Файл: Громадский, Б. В. Водолаз - сварщик - резчик учебное пособие.pdf

•от направления тока. Чтобы усилить величину магнит­ ного поля соленоида, в него помещают железный сер­ дечник, который намагничивается под действием магнит­ ного поля соленоида.

Соленоид с вставленным в него разомкнутым сердеч­ ником из ферромагнитного материала называется э л е к ­

т р о м а г н и т о м . Электромаг­ нит осуществляет преобразова­ ние электрической энергии в ■механическую. Сила электро­ магнита зависит от количества витков и величины проходяще­ го по проводнику тока. Чем больше витков в соленоиде, тем большее магнитное поле

•будет создавать электромагнит при одинаковом токе.

.ли проводник в магнитном по­ ле или движется магнитное поле относительно проводни­

ка. На принципе электромагнитной индукции основана работа всех электрических генераторов и трансформато­ ров тока.

27

ются электрические машины, преобразующие механичес­ кую энергию в электрическую (рис. 9).

Работа генераторов электрического тока основана на явлении электромагнитной индукции. Рассмотрим прин­ цип работы генератора переменного тока (рис. 9,а).

Изготовленная из медной проволоки прямоугольная рамка 2 вращается в магнитном поле постоянного маг­ нита 1. Концы рамки подведены к двум изолированным медным контактным кольцам 3, укрепленным на оси ма­ шины, которые, вращаясь вместе с рамкой, скользят по

Рис. 9. Модели электрических генераторов: а — переменного тока; б — постоянного тока; 1 — постоянный магнит; 2 —• рамка; 3—коль­ цевые контакты; 4 — коллектор; 5 — щетки;

6 — гальванометр

28

контактным пластинам 5 (щеткам). В рамке, которая равномерно вращается в однородном магнитном поле, идуктируется э.д.с., причем разного направления. При каждом обороте рамки направление тока меняется, по­ тому что каждая из рабочих сторон рамки за один обо­ рот проходит под разными полюсами магнита. Величина э.д.с., индуктируемой в рамке, также изменяется, ибо во время вращения рамка пересекает неодинаковое коли­ чество магнитных силовых линий. Когда рамка проходит вертикальную плоскость, она пересекает наибольшее количество силовых линий и, следовательно, в ней ин­ дуктируется наибольшая э.д.с. При прохождении гори­ зонтальной плоскости стороны рамки скользят вдоль магнитных силовых линий и не пересекают их, вследст­ вие чего э.д.с. в рамке не индуктируется. За время, со­ ответствующее половине оборота рамки, э.д.с. в ней из­ меняется от нуля до максимума и снова до нуля. При дальнейшем вращении рамки в ней вновь возникает э.д.с., которая постепенно возрастает по величине, но имеет обратное направление. Таким образом, за один оборот рамки возникающая в ней э.д.с. совершает пол­ ный цикл своего изменения. При вращении рамки с по­ стоянной скоростью в ней будет индуктироваться э.д.с., периодически меняющаяся как по величине, так и по направлению. Если концы рамки замкнуть на внешнюю цепь, то по цепи потечет ток, который будет все время изменять свое направление и величину. Электрический ток, который с течением времени изменяется по величи­ не и направлению, называется п е р е м е н н ы м то- к о м.

Устройство генератора постоянного тока несколько сложнее в связи с необходимостью выпрямления пере­ менной э.д.с. Для выпрямления служит специальное уст­ ройство, называемое коллектором.

Принцип работы генератора постоянного тока пока­ зан на рис. 9,6. При вращении рамки 2 в магнитном по­ ле в ней индуктируется переменная э.д.с. Концы рамки здесь присоединены не к двум сплошным кольцам, как в генераторе переменного тока, а к двум половинам од­ ного кольца — полукольцам 4, представляющим собой простейший коллектор. Благодаря этому и достигается получение тока, всегда направленного в одном направ­ лении, так как независимо от вращения рамки каждая

29

щетка снимает ток всегда только с одной стороны рам­ ки. Так, например, верхняя щетка снимает ток только с- той стороны рамки, которая находится в данный моментнаверху, т. е. ток в ней будет всегда направлен в одну* сторону. На практике вместо двух полуколец использу­ ется множество пластин, образующих коллектор.

Электрический ток, величина и направление которо­ го не изменяются с течением времени, называется п о- с т о я н н ы м током.

Трансформаторы

Трансформатор представляет собой устройство, пред­ назначенное для преобразования переменного тока од­ ного напряжения в переменный ток другого напряже­ ния. Трансформатор (рис. 10) состоит из сердечника 1 (обычно замкнутой формы), изготовленного из специ­ альной трансформаторной стали, и двух не соединенных

магнитный поток, который, пересекая витки вторичной обмотки, индуктирует в них электродвижущую силу. Э.д.с. электромагнитной индукции, возникающая вовторичной обмотке, пропорциональна числу витков & ней, и поэтому, изменяя это число витков, можно изме­ нять в широких пределах напряжение на выходе транс­ форматора.

Трансформаторы применяются как для повышения,

30

Г л а в а IV

ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ СВАРОЧНАЯ ДУГА И ЕЕ СВОЙСТВА

Знание процессов, протекающих в электрическом сварочной дуге, дает возможность влиять на устойчи­ вость горения дуги и ее производительность, а также — на форму и качество шва. Знание свойств дуги также важно для выбора способа сварки и источника свароч­ ного тока при сварке различных металлов.

Основные понятия об электрической сварочной дуге

Э л е к т р и ч е с к о й с в а р о ч н о й д у г о й назы­ вается длительный мощный разряд электричества, обра­ зующийся в газовой среде между концом электрода и свариваемым изделием, находящимися под электриче­ ским напряжением.

Все газы, в том числе и воздух, — 'диэлектрики, но при определенных условиях они становятся проводника­ ми. В обычном состоянии молекулы газа нейтральны: значит, нет свободных зарядов, которые при своем дви­ жении могли бы создать электрический ток. Однако под влиянием внешних причин (действие электрического по­ ля, высокие температуры и т. д.) может происходить ио­ низация газов. В них появляется большое количество свободных электронов и положительных ионов. В этих

.32

условиях под действием внешнего электрического поля в газах возникает электрический ток.

Газ становится электропроводным. Положительные ноны устремляются к отрицательному полюсу источника тока (катоду), а свободные электроны •— к положитель­ ному (аноду). Чем больше электронов и ионов движется в газе, тем выше ионизация газа и его электропровод­ ность. Электрически заряженные частицы вещества явля­ ются переносчиками электрической энергии в среде ио­ низированного газа. Ионизируется дуговой промежуток в основном свободными электронами, выбрасываемыми катодом, которые при соударениях с атомами и молекула­ ми газа выбивают из них электроны, превращая части­ цы в положительные или отрицательные ионы, способ­ ные проводить электрический ток.

Если катод постепенно приближать к аноду, т. е. сближать концы разомкнутой электрической цепи, нахо­ дящейся под напряжением, то при каком-то определен­ ном наименьшем расстоянии между ними будет проска­ кивать электрическая искра, которая является электри­ ческим разрядом через воздушный промежуток. Следова­ тельно, электрическая дуга представляет собой мощный поток отрицательных и положительных ионов, движу­ щихся между двумя электродами — катодом и анодом.

Распределение тепла в сварочной дуге. Полярность

Горение сварочной дуги сопровождается ярким све­ чением и выделением большого количества тепла В электрической сварочной дуге между отрицательным электродом и положительным электродом, каким явля­ ется свариваемый металл, расположена наиболее важ­ ная часть дугового разряда — столб дугового разряда.

Столб дуги имеет коническую или сферическую фор­ му и ослепительно ярко светится, имея температуру по­ рядка 6000°. Столб окружен раскаленным пламенем или ореолом дуги, имеющим значительные размеры. Пламя образуется парами металла и обмазки, поступающими

•из столба и постепенно охлаждающимися по мере уда­ ления от оси столба.