В 1845 году американцами был выдвинут проект создания электрической железной дороги длиной 7,5 км на участке Вашингтон - Бладенсбург. На опытных испытаниях локомотив, предназначавшийся для использования на этой дороге, достиг уже вполне приличной по тем временам скорости 30 км/ч.
Всем этим попыткам, однако, так и суждено было остаться лишь попытками. Дело в том, что химические элементы не могли обеспечить достаточной мощности электродвигателя, и к тому же их срок службы оказался весьма ограниченным. Проблема создания мощных электрохимических источников тока для транспортных средств не получила удовлетворительного решения еще до сих пор, а уж в середине прошлого века о решении этой проблемы можно было лишь мечтать. Именно поэтому возникла идея применения в движущемся экипаже электрической энергии, получаемой с использованием открытого к тому времени явления электромагнитной индукции. Но поскольку соответствующие устройства имели большие габариты и были тяжелы для размещения на локомотиве, перед изобретателями со всей очевидностью встала задача обеспечения передачи на большие расстояния электроэнергии от стационарного генератора к размещенному на локомотиве электродвигателю. Необходимо заметить, что создание достаточно мощного электродвигателя - отдельная задача, решение которой тогда еще только предстояло найти.
Проблема передачи электроэнергии к движущемуся экипажу впервые была решена русским инженером Ф.А. Пироцким в 1875-1876 гг. Им был переоборудован участок конной железной дороги: ток к электродвигателю, подвешенному ко дну самодвижущегося вагона, подавался по рельсам, которые были специально изолированы друг от друга. Через несколько лет, в 1879 г. для подачи питания на электродвигатель был впервые применен третий рельс. Принцип использования контактного провода для подачи энергии к локомотиву был предложен гораздо позднее, а вот подача напряжения по третьему рельсу используется до сих пор, и прежде всего – на метрополитене, где контактный рельс недоступен для внешних воздействий, и опасность поражения пассажиров электрическим током от рельса практически отсутствует.
Таким образом, основные элементы электрической цепи современной железной дороги: стационарный, расположенный в удобном для получения электроэнергии месте источник тока, тяговый электродвигатель локомотива и выполняющие роль соединительных проводов линия контактной сети и рельсы были объединены в цепь лишь в конце прошлого века. Какими же физическими явлениями обеспечивается движение электропоезда? В этой части речь пойдет о постоянном электрическом токе, тем более, что именно постоянный ток долгие годы играл ключевую роль в создании электрифицированных железных дорог; о цепях переменного тока будет рассказано далее.
Изучить: Факты, на которых строятся основные положения классической теории, различные действия тока.
Понятия: сила тока, плотность тока, разность потенциалов, связь разности потенциалов с напряжённостью в однородном электрическом поле, ЭДС, сопротивление, работа и мощность электрического тока.
Закон Ома для участка цепи, содержащей ЭДС, законы Кирхгофа, законы соединения проводников. Виды соединений источников тока в батарею. Зависимость сопротивления от температуры, устройство, принцип действия и применение термоэлементов.
Научиться:
Решать простейшие задачи на расчёт: электрических цепей постоянного тока с применением законов Ома, закономерностей последовательного и параллельного соединения проводников, формул работы и мощности тока, пользоваться амперметром и вольтметром, собирать простейшие электрические цепи.
Собирать, налаживать и регулировать лабораторные установки с использованием электроизмерительных приборов, реостатов, омметра.
Рассчитывать сложные электрические цепи с помощью законов Кирхгофа.
ЧО1 ЧО2
ЧО3 ЧО4 ЧО5
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.