котором и передвигаются. На любое колесо велосипеда они устанавливают между спицами перемычки из кусков, скажем, тонкого железа и сначала руками, а затем плоскогубцами заводят края листа за спицу, тем самым фиксируя перемычку. Длина перемычки должна соответствовать половине диаметра колеса, то есть перекрывать расстояние от обода до втулки. По сути, она должна быть равна длине спицы. Оптимальным будет установить четыре таких перемычки по типу сторон света: Север, Юг, Запад, Восток. Далее потребуется обычный велогенератор и фонарик подключенный к нему.

Пора выбираться в поход. На ночлег нужно остановиться у реки. Ну и пусть, что комары закусают! Зато получится сделать видео вечеринки, наделать фотографий у костра. Это же очень живописно! Вода в реке должна иметь заметное течение и тогда наша походная мини гидроэлектростанция будет работать. «Да будет свет!» — сказал монтер и сделал замыкание. Нет, это не про нас.

«Да будет свет!» — сказал турист и опустил колесо с перемычками из железа на треть в воду бегущей реки. Сам велосипед ставится на небольшую подставку, или подвешивается за дерево или колышек на берегу так, чтобы колесо на треть было погружено в поток. Вода давит на перемычки, крутит колесо, генератор преобразует энергию воды в ток и мини-фонарик освещает место стоянки.

Нет риска, что батарейки попались бракованные, как в случае применения обычного фонаря, нет риска, что они «сядут», их не надо брать собой в поход в большом количестве. Течение реки никуда не исчезнет. Туристы, чаще всего, предпочитают останавливаться в проверенных местах. Так что, единожды получив электрический ток посредством минивело-ГЭС на месте ночлега, они будут помнить это место и постараются коротать темное время суток именно здесь.

Трудности согласования

Однако, зажечь одну свечу, образно говоря, это одно, а вот зажечь тысячи, дать людям свет, как то сделал Прометей, это совсем иное дело. Компактная гидроэлектростанция как источник электричества своим появлением в обыденном применении может нарушить устоявшуюся картину и состояние дел.

Крупнейшие монополии привыкли, что именно они производят электроэнергию для малых поселений, сбытовые дочерние структуры привыкли получать деньги за доставку товара – КВтчас потребителю. Куда в эту схему вписать мини — ГЭС? Да еще не подконтрольную монополистам? Сразу скажу, что согласовать такой проект с местными властями в России будет непросто, как впрочем, и всякое иное новое дело. Но результат стоит затраченных усилий.

В целом под компактной (мини) гидроэлектростанцией подразумевается такая станция, что выдает мощность до 100 квт. Народные умельцы, работая руками и головой, могут достаточно легко соорудить сию полезную штуку у себя в поселке или деревне, даже в частном домовладении. Но только если имеются соответствующие природные условия и желание что-то создать НОВОЕ, сэкономить денег, то есть в будущем меньше платить за электричество.

Если вы посмотрите видео, или фото некоторых мини- ГЭС, то увидите, что подчас они выглядят весьма странно. Но ведь для современников Леонардо Да Винчи его махолеты с огромными крыльями тоже казались по меньшей мере странными, а своими дерзкими опытами и идеями великий итальянец и вовсе наводил ужас на многих людей своего времени. Ну и что? Людей тех мы не помним. А чертежи и творения Леонардо будут жить в веках. Стройте мини-ГЭС своими руками, экспериментируйте, дерзайте! Природа и потомки скажут вам лишь «Спасибо»!

В Таджикистане тоже есть умельцы, не хуже индийских:

Гидроэлектростанция своими руками

Самодельная мини гидроэлектростанция сделанная своими руками: фото и описание.

Если возле вашего приусадебного участка протекает ручей, то его можно использовать для получения бесплатной электроэнергии, таким образом и поступил один умелец из Америки, построив мини гидроэлектростанцию своими руками у себя на участке.

Читайте также:  Эффекты, связанные с катушкой отрицательной энергии (КОЭ)

Процесс постройки мини ГЭС представлен на фото.

Лопасти турбины, автор изготовил из металлической трубы, распилив трубу вдоль на куски.

Затем из стального листа изготовил пару дисков диаметром по 12 дюймов, на которые были нанесены метки необходимых отверстий, а также места для 16 лопастей.

Вот так выглядит турбина для мини ГЭС.

Для регулировки угла подачи воды на турбину, сделал специальную насадку из согнутого металлического листа.

Изготовлено основание для крепления турбины и генератора.

Автор изготовил генератор аксиального типа: статор сделан из 9 катушек, каждая катушка состоит из 125 витков медной проволоки, катушки залиты эпоксидной смолой.

Изготовление ротора генератора.

Ротор состоит из двух частей, изготовленных из ступиц колеса автомобиля, на каждую часть ротора установлены по 12 неодимовых магнитов, всего понадобилось 24 магнита.

Турбину закрепили на роторе генератора.

Сбоку от генератора установлена коробка с выпрямителями, для преобразования трёхфазного переменного тока в постоянный.

Подача воды на турбину идёт по трубе.

После настройки угла подачи воды на турбину, средняя скорость вращения турбины под нагрузкой составила примерно 110 оборотов в минуту, а в холостую 160 об/мин, при этом мини ГЭС выдает напряжение 12 V и 2 А.

Под мини ГЭС сделана небольшая дамба.

Мини ГЭС позволяет получать умельцу дополнительную электроэнергию для зарядки аккумуляторов и питания бытовых электроприборов.

Скалярное магнитное поле

«Анализ многочисленных исследований разных авторов показывает, что почти все основы современной фундаментальной физики, ее исходные философские и физические концепции, нуждаются в полном пересмотре, и только при этих условиях могут быть построены, наконец, основы фундаментальной физики XXI века» [1].

1. Роковая ошибка Максвелла

Вывод уравнений Максвелла основывался, в основном, на многочисленных экспериментальных исследованиях Фарадея и на его исходных концепциях реальности существования у движущегося электрического заряда магнитного поля, а также реальности существования магнитной силовой линии и магнитных взаимодействий токов. Но экспериментальная база была бедна и Максвелл стал применять к электрическому полю зарядов теорему Остроградского-Гаусса не только в статике, но и в динамике. Электродинамика стала развиваться как абстрактная электростатика, в которой электростатические взаимодействия не зависели от движения зарядов, и формальная магнитодинамика, существующая самостоятельно от электростатики и дополняющая её.

2. Ампер считал, что никакого магнитного поля нет

Однако во времена Максвелла были известны уже и другие экспериментальные факты и подходы. Ампер, например, считал, что никакого магнитного поля и магнитных силовых линий в природе нет, а все новые эффекты и явления при движении зарядов связаны с динамическими свойствами электрических полей этих зарядов. То есть, электростатические взаимодействия и явления не остаются неизменными при движении зародов, как это считали ранее и продолжают считать и в настоящее время, а изменяются таким образом, что для описания их вообще не требуется вводить какие-то магнитные поля и магнитные взаимодействия.
Поэтому в формуле Ампера для взаимодействия движущихся зарядов никакого магнитного поля не было, а лишь указывалась скорость движения взаимодействующих зарядов. Ампером экспериментально установлено, что кроме поперечных сил взаимодействия движущихся зарядов (сила взаимодействия направлена перпендикулярно току), существуют еще и продольные силы взаимодействия (взаимодействие токов по одной прямой вдоль направления этих токов). Не замкнутые токи и отрезки тока Ампер в своей теории не рассматривал.

3. Отказ от токов смещения и их возврат в электродинамику
Концепция Ампера явно не вписывались в Максвелловский формализм записи уравнений через электрические и магнитные поля. Свою теорию электромагнетизма Максвелл строил исходя из существования эфира – материального носителя полей.
Однако со временем, в связи с отказом от гипотезы эфира, физическая сущность из уравнений Максвелла начала постепенно выхолащиваться. Токи смещения, например, которые Максвелл считал реально существующими, стали трактоваться двояко.
С одной стороны, без них невозможно понять даже работу простейшего конденсатора, с другой – токи смещения лишь математическая формальность, позволяющая сделать уравнения Максвелла симметричными. Магнитные свойства токов смещения принимаются эквивалентными магнитным свойствам токов переноса, но магнитные поля движущихся зарядов определяются, почему-то, только через одни токи переноса.
В настоящее время физическая сущность токов смещения начинает возрождается в связи с общим признанием важной роли физического вакуума во всех электромагнитных явлениях. Однако, решений уравнений Максвелла через токи смещения (по принципу близкодействия) пока не нашли и магнитные поля находятся только через одни токи переноса по не физическому принципу дальнодействия.

4. Векторная диаграмма токов смещения

Известно, что в пространстве около движущегося заряда или элемента тока токи смещения замыкаются на токе переноса, Рис. 1. Причем в любой точке N пространства вектор плотности тока смещения ]см (r), в общем, не совпадает с направлением движения заряда. Таким образом, в заданной точке пространства r мы всегда можем определить как напряженность магнитного поля Н(r), так и величину тока смещения, соответствующего этой напряженности. Тем не менее, до настоящего времени во всех практических случаях магнитные поля в точке наблюдения находятся только по принципу дальнодействия через токи переноса.

Второе магнитное поле Солнца. Решение парадоксов электродинамики, астрофизики и физики элементарных частиц

АННОТАЦИЯ: Рассмотрено второе магнитное поле Солнца. Построена 3D-модель восходящей и нисходящей линий второго магнитного поля Солнца. Изучено, как именно проявляется вторая компонента магнитного поля в земных условиях. Объясняются парадоксы электродинамики, в частности природа движущей силы в униполярном двигателе Фарадея и униполярном генераторе с точки зрения ИСКОННОЙ ФИЗИКИ АЛЛАТРА. Выявлено, что именно наличие второго магнитного поля придаёт вращательный момент звёздам, планетам, элементарным частицам и фантомным частичкам По, из которых и состоят все элементарные частицы. Поясняется, почему скорость движения фотонов больше скорости движения многих других элементарных частиц.

Интересуясь изучением солнечной физики, обнаружил на сайте «АЛЛАТРА НАУКА» в статье: «Природа электромагнитного поля» [1], довольно интересное изображение магнитного поля Солнца. Его изучение помогло объяснить природу некоторых электромагнитных парадоксов.

На снимке запечатлены магнитные потоки Солнца (силовые линии). Данный снимок получен исследовательским прибором Обсерватории солнечной динамики НАСА (NASA’s Solar Dynamics Observatory – SDO). Этот прибор оснащён несколькими исследовательскими комплексами: (Atmospheric Imaging Assembly – AIA), специальной камерой (Helioseismic and Magnetic Imager – HMI) и др., которые предназначены для изучения магнитных полей и их осцилляций на поверхности Солнца и в фотосфере звезды. Четыре телескопа исследовательского комплекса (AIA), работают параллельно для формирования 8 снимков Солнца каждые 12 секунд с помощью 10 разных электромагнитных волн. Описанное выше и дополнительное оборудование каждый день обеспечивает исследователей 57600 снимками Солнца высокого разрешения, которые отображают перемещение поверхностных солнечных масс и их извержение в атмосферу Солнца (корону) [2]. Для лучшей чёткости и максимальной детализации специалисты отредактировали снимок на компьютере: яркие белые полосы – это корональные петли, а синие и желтые пятна – это противоположные магнитные полюса.

На первый взгляд данный снимок может показаться непримечательным, но если внимательно сопоставить силовые линии магнитного поля Солнца с аналогичным телом в земных условиях, обладающим магнитным полем (например, постоянным магнитом в виде шайбы), то можно выявить определённые различия, которые помогают объяснить природу парадоксов электродинамики.

В чём же заключается ценность данного снимка магнитного поля Солнца (Рис. 1)? Дело в том, что на снимке (Рис. 2) отчётливо видна одна дополнительная силовая линия, которая также соединяет два противоположных магнитных полюса, но отличается по форме от основных тороидальных силовых линий. Дополнительная силовая линия имеет двоякую кривизну.

Рисунок 2. Основные и дополнительные силовые линии магнитного поля Солнца.

Примечателен также тот факт, что на снимке мы видим лишь одну дополнительную силовую линию, охватывающую видимый сектор Солнца в 180º. Основное тороидальное и второе магнитное поле Солнца должны быть полностью скомпенсированы (принцип взаимодействия крайних противоположностей), поэтому на противоположной стороне Солнца также находится дополнительная вторая силовая линия, но с противоположными свойствами. Что это означает? Если рассматривать Солнце с двумя магнитными полюсами (Северным и Южным), то одна силовая линия второго магнитного поля будет нисходящей, т. е. движение магнитного потока будет, например, от Северного полюса к Южному (Рис. 3), а вторая силовая линия второго магнитного поля Солнца будет восходящей, т. е. движение магнитного потока будет уже от Южного полюса к Северному. На схематических рисунках эти линии показаны двумя разными цветами (Рис. 3).

Рисунок 3. Схематическое обозначение восходящей и нисходящей линии второго магнитного поля Солнца.

Таким образом, Солнце имеет две силовые линии, которые формируют вторую компоненту магнитного поля Солнца. В литературе его ещё называют второе магнитное поле или же скалярное магнитное поле.

Необходимо было выяснить, как именно проявляется вторая компонента магнитного поля в земных условиях. Согласно фрактальному принципу мироустройства магнитные поля звёзд и постоянных магнитов должны быть схожими. Современное представление науки о силовых линиях магнитного поля ограничивается стандартным представлением об основном тороидальном магнитном поле (Рис. 4).

Рисунок 4. Магнитное поле прямоугольного магнита.

Действительно, если изучить форму металлических опилок, а также следы на специальных магнитных плёнках (Рис. 5), то на таком уровне детализации магнитного поля дополнительные силовые линии второго магнитного поля не обнаруживаются. Это связано с тем, что вторая компонента магнитного поля не взаимодействует с ферромагнетиками, но имеет место быть. Более детально об этом можно узнать из книг и работ Николаева Г. В., а также просмотрев видео [3].

Рисунок 5. Фото магнитного поля прямоугольного неодимового магнита.

На Рис. 5. показано магнитное поле прямоугольного (10 мм х 15 мм х 40 мм) неодимового магнита в двух плоскостях. Более тёмные места обозначают силовые линии, расположенные более ортогонально к поверхности зелёной плёнки (Magnet Viewer), а светлые полосы указывают места наименьшей концентрации силовых линий или их отсутствие. Действительно, на Рис. 5. мы не обнаруживаем дополнительной петлеобразной силовой линии как на Рис. 2., которая соединяла бы противоположные магнитные полюса, но отчётливо видна нейтральная зона между двумя полюсами неодимового магнита. Об этой нейтральной зоне упоминал в 1945 г. Эдвард Лидскалнин (Edward Leedskalnin) в своей книге «Магнитный поток» (стр. 3.1, Рис. 6) [4]:

«В плоском постоянном магните, между полюсами, есть полунейтральная часть, где нет входящего или выходящего потока, но на Земле нет места, где магнитные частички бы не циркулировали, однако на полюсах они циркулируют гораздо чаще, чем на экваторе».

Рисунок 6. Полунейтральная зона между полюсами магнитного поля (обозначена тёмным цветом) [4].

Ознакомление с докладом «ИСКОННАЯ ФИЗИКА АЛЛАТРА» [5] и несколькими статьями, которые имеют отношение к теории магнитных полей, внесло некую ясность. Оказывается, что любое материальное тело, будь-то «живое» или «неживое», обладает собственным септонным полем (стр. 52) [1], [6], которое принимает тороидальную форму. «Септонное поле ‒ это общее универсальное поле, благодаря которому происходят все фундаментальные взаимодействия в материальном мире. Оно находится в основе любого явления, процесса, объекта и их составляющих. Собственное септонное поле присуще как объектам макромира, так и объектам микромира. Это общее поле, которое объединяет их в своей основе, так как реальная частичка По и фантомная частичка По состоят из элементов этого поля ‒ септонов» [5].

Эдвард Лидскалнин в своих трудах очень близко подошёл к пониманию природы магнитного поля и септона и под термином «magnets» подразумевал «магнитные частички». Он пишет в вышеупомянутой книге: «Они на столько малы, что способны проникать сквозь что-угодно. По сути, они могут проникнуть сквозь металл легче, чем сквозь воздух» [4].

Благодаря проявленной дополнительной силовой линии магнитного поля Солнца на снимке (Рис. 2.), теперь можно объяснить несколько, до настоящего времени не разрешённых, парадоксальных ситуаций с природой движущей силы в униполярном двигателе Фарадея и униполярном генераторе [7], в котором используется вращающийся магнит. Униполярный двигатель вращается только одними продольными силами F║. Реакцией является поперечная сила F┴, приложенная к боковому проводнику токоподвода (Рис. 7).

А также разрешается парадоксальная ситуация с местом возникновения ЭДС в униполярном генераторе с вращающимся магнитом-ротором и причинами отсутствия реакции на магните в случае использования неподвижного магнита. Исследования показывают, что ЭДС индуцируется только во вращающемся магните-роторе и методы теории относительности к рассматриваемому явлению не применимы (рис. 7).

Рисунок 7. Униполярный двигатель Фарадея и униполярный генератор [7]

Поскольку в униполярном двигателе Фарадея происходит вращение постоянного магнита под действием электрического тока, то можно сказать, что вторая компонента магнитного поля отвечает за вращение тела. Именно наличие второго магнитного поля придаёт вращение звёздам, планетам, элементарным частицам и фантомным частичкам По, из которых и состоят элементарные частицы (электрон, протон, нейтрино и фотон). Ведь в докладе «ИСКОННАЯ ФИЗИКА АЛЛАТРА» сказано (стр. 84) [5]:

“Примечательно, что у фотона, двигающегося по эзоосмической решётке, спиралевидное вращение его фантомных частичек По более ускоренное, чем у фантомных частичек По многих других элементарных частиц. Благодаря таким ускоренным «завихрениям» структуры фотона его скорость движения больше по сравнению со скоростью движения многих других элементарных частиц. Фотон-3 и фотон-4 двигаются, как правило, в одном энергетическом потоке, причём фотонов-3 в нём всегда многократно больше, чем фотонов-4. Например, от солнца идёт поток фотонов, где большинство из них ‒ это силовые фотоны (фотоны-3), ответственные за энергетические, силовые взаимодействия, но среди них есть и информационные фотоны (фотоны-4), несущие информацию о солнце. Потоки фотонов-3 не несут тепло, они его создают при разрушении частичек, с которыми сталкиваются. Чем больше поток фотонов-3, направленных под прямым углом к материальному объекту, тем больше образуется тепла. Благодаря информационным фотонам (фотонам-4) человек, например, видит глазами свет от солнца и само солнце, а благодаря силовым фотонам (фотонам-3) он чувствует на себе тепло от солнца и так далее. То есть благодаря фотонам-3 обеспечивается энергетический поток (а также различные силовые взаимодействия в материальном мире), а благодаря фотонам-4 обеспечивается доставка информации в данном энергетическом потоке (то есть участие в процессах, позволяющих, например, человеку видеть окружающий мир)”.

Следовательно фантомные частички По фотона имеют больше силовых линий, формирующих второе магнитное поле частички, чем и обусловлена повышенная скорость перемещения.

Читайте также:  Сверхединичный генератор dmit-RuslanX своими руками

Поскольку человеческий организм, флора и фауна зависят от различных магнитных полей, то и их дальнейшее изучение, с позиции знаний ИСКОННОЙ ФИЗИКИ АЛЛАТРА, является важным приоритетом созидательного и познавательного будущего.

ВЫВОДЫ:

  • Количество дополнительных силовых линий, которые формируют второе магнитное поле объекта всегда кратно 2. Аналогично данным из статьи Васильева Г. [1], когда минимальное необходимое количество материальных объектов для формирования электромагнитного поля равняется двум, и что они должны иметь противоположные внутренние потенциалы и внешние заряды.
  • Количество дополнительных силовых линий обусловлено геометрией тела, т. е. зависит от деформации тороидального магнитного поля (например магнит- шайба или магнит-цилиндр).
  • Чем больше скорость вращения тела, тем больше силовых линий, образующих второе магнитное поле. Но здесь возникает вопрос: постоянно ли количество данных силовых линий в объекте исследования или оно изменяется в зависимости от условий (изменилась скорость вращения – изменилось и количество)?

Электромагнитная индукция. Опыты Фарадея. Электромагнитные колебания и волны

1. Явление электромагнитной индукции было открыто английским ученым Майклом Фарадеем. Если соединить катушку с гальванометром и внести в катушку полосовой магнит северным полюсом, то стрелка гальванометра отклонится, что свидетельствует о существовании в катушке электрического тока. Когда магнит остановится в катушке, то ток прекратится (рис. 95). При выдвижении магнита из катушки в ней вновь появится электрический ток, но он будет иметь противоположное направление. Причиной возникновения электрического тока в катушке, является изменение магнитного поля, пронизывающего эту катушку, которое происходит при движении магнита.

Возможны различные способы изменения магнитного поля, пронизывающего контур проводника. Можно, например, перемещать не магнит, а катушку, т.е. надевать её на магнит. При этом также возникнет индукционный ток. Можно в большую катушку вставить малую катушку. Большую катушку соединить с гальванометром, а малую — с источником постоянного тока. При замыкании и размыкании цепи малой катушки можно наблюдать отклонение стрелки гальванометра. Таким образом, при любом изменении магнитного поля пронизывающего замкнутый проводник, в нём возникает индукционный ток.

Эти и другие опыты показывают, что ток появляется только при изменении магнитного поля, пронизывающего замкнутый проводник.

Явление возникновения тока в замкнутом проводнике при изменении магнитного поля, пронизывающего контур проводника, называется электромагнитной индукцией. Ток, возникающий в этом случае в цепи, называют индукционным током.

Таким образом, направление индукционного тока в катушке зависит от направления движения магнита.

2. Направление индукционного тока зависит от того, каким полюсом вносят магнит в катушку или выносят из нее, т.е. от направления магнитного поля. Если вносить магнит в катушку не северным полюсом, как это делалось в опыте, описанном выше, а южным полюсом, то стрелка гальванометра отклонится в сторону, противоположную той, в которую она отклонялась при внесении магнита северным полюсом. Направление индукционного тока будет разным в зависимости от того, вносят магнит в катушку или выносят его из катушки. Таким образом, направление индукционного тока зависит от направления движения магнита относительно катушки.

Вносить магнит в катушку можно быстрее и медленнее. Наблюдения позволяют сделать вывод о том, что сила индукционного тока зависит от скорости движения магнита, т.е. от скорости изменения магнитного поля. Сила индукционного тока тем больше, чем больше скорость изменения магнитного поля, пронизывающего контур проводника.

Если в самом проводнике изменяется сила тока, то вокруг проводника существует переменное магнитное поле. Это поле порождает в проводнике индукционный ток, который называется током самоиндукции, а явление возникновения такого тока — явлением самоиндукции.

Значение открытия явления магнитной индукции заключается в том, что в этом явлении наглядно наблюдается связь электрических и магнитных явлений, электрического и магнитного полей, что позволяет говорить о существовании единого электромагнитного поля.

3. Явление электромагнитной индукции лежит в основе работы генератора электрического тока — устройства, которое служит источником электрического тока и в котором происходит преобразование механической энергии в электрическую. Основными частями генератора являются магнит и расположенная между его полюсами насаженная на вал рамка.

Рамка приводится во вращение, пронизывающее её магнитное поле изменяется, и в катушке возникает индукционный ток. Этот ток снимается с рамки с помощью устройства, называемого коллектором, представляющим собой два полукольца, каждое из которых присоединяется к различным концам рамки, и щёток, касающихся колец. Промышленные генераторы имеют более сложное устройство, но все они состоят из вращающейся части (ротора), обычно в промышленном генераторе это электромагнит, создающий вращающееся магнитное поле, и неподвижной части (статора) — обмотки, в которой индуцируется электрический ток.

4. Максвеллом было теоретически показано, а Герцем экспериментально доказано, что изменяющееся магнитное поле порождает переменное электрическое поле, в свою очередь переменное электрическое поле порождает переменное магнитное поле, т.е. в пространстве происходят изменения (колебания) характеристик электромагнитного поля.

Электромагнитные колебания происходят в колебательной системе, называемой колебательным контуром. Колебательный контур — это электрическая цепь, состоящая из конденсатора и катушки индуктивности (рис. 96).

Если зарядить конденсатор и затем замкнуть его на катушку, то по цепи пойдёт электрический ток. При этом конденсатор начнёт разряжаться. Сначала сила тока в цепи будет увеличиваться, и появится ток самоиндукции, препятствующий увеличению основного тока и направленный против него. Через ½ часть периода конденсатор полностью разрядится, а сила тока в катушке станет максимальной. Затем сила тока начнет уменьшаться. Ток самоиндукции, который при этом возникнет, будет стремиться поддержать основной ток и будет направлен так же, как и он. Через ¼ часть периода ток прекратится, и конденсатор перезарядится. Затем пойдет обратный процесс.

Таким образом, в колебательном контуре происходят электромагнитные колебания, т.е. периодические изменения заряда, силы тока, электрического и магнитного полей. Колебания, происходящие в колебательном контуре, благодаря начальному запасу энергии в конденсаторе называются свободными. В процессе колебаний энергия извне в контур не поступает.

Минимальный промежуток времени, через который процесс в колебательном контуре полностью повторяется, называется периодом ​ ( (T) ) ​ электромагнитных колебаний. За период колебаний заряд на обкладках конденсатора изменяется от максимального значения до следующего максимального значения того же знака, или сила тока изменяется от максимального значения до следующего максимального значения при том же направлении тока.

Характеризуя электромагнитные колебания, часто говорят об их частоте. Частотой ​ ( (nu) ) ​ колебаний называют число полных колебаний в одну секунду. Частота обратна периоду колебаний

Единицей частоты является 1 Гц. Частоту электромагнитных колебаний часто измеряют в килогерцах (1 кГц = 1000 Гц) и в мегагерцах (1 МГц = 1 000 000 Гц).

5. Подобно тому как механические колебания распространяются в пространстве в виде механических волн, электромагнитные колебания распространяются в пространстве в виде электромагнитных волн. Многочисленные эксперименты показывают, что электрическое и магнитное поля взаимосвязаны. Если в какой-либо точке пространства возникает переменное электрическое поле, то в соседних точках оно возбуждает переменное магнитное поле, которое, в свою очередь, возбуждает переменное электрическое поле и т.д. Таким образом, можно говорить об электромагнитном поле. Это поле и распространяется в пространстве.

Процесс распространения периодически изменяющегося электромагнитного ноля представляет собой электромагнитные волны.

Электромагнитные волны распространяются в вакууме со скоростью 300 000 км/с. Они характеризуются определённой длиной волны ​ ( lambda ) ​. Длина волны — это расстояние, на которое перемещается электромагнитная волна за время, равное периоду колебаний ​ ( (T) ) ​. ​ ( lambda=cT ) ​ или ( lambda=c/nu ) , где ​ ( c ) ​ — скорость распространения электромагнитной волны, ​ ( nu ) ​ — частота колебаний.

6. Электрически заряженные частицы могут колебаться с различной частотой. Соответственно, излучаемые при этом электромагнитные волны имеют разную длину волны. Поэтому диапазон частот электромагнитных волн очень широк: он лежит в пределах от 0 до 10 22 Гц, а длина волны — в пределах от 10 -14 м до бесконечности. По длине волны или по частоте электромагнитные волны можно разделить на восемь диапазонов. Обладая рядом общих свойств (интерференция, дифракция), волны разной частоты имеют и специфические свойства.

ПРИМЕРЫ ЗАДАНИЙ

Часть 1

1. В катушку, соединённую с гальванометром, вносят магнит. Направление индукционного тока зависит

А. От скорости перемещения магнита.
Б. От того, каким полюсом вносят магнит в катушку.

1) только А
2) только Б
3) и А, и Б
4) ни А, ни Б

2. В катушку, соединённую с гальванометром, вносят магнит. Сила индукционного тока зависит

А. от скорости перемещения магнита
Б. от того, каким полюсом вносят магнит в катушку

1) только А
2) только Б
3) и А, и Б
4) ни А, ни Б

3. Постоянный магнит вносят в катушку, замкнутую на гальванометр (см. рисунок).

Если выносить магнит из катушки с большей скоростью, то показания гальванометра будут примерно соответствовать рисунку

4. Две одинаковые катушки замкнуты на гальванометры. В катушку А вносят полосовой магнит, а из катушки Б вынимают такой же полосовой магнит. В какой катушке гальванометр зафиксирует индукционный ток?

1) только в катушке А
2) только в катушке Б
3) в обеих катушках
4) ни в одной из катушек

5. В первом случае магнит вносят в сплошное эбонитовое кольцо, а во втором случае выносят из сплошного медного кольца (см. рисунок).

1) возникает только в эбонитовом кольце
2) возникает только в медном кольце
3) возникает в обоих кольцах
4) не возникает ни в одном из колец

6. Внутри катушки, соединённой с гальванометром, находится малая катушка, подключённая к источнику постоянного тока. В каком из перечисленных опытов гальванометр зафиксирует индукционный ток?

А. В малой катушке выключают электрический ток.
Б. Малую катушку вынимают из большой.

1) только в опыте А
2) только в опыте Б
3) в обоих опытах
4) ни в одном из опытов

7. Внутри катушки, соединённой с гальванометром, находится малая катушка, подключённая к источнику тока. Первую секунду от начала эксперимента малая катушка неподвижна внутри большой катушки. Затем в течение следующей секунды её вынимают из большой катушки. Третью секунду малая катушка находится вне большой катушки. В течение четвертой секунды малую катушку вдвигают в большую. В какой(-ие) промежуток(-ки) времени гальванометр зафиксирует появление индукционного тока?

1) только 0-1 с
2) 1 с-2 с и 3 с-4 с
3) 0-1 с и 2 с-3 с
4) только 1 с-2 с

8. Внутри катушки, соединённой с гальванометром, находится малая катушка, подключённая к источнику тока. Оси катушек совпадают. Первую секунду от начала эксперимента малая катушка неподвижна внутри большой катушки. Затем в течение следующей секунды её вращают относительно вертикальной оси по часовой стрелке. Третью секунду малая катушка вновь остаётся в покое. В течение четвёртой секунды малую катушку вращают против часовой стрелки. В какие промежутки времени гальванометр зафиксирует появление индукционного тока в катушке?

1) индукционный ток может возникнуть в любой промежуток времени
2) индукционный ток возникнет в промежутках времени 1-2 с, 3-4 с
3) индукционный ток не возникнет ни в какой промежуток времени
4) индукционный ток возникнет в промежутках времени 0-1 с, 2-3 с

9. К электромагнитным волнам относятся:

A. Волны на поверхности воды.
Б. Радиоволны.
B. Световые волны.

Укажите правильный ответ.

1) только А
2) только Б
3) только В
4) Б и В

10. Какие из приведённых ниже формул могут быть использованы для определения скорости электромагнитной волны?

1) только А
2) только Б
3) А и В
4) В и Г

11. Установите соответствие между названием опыта (в левом столбце таблицы) и явлением, которое в этом опыте наблюдается (в правом столбце таблицы). В таблице под номером физической величины левого столбца запишите соответствующий номер выбранного вами элемента правого столбца.

ВЕЛИЧИНА
A) опыты Фарадея
Б) опыт Эрстеда
B) опыт Ампера

ХАРАКТЕР ИЗМЕНЕНИЯ ЗНАЧЕНИЯ ВЕЛИЧИНЫ
1) действие проводника с током на магнитную стрелку
2) электромагнитная индукция
3) взаимодействие проводников с током

12. Установите соответствие между техническими устройствами и физическими явлениями, лежащими в основе их работы.

ТЕХНИЧЕСКИЕ УСТРОЙСТВА
A) генератор электрического тока
Б) электрический двигатель
B) электромагнитное реле

ФИЗИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ
1) взаимодействие постоянных магнитов
2) взаимодействие проводников с током
3) возникновение электрического тока в проводнике при его движении в магнитном поле
4) магнитное действие проводника с током
5) действие магнитного поля на проводник с током

Часть 2

13. На какую частоту нужно настроить радиоприёмник, чтобы слушать радиостанцию, которая передает сигналы па длине волны 2,825 м?

1) 106,2 кГц
2) 106,2 МГц
3) 847,5 кГц
4) 847,5 МГц

Ссылка на основную публикацию