Машина постоянного тока (рис. 69, а) имеет обмотку возбуждения, расположенную на явно выраженных полюсах статора. По обмотке возбуждения проходит постоянный ток Iв, который создает магнитное поле возбуждения Фв. На роторе расположена обмотка якоря, в которой при вращении ротора индуцируется э. д. с.
При заданном направлении вращения якоря направление э. д. с, индуцируемой в его проводниках, зависит только от того, под каким полюсом находится проводник. Поэтому во всех проводниках, расположенных под одним полюсом, направление э. д. с. одинаковое и сохраняется таким независимо от частоты вращения. Иными словами, картина, изображающая направление э. д. с. на рис. 69, а, неподвижна во времени: в проводниках, расположенных выше горизонтальной оси симметрии (геометрической нейтрали), э. д. с. всегда направлена в одну сторону; в проводниках, лежащих ниже геометрической нейтрали, э. д. с. направлена в противоположную сторону.
При вращении якоря проводники обмотки перемещаются от одного полюса к другому; э. д. с, индуцируемая в них, меняет знак, т. е. в каждом проводнике наводится переменная э. д. с. Однако число проводников, находящихся под каждым полюсом, остается неизменным. При этом суммарная э. д. с, индуцируемая в проводниках, находящихся под одним полюсом, также неизменна по направлению и приблизительно постоянна по величине. Эта э. д. с. снимается с обмотки якоря при скользящего контакта, включенного между обмоткой и внешней цепью.
Обмотка якоря выполняется замкнутой, симметричной (рис. 69, б). При отсутствии внешней нагрузки ток по обмотке не проходит, так как э. д. с, индуцируемые в различных частях обмотки, взаимно компенсируются.
Подсчитаем ускорение свободного падения на высоте h:
g = G*M₃ / (R₃+h)²
G=6,67*10⁻¹¹ м³/кг*с² - гравитационная постоянная M₃=6*10²⁴ кг - масса Земли R₃=6 400 км = 6,4*10⁶ м h=5 км=5*10³ м g = G*M₃ / (R₃+h)²=6,67*10⁻¹¹*6*10²⁴/(6,4*10⁶+5*10³) ≈ 9,755 м/с² На поверхности земли g₃=9,807 м/с²
Найдем длину секундного маятника на Земле T = 2*π*√ (L/g₀) T²=4*π²*L/g₀ L=T²*g₀/(4*π²) = 1*9,807/(4*3,14²) ≈ 0,248 м
Период на высоте h T₁ = 2*π*√(L/g) = 2*3,14*√(0,248/9,755) ≈ 1,0018 c (Будут отставать приблизительно на 0,002 с)
При заданном направлении вращения якоря направление э. д. с, индуцируемой в его проводниках, зависит только от того, под каким полюсом находится проводник. Поэтому во всех проводниках, расположенных под одним полюсом, направление э. д. с. одинаковое и сохраняется таким независимо от частоты вращения. Иными словами, картина, изображающая направление э. д. с. на рис. 69, а, неподвижна во времени: в проводниках, расположенных выше горизонтальной оси симметрии (геометрической нейтрали), э. д. с. всегда направлена в одну сторону; в проводниках, лежащих ниже геометрической нейтрали, э. д. с. направлена в противоположную сторону.
При вращении якоря проводники обмотки перемещаются от одного полюса к другому; э. д. с, индуцируемая в них, меняет знак, т. е. в каждом проводнике наводится переменная э. д. с. Однако число проводников, находящихся под каждым полюсом, остается неизменным. При этом суммарная э. д. с, индуцируемая в проводниках, находящихся под одним полюсом, также неизменна по направлению и приблизительно постоянна по величине. Эта э. д. с. снимается с обмотки якоря при скользящего контакта, включенного между обмоткой и внешней цепью.
Обмотка якоря выполняется замкнутой, симметричной (рис. 69, б). При отсутствии внешней нагрузки ток по обмотке не проходит, так как э. д. с, индуцируемые в различных частях обмотки, взаимно компенсируются.
g = G*M₃ / (R₃+h)²
G=6,67*10⁻¹¹ м³/кг*с² - гравитационная постоянная
M₃=6*10²⁴ кг - масса Земли
R₃=6 400 км = 6,4*10⁶ м
h=5 км=5*10³ м
g = G*M₃ / (R₃+h)²=6,67*10⁻¹¹*6*10²⁴/(6,4*10⁶+5*10³) ≈ 9,755 м/с²
На поверхности земли
g₃=9,807 м/с²
Найдем длину секундного маятника на Земле
T = 2*π*√ (L/g₀)
T²=4*π²*L/g₀
L=T²*g₀/(4*π²) = 1*9,807/(4*3,14²) ≈ 0,248 м
Период на высоте h
T₁ = 2*π*√(L/g) = 2*3,14*√(0,248/9,755) ≈ 1,0018 c
(Будут отставать приблизительно на 0,002 с)