Forgó mágneses mező

Az erőművekben előállított villamos energiát sokszor mechanikai energiává kell alakítani. Az alábbi kísérlet ennek egy lehetséges módját mutatja be.

Szükséges eszközök

• 3 db. 1200, vagy 600 menetes vasmagos tekercs ( iskolatranszformátor tekercsei)
• tengelyre rögzített alumínium, vagy réz korong
• háromfázisú áramrendszer, redukálva. (24 – 42 V) Csillagkapcsolásban.
• Vezetékek
• Iránytű

A kísérlet menete

A három vasmagos tekercset helyezzük el 120o-os szögben, mint a háromfázisú generátornál látható. Vigyázni kell a tekercsek menetirányára is! Ezután a tekercsek belső kivezetéseit kössük össze és kapcsoljuk az áramrendszer 0 vezetékéhez. A három külső kivezetést pedig sorba az R, S, T fázishoz. Az így összeállított rendszer középpontjába, lehetőleg a vasmagokkal egyenlő magasságban, helyezzünk el egy iránytűt (ne olajfékeset). Kapcsoljuk be az áramkört, az iránytű 50 sec^-1 fordulatszámmal forogni kezd. Az iránytűt kiszedve, helyezzük be a korongot. Bekapcsolás után a korong lassan, majd egyre gyorsabban forogni kezd, de fordulatszáma nem éri el az 50 sec^-1-ot.

Magyarázat

Ismeretes, hogy a 120o-ban elhelyezett tekercsek között olyan mágneses mező jön létre, melynek eredő indukció vektora, a háromfázisú áramrendszer frekvenciájával azonos fordulatszámmal fordul körbe. Ezért nevezik forgó mágneses mezőnek. Az ilyen mezőbe, helyezett állandó mágnes, iránytű, együtt forog a mezővel. Ez a szinkron motor elve.

A korongban viszont a változó mágneses mező örvényáramot indukál. Lenz törvénye értelmében az indukáló hatás úgy csökken, ha a korong is el kezd forogni. Az 50 sec^-1-os fordulatszámot azonban nem éri el, mert akkor megszűnne az indukáló hatás, ami a forgást létrehozta. Ez az aszinkron motor elve.

Szükséges óvintézkedések

Ezt a kísérletet feltétlenül tanár végezze! Nagy körültekintést igényel a tekercsek elhelyezése, az alkalmazott feszültség nagyságának megválasztása, és a tekercsek menetszámának megválasztása is. Elsősorban 1200 menetes tekercseket ajánlatos használni.