Электричество и электрическая железная дорога. Конспект лекций по физике, страница 31

19. При включении магнитного поля в парамагнетике электронные орбиты подобно маленьким гироскопам прецессируют, так, что вектора магнитных моментов движутся по поверхности конуса вокруг силовых линий поля (прецессия Лармора). Но проекция магнитного момента не меняется. Тогда как же парамагнетик намагничивается?

20. Каким магнитным моментом обладают атомы железа, если гиромагнитное отношение атомов в два раза больше орбитального?


12.  ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ  ЖЕЛЕЗНАЯ  ДОРОГА

1. Источником энергии на электрической железной дороге является тяговая подстанция. Передача электроэнергии от подстанции к электровозу производится с помощью контактной сети. Контактная сеть состоит из контактного провода и рельсов (рис. 12.1).

К положительному выводу через быстродействующий выключатель подсоединяется контактный провод, к отрицательному выводу – заземление. При этом создаётся катодная защита рельсов от электрохимической коррозии в растворе почвенных вод, а коррозирует металл заземления. Для увеличения силы тока  параллельно контактному проводу располагают дополнительно питающий провод большого сечения. Электрический ток, снимаемый от контактного провода токоприемником электровоза, приводит в действие тяговые двигатели и другие аппараты и стекает на рельс. Так как рельсы не изолированы от земли, то обратно на подстанцию ток течет как по рельсам, так и по земле на заземление и от заземления по отсасывающему проводу возвращается на отрицательный вывод подстанции. Контактный провода подвешивают на струнах к стальному тросу подвески,  чтобы меньше был изгиб провода.

2. Электровоз приводится в движение силой тяги ведущих колес, к которым приложен вращающий момент тяговых электрических двигателей. Электрический двигатель превращает электрическую энергию, получаемую от тяговой подстанции,  в механическую работу. В качестве тяговых двигателей применяются в основном коллекторные двигатели постоянного тока. Двигатель (рис.12.2) состоят из вращающейся части – якоря, неподвижной станины (корпуса) и коллекторно-щеточного узла. С боков корпус закрывается крышками с подшипниками вала якоря. На корпусе установлены катушки возбуждения, создающие основное постоянное магнитное поле и могут быть установлены дополнительные катушки для компенсации магнитного поля, создаваемого токами в обмотке самого якоря. Катушки возбуждения расположены на сердечниках с полюсными наконечниками. Для уменьшения магнитного сопротивления магнитной цепи полюсные наконечники охватывают якорь с возможным минимальным зазором (несколько миллиметров). Корпус двигателя замыкает магнитную цепь. Магнитный поток в корпусе неизменный, вихревые токи не возникают, и поэтому корпус изготавливается  из стальной или чугунной отливки. К корпусу крепятся все части двигателя.

Якорь имеет форму цилиндра.  С целью уменьшения нагрева и торможения якоря силами Ампера от вихревых токов, возникающих при вращении, якорь собирается из тонких пластин электротехнической стали. Пластины, покрытые слоем окалины,  пересекают линии токов, уменьшая силу вихревых токов.  В продольные пазы якоря укладывается обмотка, состоящая из секций, которые, в свою очередь, могут быть многовитковыми. Секции якорной обмотки работают не поочередно. Для увеличения момента силы и мощности секции соединяются последовательно. По ним одновременно течёт одинаковый ток, независимо от того какая пара коллекторных пластин замыкается с токоподводящими щетками. Это осуществляется с помощью коллекторно-щеточного узла.  Начало каждой секции припаивается на коллекторной пластине к концу предыдущей секции и так до тех пор, пока конец последней секции не соединится с началом первой секции. Электрический ток от щетки с положительным потенциалом разветвляется и течет к щетке с отрицательным потенциалом по двум ветвям. В каждой ветви течет половина общего тока.