О том, что без электричества мы уже обойтись не сможем, сказано и написано много, в общем-то, вполне понятная мысль. И я тоже писала, что мы электрическая цивилизация и что электричество так успешно захватило мир, потому что оно универсально - его легко преобразовывать в энергию других форм, в первую очередь, тепло, свет, механическое движение. И из всех этих преобразований именно электромеханическое является наиболее эффективным, об этом я говорила в статье Как электричество захватило мир.
В свою очередь, вся электромеханика основана на явлении электромагнитной индукции.
Об электромагнитной индукции сказано и пересказано очень много, нет смысла повторяться. Разве что напомню, что электромагнитная индукция - это явление, вызывающее (возбуждающее) электродвижущую силу в замкнутом проводнике, находящемся в переменном магнитном поле. Тут есть детали и уточнения, но именно этот аспект для нас наиболее интересен в рамках большого разговора об энергосистемах. Чуть позже поясню, как они связаны.
Если хотите вспомнить или узнать про э/м индукцию, приложу несколько толковых видосиков
В общем, для получения тока в замкнутом проводнике могут быть варианты: магнитное поле статично - двигаем рамку проводника, или наоборот, проводник статичен - двигаем магнитное поле, например, вращаем его внутри контура. И в таком случае мы получим генератор. Это его принцип работы, в самом общем виде, конечно. На практике оказалось целесообразно создавать не просто переменное магнитное поле, а вращающееся. И для его создания используются не постоянные магниты, а электромагниты (параметры которых регулируются вообще отдельными электрическими машинами).
Если же мы сделаем по-другому: внутри рамки на валу закрепим магнит, а по рамке пустим ток, то магнит начнёт вращаться. Это очень примерное объяснение, но главное, что мы получаем электрический двигатель. Если посмотрите советский фильм про э/м индукцию, то увидите и момент про обратимость электрических машин (видео выше). Конечно, на практике обратимых электрических машин очень мало, генераторы это генераторы со своими конструкциями и особенностями, а двигатели это двигатели. И только для гидроаккумулирующих электростанций и накопителей электроэнергии действительно нужны обратимые машины, и они такие есть. Вот что физика животворящая делает!
Главная мысль
Почти вся электроэнергия в любой крупной энергосистеме производится генераторами, а одними из важных приёмников электроэнергии являются всевозможные двигатели, которые выполняют полезную механическую работу. И там, и там внутри машин создаётся вращающееся электромагнитное поле, но у генератора сначала создаётся это поле - ротор вращается, по обмотке ротора протекает ток, получается вращающийся электромагнит с соответствующим полем. И уже оно наводит переменный ток в обмотках статора. Причём эти обмотки так хитро разложены, чтобы получились как раз три фазы переменного синусоидального тока, сдвинутые относительно друг друга на 120 градусов. И у двигателя обмотки статора тоже хитро разложены так, чтобы внутри получилось вращающееся электромагнитное поле. Оно индуцирует ток в обмотке ротора, что превращает его в электромагнит, который своим полем "цепляется" за исходное вращающееся э/м поле. В результате получаем вращение ротора, к валу которого можем присоединить полезную механическую нагрузку.
Получается, что вот это вот вращающееся электромагнитное поле в основе своей имеет явление электромагнитной индукции. Поэтому я и назвала его основополагающим. А с учётом роли генераторов и двигателей в энергосистемах это явление становится ещё более основополагающим.
Надеюсь, мне удалось донести свою мысль, и это чтиво для вас не было слишком нудным. Своё "фи" по поводу формы или содержания можете смело высказывать в комментариях, всегда приветствую высказывание мнений.
Ну и напоследок вам видос с динамо-машиной:
Всем тепла и света!
