Так, в 1831 году, в Манчестере, по мосту через реку Ирвель проходили строем, шагая в ногу, 60 солдат. Частота ударов тяжелое обутых солдатских ног совпала с частотой свободных колебаний моста, и мост разрушился. Аналогичный случай произошел в 1868 году в Чатами (Англия), где разрушился мост при прохождении по нему отряда морских пехотинцев. В 1905 году в Петербурге был разрушен цепной Египетский мост через реку Фонтанку в результате прохождения по нему эскадрона гвардейской кавалерии. Частота ударов ног хорошо обученных лошадей совпала с собственной частотой моста; цепи, на которых висел мост, разорвались, и мост разрушился. При этой катастрофе погибло 40 кавалеристов. Но наиболее трагическая катастрофа произошла в 1850 году, когда Анжерский подвесной мост (Франция) был разрушен батальоном пехоты численностью 500 человек. При этом погибло 226 человек и многие получили тяжелые ранения.
в) Гашение нежелательных вынужденных колебаний. То обстоятельство, что амплитуда вынужденных колебаний может достичь опасных для конструкции значений, заставило искать способы гашения вынужденных колебаний.
Один из способов состоит в изменении собственной частоте колебательной системы так, чтобы она не совпадала с частотой вынужденных колебаний и не была ей кратна.
Например, при изготовлении паровой турбины для теплоэлектростанции известно, что турбина будет работать при скорости 3000 об/мин. Следовательно, колебания, вызываемые вращением ротора, будут иметь частоту 3000:60с=50Гц. Чтобы избежать резонансных колебаний, вся система «генератор-турбина-фундамент» должна иметь частоту свободных колебаний, не только значительно отличающуюся от 50, но и не кратную 50.
Краткие выводы
1 Вынужденные колебания возникают в том случае, когда на колебательную систему действует внешняя периодически изменяющаяся сила (в случае электрической колебательной системы – переменная ЭДС).
2 Частота вынужденных колебаний равна частоте вынуждающих колебаний.
3 Между вынужденными и вынуждающими колебаниями существует разность фаз, величина которой зависит от соотношения частот свободных и вынужденных колебаний.
4 Амплитуда установившихся вынужденных колебаний зависит от амплитуды вынуждающих колебаний, трения системы и соотношения между частотой вынуждающих колебаний и собственной частотой системы.
5 Амплитуда вынужденных колебаний достигает максимального значения при совпадении частоты вынуждающих колебаний с собственной частотой системы (явление резонанса).
8 Генераторы переменного тока
В современной промышленности широкое применение получил переменный ток, изменяющийся по синусоидальному закону. Такой ток возникает в цепи под действием переменной синусоидальной ЭДС генератора.
Наибольшее распространение в энергетике получил переменный ток с частотой 50Гц.
Электрические машины, в которых происходит преобразование механической энергии в электрическую, называются электромеханическими генераторами. В современной энергетике применяются в основном индукционные генераторы переменного тока, в которых используется явление возникновения в проводнике ЭДС при относительном движении проводника и магнитного поля.
На рисунке 11 показана магнитная система простейшего генератора переменного тока. Внутри неподвижного полого цилиндра (статора), изготовленного из магнитомягкой стали, вращается постоянный магнит или электромагнит (ротор). Воздушный зазор между статором и ротором подбирается таким, чтобы магнитная индукция в зазоре изменялась вдоль окружности цилиндрического статора синусоидально:
Рисунок 11 - Магнитная система простейшего генератора переменного тока
где - α угол, отсчитываемый от магнитной нейтрали ротора.
В продольных пазах статора (на его внутренней поверхности) укладываются проводники, соединенные между собой (на рисунке для простоты показаны два таких проводника).
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.