Фото кровать трансформер двуспальная: Двуспальная кровать трансформер: виды, правила выбора

Кровать трансформер двуспальная (73 фото)

1

Диван-кровать трансформер смарт 1 полка+кд1600

2

Шкаф кровать диван трансформер «Дина»

3

Кровать-трансформер смарт 1 к

4

Murphy Bed откидная кровать Мерфи

5

Шкаф-кровать диван трансформер TRANSMEB блюз

6

Подъёмная кровать Оптимум «2-х спальная»

7

Шкаф-кровать Wall Bed

8

Мебель для малогабаритных квартир

9

Румер кровать трансформер

10

Кровать встроенная в стенку

11

Кровать трансформер 2000х2000

12

Кровать 2000х1800 откидная

13

Murphy Bed откидная кровать Мерфи

14

Икеа мебель трансформер шкаф диван кровать 1.5

15

Шкаф кровать трансформер 2000х2000

16

Кровать-шкаф Велена 2

17

Murphy Bed откидная кровать Мерфи

18

Кровать встроенная в стенку

19

Кровать стенка трансформер Мерфи

20

Встроенные шкафы в спальне рядом с кроватью

21

Кровать трансформер Clei Penelope

22

Шкаф-кровать Evolution-2

23

Кровать WALLBED

24

Шкаф-кровать трансформер ПАКС

25

Диван трансформер вс2 кровати

26

Откидные кровати Clei

27

Шкаф с откидной кроватью

28

Кровать Мерфи икеа

29

Шкаф-кровать Wall Bed

30

Шкаф диван кровать трансформер 3 в 1 икеа

31

Шкаф кровать

32

Кровать-трансформер для малогабаритной комнаты

33

Мистер Дорс откидная кровать

34

Кровать трансформер Clei Nuovoliola

35

Кровать трансформер 180х200

36

Гуттер мебель трансформер

37

Подъемная кровать Оптимум

38

Икеа кровать трансформер двуспальная

39

Мебель -трансформер Clei Tetris

40

Pro100 подъемная кровать

41

Mobilier Intelligent мебель трансформер

42

Кровать трансформер Летто

43

Икеа кровать трансформер двуспальная

44

Шкаф над кроватью

45

Кровать подиум трансформер

46

Кровать подъемная 1400 мм (вертикальная) арт. К01 «Гарун»

47

Кровать откидная 200*160 Space solutions Аскона

48

Walley — мебель трансформер

49

Кровать трансформер Olissys

50

Икеа кровать трансформер двуспальная двуспальная

51

Бетон Пайн ЛДСП шкаф

52

Аскона подъемная кровать шкаф

53

Аскона кровать шкаф трансформер

54

Хофф кровать трансформер

55

Мебель Шатура трансформер

56

Кровать трансформер Мерфи

57

Шкаф-кровать Smarti solo Vertical

58

Кровать трансформер solo

59

Гостиная с откидной кроватью

60

Откидная кровать Мерфи

61

Подъемная кровать Уильяма Мерфи

62

Икеа кровать трансформер

63

Hettich кровать трансформер

64

Murphy Bed откидная кровать Мерфи

65

Мебель трансформер Италия Clei

66

Кровать трансформер 1600х2000

67

Кровать стенка трансформер Мерфи

68

Кровать-трансформер «Кристин»

69

Шкаф-кровать трансформер икеа

70

Мебель трансформер

71

Кровать трансформер 180х200

72

Откидная кровать

73

Стенка со встроенной кроватью

Двуспальная кровать-трансформер

Многофункциональная кровать-трансформер может стать отличным способом экономии места в спальне. В одном изделии сочетается несколько предметов в самых неожиданных вариантах. Это отличная альтернатива часто неудобному дивану, который занимает существенно меньше места, чем комфортная двуспальная кровать. Современные производители позаботились о том, чтобы не приходилось делать такой непростой выбор в пользу дивана. Рассмотрим более детально, как это возможно.

Варианты двуспальной кровати-трансформера

Для того чтобы сэкономить максимум пространства в спальне, можно задуматься об установке подъемной двуспальной кровати-трансформера. Речь идет об изделии, которое имеет подъемный механизм. С его помощью кровать утром поднимается вверх и прячется в нишу в стене, имитирующую шкаф, а на ночь опускается вниз. Таким образом, днем в комнате места становится много, его можно эффективно использовать для самых разных нужд. Такая вертикальная двуспальная кровать-трансформер отлично помещается в шкафу, а когда приходит время сна, преображается в горизонтальную легким движением руки. Здесь главное позаботиться о качественном и простом в эксплуатации механизме трансформации, от которого напрямую зависит функциональность кровати. Подобный двуспальный шкаф-кровать трансформер – отличный выбор для однокомнатных квартир или же совсем небольших по размерам комнат.

Чтобы еще больше оптимизировать пространство, можно остановить свой выбор на симбиозе кровати, шкафа и стола. Таким образом, комната ночью может быть спальней, а днем – рабочим кабинетом. Механизмы трансформации могут быть разными. Во-первых, используется уже описанный выше вариант, когда кровать на ночь выезжает из шкафа. В этом случае стол с помощью другого механизма поднимается вверх, а днем опускается на место кровати. Во-вторых, в шкаф можно прятать стол, а кровать опускать от потолка вниз и наоборот. Или же, в-третьих, с помощью заранее продуманного механизма менять местами кровать и стол: на ночь опускать кровать и поднимать стол, а утром делать наоборот. В любом случае, двуспальная кровать-стол трансформер – удобная, и далеко несложная для воплощения в жизнь вещь.

Хороший способ совместить в одном помещении и спальню, и гостиную – двуспальная кровать-шкаф-диван трансформер. В этом случае кровать должна быть довольно высокой, чтобы поместить под собой диван в сложенном виде. Днем кровать прячется в шкаф, а на ее место раскладывается диван. Вечером же, когда пришло время сна, диван складывают, и опускают сверху кровать из шкафа. Получается очень удобно, нестандартно и функционально.

Детская двуспальная кровать-трансформер

Если детская комната одна, а детей в семье, по меньшей мере, двое, обязательно встанет вопрос: как же справедливо и правильно организовать их спальные места? Ответ прост – нужно обратить внимание на кровати-трансформеры.

Чаще всего родители покупают выдвижные детские кровати. Их механизм совсем несложный – нижний уровень изделия днем находится под верхним, а на ночь выдвигается, образуя собой двуспальную кровать. Можно также использовать откидной механизм и прятать утром кровать в специальную нишу-шкаф.

Однако если дети разнополые или же имеют большую разницу в возрасте, спать им фактически на одной кровати уже становится некомфортно. В таком случае хорошим выходом может стать двухэтажная кровать, соединенная между собой лестницей. Кстати, внизу и сбоку такого изделия можно установить удобные ящики для белья, одежды и игрушек, сделав кровать еще и заменителем шкафа или комода.

 

Статьи по теме:

Плетеное кресло-качалка Неотъемлемым атрибутом уютного отдыха по праву можно назвать кресло-качалку, плетеную из лозы, гармонично вписывающуюся в современный уютный интерьер. Об особенностях и преимуществах такой мебели мы расскажем в статье.	Деревянные кровати Мебель из дерева пользуется особым спросом, ведь натуральные материалы всегда в цене, в особенности если речь идет о гарнитуре для спальной комнаты. О видах и особенностях современных деревянных кроватей мы расскажем в статье.
Кровать-подиум Вряд ли найдется кто-то, кто не придет в восторг от кровати, занимающей половину комнаты. К тому же, современные кровати подиумы позволят создать оригинальный и стильный дизайн помещения. Подробнее о мебели мы расскажем в статье.	Подъемная кровать Подъемная кровать, обеспечивающая полноценное спальное место и при этом не загромождающая пространство – лучшее решение для однокомнатных квартир или студий. Об особенности таких кроватей мы расскажем в статье.

фото, лучшие производители и популярные модели, конструктивные особенности, как правильно выбрать

Кровати-трансформеры занимают отдельную нишу среди другой подобной мебели для сна и отдыха. Вряд ли можно найти альтернативу кровати, трансформирующейся в шкаф, который днем ​​может стать удобным рабочим местом, а ночью поможет восстановить силы для нового дня.

Кровать-трансформер воплотила в жизнь мечту владельцев малогабаритных квартир.

В данной статье рассматриваются особенности двуспальных кроватей, как наиболее оптимальных вариантов для квартир или комнат небольшой площади и проживания в ней семьи из двух человек.

• Особенности конструкции двуспальной кровати трансформера
• Как работает механизм складывания и в чем его особенности
• Плюсы и минусы продукта
• Разновидности механизмов трансформации и их описание
• Что нужно учитывать при выборе двуспальной кровати-трансформера
• Лучшие бренды и популярные модели
• Варианты расположения в интерьере
• Видео: шкаф-кровать-кровать Evolution
• Фото кроватей-трансформеров в интерьере

Особенности конструкции двуспальной кровати трансформера

Кровать двуспальная трансформер отличается от привычной нам мебели, в первую очередь, наличием подъемного механизма. Благодаря этому можно добиться небывалой эргономики в своем доме – совместить на одной площади функциональность шкафа (если такая возможность предусмотрена в модели кровати) с удобством рабочего места.

Кровать-трансформер будет одновременно практичной и гармонично впишется в интерьер.

Или просто обеспечьте себе свободное место во время бодрствования – самые удобные модели трансформируются за считанные минуты.

Увеличить свободное пространство в квартире можно за пару минут.

Важной особенностью двуспальной кровати по сравнению с меньшими аналогами является необходимость оснащения такой мебели надежным подъемным механизмом. Ведь чем чаще будет эксплуатироваться кровать, тем большую нагрузку будет испытывать механизм, а значит, при ежедневных перегрузках он быстрее выйдет из строя.

Современные и классические стили постельных принадлежностей отвечают современным требованиям эргономики.

Такие трансформеры могут предложить впечатляющую функциональность, особенно по сравнению с односпальными аналогами. При изготовлении двуспальной кровати-трансформера на заказ вы можете выбрать внутреннее и внешнее оснащение на свое усмотрение.

Кровать может быть как диваном, так и шкафом.

Таким образом, в одной зоне можно совместить вместительный шкаф и удобный диван-кровать.

Как работает механизм складывания и в чем его особенности

Механизм раскладывания кровати-трансформера должен выполнять одну единственную функцию — простое и удобное складывание шкафа в кровать при необходимости.

Кровать-трансформер позволяет организовать функциональное жилое пространство, не загромождая полезную площадь комнаты.

Механизмы бывают:

• на газовых амортизаторах
• на пружины
• на механические уголки

Подъемный механизм – важная составляющая мебели-трансформера

Плюсы и минусы товара

Главное преимущество двуспальной кровати-трансформера – эргономичность. Складываясь, этот предмет мебели обеспечивает значительную экономию пространства, что критично в небольших помещениях.

Основное преимущество кровати-трансформера – рациональное распределение квадратных метров.

Еще одним немаловажным фактором является возможность самостоятельной сборки такого трансформера. Многие мебельные магазины предлагают данные изделия на заказ.

Раскладная спальная кровать обеспечит комфортный здоровый сон, а соответственно и отличное настроение во время бодрствования.

Далее любой из составляющих элементов может быть выбран на ваше усмотрение — наличие шкафа на передней части кровати в собранном состоянии, либо наличие на нем полок для хранения, компоновка в виде односпальной двуспальной кровати, либо две отдельные раскладные кровати с дополнительным пространством для мебели между ними.

Кровать можно спрятать за шкафом или дополнительными полками.

Разновидности механизмов трансформации и их описание

Самый надежный и удобный механизм — газовый. Он бесшумен и долговечен. Более того, многие производители предоставляют дополнительные гарантии на такие устройства.

Каждый самостоятельно выбирает механизм трансформации кровати.

Пружинная система раскладывания издает шум во время работы и может растягиваться со временем, создавая как эстетические, так и эксплуатационные проблемы. Но из-за невысокой стоимости пружин это достаточно экономичный вариант по сравнению с газлифтами.

Система на механических уголках является самой популярной из-за невысокой стоимости.

Система на механических уголках самая дешевая, но и самая неудобная. При каждом раскладывании кровати вам придется прикладывать полную силу, ведь этот механизм не предполагает никакой поддержки, а лишь обеспечивает возможность наклона подвижной части.

Двуспальная кровать с пружинным подъемным механизмом стоит дешевле аналога на газовых амортизаторах.

Что нужно учитывать при выборе двуспальной кровати-трансформера

В первую очередь ориентируемся на функциональность. Помимо самого механизма складывания можно найти достойные модели с грамотной эргономикой места для хранения. Ведь сама кровать хоть и позволяет сэкономить достаточное количество места, но никаких других функций не несет.

Кровать-трансформер предполагает наличие дополнительного места для вещей.

А если в конструкции ее шкафа предусмотрено место для хранения, то можно удобно разместить личные вещи и все необходимое под рукой.

Кровать-трансформер ночью представляет собой полноценную кровать с удобным матрасом, а днем ​​превращается в шкаф, освобождая максимум места.

Таким образом можно освободить больше места. Особенно это касается шкафов под потолок, в этом случае поддон кровати можно оборудовать удобным шкафом с вешалками, а окружающее пространство трансформера выделить для хранения полок.

Полки вокруг кровати могут служить местом для хранения личных вещей.

Еще одним немаловажным фактором будет внешний вид выбранной модели. Конечно же, как самый заметный предмет интерьера, трансформер должен гармонично вписываться в существующий интерьер. Сделать это не так уж и сложно, особенно при изготовлении на заказ.

На заказ возможно изготовление кровати-трансформера любого размера.

Последним (но не менее важным) пунктом будет качество компонентов. Как уже говорилось, особое внимание необходимо уделить наличию гарантии и качеству этих деталей.

При заказе кровати на заказ учитывайте размер матраса.

При покупке кровати-трансформера без матраса важно учитывать габариты для ее размещения.

Внимание! Некоторые индивидуальные модели могут иметь нестандартные размеры спального места.

Лучшие бренды и популярные модели

Многие мебельные фабрики предлагают двуспальные кровати с диваном в самых разных вариантах. Зачастую выбрать приемлемый вариант можно даже сидя перед экраном компьютера, не посещая мебельный салон.

Сегодня на рынке представлено большое количество производителей качественных кроватей-трансформеров.

Многие производители выкладывают довольно подробные фотографии своих кроватей двуспальных диванов-трансформеров. Самые известные производители – Hoff, Stolplit. Даже в ассортименте мирового мебельного гиганта Ikea можно найти предложения таких трансформеров.

Закрытая кровать-трансформер выглядит как часть мебельной стенки, занимает место как шкаф.

Варианты расположения в интерьере

В зависимости от назначения и используемого помещения такая мебель может быть размещена по-разному. Если вам не нужно каждый день превращать диван-трансформер в двуспальную кровать, например, он предназначен для гостей, можно отдать ему дальний угол.

Доверьте выбор расположения кровати в комнате дизайнеру.

Если вы планируете использовать трансформер ежедневно, лучше всего поставить шкаф-кровать напротив телевизора. Такая двуспальная кровать-трансформер станет прекрасным местом для праздного времяпрепровождения хозяев и их гостей.

Кровать-трансформер особенно актуальна в однокомнатных квартирах.

Соблюдая все рекомендации из этого материала, вы сможете стать счастливым обладателем такого удобного, функционального, а главное — эргономичного предмета мебели, как кровать-трансформер.

Видео: шкаф-кровать-кровать Evolution

Фото кроватей-трансформеров в интерьере

20.2 Двигатели, генераторы и трансформаторы — Физика

Раздел Цели обучения

К концу этого раздела вы сможете делать следующее:

• Объяснять, как работают электродвигатели, генераторы и трансформаторы
• Объяснить, как коммерческая электроэнергия производится, передается и распределяется

Поддержка учителей

Поддержка учителей

Цели обучения в этом разделе помогут вашим учащимся освоить следующие стандарты:

• (5) Учащийся знает природу сил в физическом мире. Ожидается, что студент:
  • (ГРАММ) исследовать и описывать взаимосвязь между электрическими и магнитными полями в таких приложениях, как генераторы, двигатели и трансформаторы.

Основные термины раздела

электродвигатель

генератор

трансформатор

Электродвигатели, генераторы и трансформаторы

Как мы узнали ранее, на проводник с током в магнитном поле действует сила — вспомним F=IℓBsinθF=IℓBsinθ . Электродвигатели, которые преобразуют электрическую энергию в механическую, являются наиболее распространенным приложением магнитной силы на проводах с током. Двигатели состоят из проволочных петель в магнитном поле. Когда ток проходит через петли, магнитное поле оказывает на петли крутящий момент, который вращает вал. При этом электрическая энергия преобразуется в механическую работу. На рис. 20.23 показан схематический чертеж электродвигателя.

Рисунок 20.23 Крутящий момент в токовой петле. Вертикальная проволочная петля в горизонтальном магнитном поле прикреплена к вертикальному валу. Когда ток проходит через проволочную петлю, на нее действует крутящий момент, заставляющий вращать вал.

Давайте рассмотрим силу, действующую на каждый сегмент петли на рис. 20.23, чтобы найти крутящие моменты, возникающие вокруг оси вертикального вала, — это приведет к полезному уравнению для крутящего момента в петле. Считаем магнитное поле однородным на прямоугольной петле шириной w и высотой ℓ,ℓ, как показано на рисунке. Сначала рассмотрим силу, действующую на верхний сегмент петли. Для определения направления силы воспользуемся правилом правой руки. Ток идет слева направо внутрь страницы, а магнитное поле идет слева направо в плоскости страницы. Согните правые пальцы от текущего вектора к вектору магнитного поля, и ваш правый большой палец указывает вниз. Таким образом, сила на верхнем сегменте направлена ​​вниз, что не создает крутящего момента на валу. Повторение этого анализа для нижнего сегмента — пренебрегая небольшим зазором, где выходят провода — показывает, что сила на нижнем сегменте направлена ​​вверх, снова не создавая крутящего момента на валу.

Рассмотрим теперь левый вертикальный сегмент петли. Снова используя правило правой руки, мы находим, что сила, действующая на этот сегмент, перпендикулярна магнитному полю, как показано на рис. 20.23. Эта сила создает крутящий момент на валу. Повторение этого анализа на правом вертикальном сегменте петли показывает, что сила на этом сегменте направлена ​​в направлении, противоположном силе на левом сегменте, таким образом создавая равный крутящий момент на валу. Таким образом, общий крутящий момент на валу вдвое превышает крутящий момент на одном из вертикальных сегментов петли.

Чтобы найти величину крутящего момента при вращении проволочной петли, рассмотрите рис. 20.24, на котором показан вид проволочной петли сверху. Напомним, что крутящий момент определяется как τ=rFsinθ,τ=rFsinθ, где F — приложенная сила, r — расстояние от оси вращения до места приложения силы, а θ — угол между r и Ф . Обратите внимание, что при вращении петли ток в вертикальных сегментах петли всегда перпендикулярен магнитному полю. Таким образом, уравнение F=IℓBsinθF=IℓBsinθ дает величину силы на каждом вертикальном сегменте как F=IℓB.F=IℓB. Расстояние r от вала до места приложения этой силы составляет w /2, поэтому крутящий момент, создаваемый этой силой, равен

τсегмент=rFsinθ=w/2IℓBsinθ=(w/2)IℓBsinθ.

20.10

Поскольку есть два вертикальных сегмента, общий крутящий момент в два раза больше, или

τ=wIℓBsinθ.τ=wIℓBsinθ.

20.11

Если у нас есть многократная петля с Н витков, мы получаем Н раз больше крутящего момента одиночной петли. Используя тот факт, что площадь петли равна A=wℓ;A=wℓ; выражение для крутящего момента становится равным

τ=NIABsinθ. τ=NIABsinθ.

20.12

Это крутящий момент на контуре с током в однородном магнитном поле. Можно показать, что это уравнение справедливо для петли любой формы.

Рисунок 20.24 Вид сверху на проволочную петлю с рис. 20.23. Магнитное поле создает силу F на каждом вертикальном сегменте проволочной петли, которая создает крутящий момент на валу. Обратите внимание, что токи Iin и IoutIin и Iout имеют одинаковую величину, потому что они оба представляют ток, протекающий в проводной петле, но IinIin течет в страницу, а IoutIout выходит из страницы.

Из уравнения τ=NIABsinθ,τ=NIABsinθ видно, что крутящий момент равен нулю, когда θ=0,θ=0. По мере вращения проволочной петли крутящий момент увеличивается до максимального положительного крутящего момента wℓBwℓB, когда θ=90°.θ=90°. Затем крутящий момент снова уменьшается до нуля по мере того, как проволочная петля поворачивается до θ=180°.θ=180°. От θ=180°, θ=180° до θ=360°, θ=360°, крутящий момент отрицательный. Таким образом, крутящий момент меняет знак каждые пол-оборота, поэтому проволочная петля будет совершать возвратно-поступательные колебания.

Чтобы катушка продолжала вращаться в том же направлении, ток меняется на противоположный, когда катушка проходит через θ=0 и θ=180°, θ=0 и θ=180° с помощью автоматических переключателей, называемых щетки , как показано на рисунке 20.25.

Рисунок 20.25 (а) Поскольку угловой момент катушки переносит ее через θ = 0, θ = 0, щетки меняют направление тока, и крутящий момент остается по часовой стрелке. (b) Катушка непрерывно вращается по часовой стрелке, при этом ток меняется на противоположное каждые пол-оборота, чтобы поддерживать крутящий момент по часовой стрелке.

Рассмотрим теперь, что произойдет, если мы запустим двигатель в обратном направлении; то есть мы прикрепляем ручку к валу и механически заставляем катушку вращаться в магнитном поле, как показано на рис. 20.26. Согласно уравнению F=qvBsinθF=qvBsinθ, где θθ — угол между векторами v→v→ и B→—зарядыB→, заряды в проводах петли испытывают магнитную силу, поскольку они движутся в магнитном поле. Снова используя правило правой руки, когда мы сгибаем пальцы от вектора v→v→ к вектору B→B→, мы обнаруживаем, что заряды в верхнем и нижнем сегментах испытывают силу, перпендикулярную проводнику, которая не вызывает ток . Однако заряды в вертикальных проводах испытывают силы, параллельные проводу, в результате чего ток течет по проводу и через внешнюю цепь, если она подключена. Такое устройство, которое преобразует механическую энергию в электрическую, называется генератором.

Рисунок 20.26 Когда эта катушка поворачивается на четверть оборота, магнитный поток Φ изменяется от своего максимума до нуля, индуцируя ЭДС, которая пропускает ток через внешнюю цепь.

Поскольку ток индуцируется только в боковых проводах, мы можем найти ЭДС индукции, рассматривая только эти провода. Как поясняется в разделе «Наведенный ток в проводе», ЭДС движения в прямом проводе, движущемся со скоростью 90 155 v 90 156 через магнитное поле 90 155 B 90 156, равна E=Bℓv, E=Bℓv, где скорость перпендикулярна магнитному полю. В генераторе скорость составляет угол θθ с B (см. рис. 20.27), поэтому составляющая скорости, перпендикулярная B , равна vsinθ.vsinθ. Таким образом, в этом случае ЭДС, индуцированная на каждом вертикальном отрезке провода, равна E=Bℓvsinθ, E=Bℓvsinθ, и они имеют одинаковое направление. Суммарная ЭДС вокруг контура тогда равна

E=2Bℓvsinθ.E=2Bℓvsinθ.

20.13

Хотя это выражение справедливо, оно не дает ЭДС как функцию времени. Чтобы найти, как изменяется во времени ЭДС, предположим, что катушка вращается с постоянной угловой скоростью ω.ω. Угол θθ связан с угловой скоростью соотношением θ=ωt, θ=ωt, так что

E=2Bℓvsinωt.E=2Bℓvsinωt.

20,14

Напомним, что тангенциальная скорость v связана с угловой скоростью ωω соотношением v=rω.v=rω. Здесь r=w/2r=w/2, так что v=(w/2)ωv=(w/2)ω и

E=2Bℓ(w2ω)sinωt=Bℓwωsinωt. E=2Bℓ(w2ω)sinωt=Bℓwωsinωt.

20,15

Заметив, что площадь петли равна A=ℓwA=ℓw и учитывая N проволочных петель, находим, что

E=NABωsinωtE=NABωsinωt

20,16

— ЭДС, индуцируемая в катушке генератора N витков и площадь A вращающаяся с постоянной угловой скоростью ωω в однородном магнитном поле B . Это также может быть выражено как

E=E0sinωtE=E0sinωt

20,17

где

E0=NABωE0=NABω

20,18

– максимальная (пиковая) ЭДС.

Рисунок 20.27 Мгновенная скорость вертикальных отрезков проволоки составляет угол θθ с магнитным полем. Скорость показана на рисунке зеленой стрелкой, указан угол θθ.

На рис. 20.28 показан генератор, подключенный к лампочке, и график зависимости ЭДС от времени. Обратите внимание, что ЭДС колеблется от положительного максимума E0E0 до отрицательного максимума -E0.-E0. Между ними ЭДС проходит через ноль, что означает, что в эти моменты через лампочку протекает нулевой ток. Таким образом, лампочка на самом деле загорается и гаснет с частотой 2 f , потому что за период приходится два пересечения нуля. Поскольку переменный ток, подобный этому, используется в домах по всему миру, почему мы не замечаем мерцание света? В США частота переменного тока составляет 60 Гц, поэтому лампочки мигают с частотой 120 Гц. Это быстрее, чем частота обновления человеческого глаза, поэтому вы не замечаете мерцания огней. Кроме того, другие факторы препятствуют столь быстрому включению и выключению различных типов лампочек, поэтому светоотдача составляет немного сгладил .

Рисунок 20.28 ЭДС генератора передается на лампочку с показанной системой колец и щеток. На графике показана зависимость ЭДС генератора от времени. E0E0 – пиковая ЭДС. Период равен T=1/f=2π/ω, T=1/f=2π/ω, где f — частота вращения катушки в магнитном поле.

Виртуальная физика

Генератор

Используйте эту симуляцию, чтобы узнать, как работает электрический генератор. Управляйте подачей воды, которая заставляет водяное колесо вращать магнит. Это индуцирует ЭДС в соседней проволочной катушке, которая используется для зажигания лампочки. Вы также можете заменить лампочку вольтметром, который позволяет вам видеть полярность напряжения, которая меняется с положительной на отрицательную.

Проверка захвата

Установите количество проволочных петель равным трем, силу стержневого магнита примерно на 50 процентов и площадь петли на 100 процентов. Обратите внимание на максимальное напряжение на вольтметре. Предполагая, что одно основное деление вольтметра равно 5 В, каково максимальное напряжение при использовании только одной проволочной петли вместо трех проволочных?

1. 5 В
2. 15 В
3. 125 В
4. 53 В

В реальной жизни электрические генераторы выглядят совсем иначе, чем на рисунках в этом разделе, но принцип тот же. Источником механической энергии, вращающей змеевик, может быть падающая вода, гидроэнергетика, пар, образующийся при сжигании ископаемого топлива, или кинетическая энергия ветра. Рисунок 20.29показан вид в разрезе паровой турбины; пар движется по лопастям, соединенным с валом, который вращает катушку внутри генератора.

Рисунок 20.29 Генератор паровой турбины. Пар, образующийся при сжигании угля, воздействует на лопатки турбины, вращая вал, соединенный с генератором. (кредит: Набонако, Викисклад)

Другое очень полезное и распространенное устройство, использующее магнитную индукцию, называется трансформатором. Трансформаторы делают то, что следует из их названия — они преобразуют напряжение из одного значения в другое; термин напряжение используется, а не ЭДС, потому что трансформаторы имеют внутреннее сопротивление. Например, многие сотовые телефоны, ноутбуки, видеоигры, электроинструменты и небольшие бытовые приборы имеют встроенный трансформатор, который преобразует 120 В или 240 В переменного тока в любое напряжение, используемое устройством. На рис. 20.30 показаны два разных трансформатора. Обратите внимание на проволочные катушки, которые видны в каждом устройстве. Назначение этих катушек объясняется ниже.

Рисунок 20.30 Слева — обычный трансформатор с многослойным сердечником, который широко используется в электропередаче и электроприборах. Справа тороидальный трансформатор, который меньше трансформатора с многослойным сердечником при той же номинальной мощности, но его изготовление дороже из-за оборудования, необходимого для намотки проводов в форме пончика.

На рис. 20.31 показан трансформатор с пластинчатой ​​катушкой, который основан на законе индукции Фарадея и очень похож по конструкции на аппарат, который Фарадей использовал для демонстрации того, что магнитные поля могут генерировать электрические токи. Две проволочные катушки называются первичной и вторичной катушками. При нормальном использовании входное напряжение подается на первичную обмотку, а вторичная создает преобразованное выходное напряжение. Железный сердечник не только улавливает магнитное поле, создаваемое первичной катушкой, но и его намагничивание увеличивает напряженность поля, что аналогично тому, как диэлектрик увеличивает напряженность электрического поля в конденсаторе. Поскольку входное напряжение переменного тока, через вторичную катушку проходит изменяющийся во времени магнитный поток, индуцирующий выходное напряжение переменного тока.

Рисунок 20.31 Типичная конструкция простого трансформатора состоит из двух катушек, намотанных на ферромагнитном сердечнике. Магнитное поле, создаваемое первичной катушкой, в основном ограничивается и усиливается сердечником, который передает его вторичной катушке. Любое изменение тока в первичной обмотке индуцирует ток во вторичной обмотке.

Для трансформатора, показанного на рис. 20.31, выходное напряжение VSVS со вторичной обмотки почти полностью зависит от входного напряжения VPVP на первичной обмотке и числа витков в первичной и вторичной обмотках. Закон индукции Фарадея для вторичной катушки дает ее индуцированное выходное напряжение VSVS равным

VS=-NSΔΦΔt,VS=-NSΔΦΔt,

20,19

где NSNS — число витков вторичной обмотки, а ΔΦ/ΔtΔΦ/Δt — скорость изменения магнитного потока. Выходное напряжение равно ЭДС индукции (VS = ES), (VS = ES) при условии, что сопротивление катушки мало — разумное предположение для трансформаторов. Площадь поперечного сечения катушек одинакова с каждой стороны, как и напряженность магнитного поля, поэтому ΔΦ/ΔtΔΦ/Δt одинаково с каждой стороны. Входное первичное напряжение VPVP также связано с изменением потока на

VP=-NPΔΦΔt.VP=-NPΔΦΔt.

20,20

Соотношение этих двух последних уравнений дает полезное соотношение

ВСВП=НСНП(3.07).ВСВП=НСНП(3.07).

20.21

Это известно как уравнение трансформатора. В нем просто говорится, что отношение вторичного напряжения к первичному напряжению в трансформаторе равно отношению количества витков во вторичной обмотке к количеству витков в первичной обмотке.

Передача электроэнергии

Трансформаторы

широко используются в электроэнергетике для повышения напряжения (так называемые повышающие трансформаторы ) перед передачей на большие расстояния по высоковольтным проводам. Они также используются для снижения напряжения — называемые понижающими трансформаторами — для подачи электроэнергии в дома и на предприятия. Подавляющее большинство электроэнергии вырабатывается с помощью магнитной индукции, при которой проволочная катушка или медный диск вращаются в магнитном поле. Первичная энергия, необходимая для вращения катушек или диска, может быть обеспечена различными способами. Гидроэлектростанции используют кинетическую энергию воды для привода электрогенераторов. Угольные или атомные электростанции производят пар для привода паровых турбин, которые вращают змеевики. Другие источники первичной энергии включают ветер, приливы или волны на воде.

После того, как мощность произведена, она должна быть передана потребителю, что часто означает передачу мощности на сотни километров. Для этого напряжение силовой установки повышают повышающим трансформатором, то есть ступенчато, а ток уменьшается пропорционально т.к.

Pпередача=IпередачаVпередача⋅Pпередача=IпередачаVпередача⋅

20,22

Меньший ток IпередачаIпередача в проводах передачи уменьшает Джоулевые потери , то есть нагрев провода из-за протекания тока. Этот нагрев вызван малым, но отличным от нуля сопротивлением проводов передачи RwireRwire. Мощность, потерянная в окружающую среду за счет этого тепла, равна

.

Plost=Itransmitted2Rwire,Plost=Itransmitted2Rwire,

20,23

, что пропорционально току в квадрате в проводе передачи. Поэтому передаваемый ток Iпередача Iпередача должна быть как можно меньше и, следовательно, напряжение должно быть большим для передачи мощности Pпередачи⋅Pпередачи⋅

Напряжение от 120 до 700 кВ используется для передачи электроэнергии на большие расстояния. Напряжение повышается на выходе электростанции с помощью повышающего трансформатора, как показано на рис. 20.32.

Рисунок 20.32 Трансформаторы изменяют напряжение в нескольких точках системы распределения электроэнергии. Электроэнергия обычно вырабатывается при напряжении более 10 кВ и передается на большие расстояния при напряжении от 120 до 700 кВ для ограничения потерь энергии. Местное распределение электроэнергии в районы или предприятия проходит через подстанцию ​​и передается на короткие расстояния при напряжении от 5 до 13 кВ. Оно снижено до 120, 240 или 480 В для обеспечения безопасности на объекте отдельного пользователя.

Как только электроэнергия поступает в населенный пункт или промышленный центр, напряжение на подстанции снижается до 5–30 кВ. Наконец, в отдельных домах или на предприятиях мощность снова снижается до 120, 240 или 480 В. Каждое повышающее и понижающее преобразование выполняется с помощью трансформатора, разработанного на основе закона индукции Фарадея. Мы прошли долгий путь с тех пор, как королева Елизавета спросила Фарадея, как можно использовать электричество.

Проверьте свое понимание

7.

Что такое электродвигатель?

1. Электродвигатель преобразует электрическую энергию в механическую.

2. Электродвигатель преобразует механическую энергию в электрическую.

3. Электродвигатель преобразует химическую энергию в механическую.

4. Электродвигатель преобразует механическую энергию в химическую.

8.

Что произойдет с крутящим моментом электродвигателя, если удвоить количество витков в двигателе?

1. Крутящий момент будет удвоен.

2. Крутящий момент уменьшился бы вдвое.

3. Крутящий момент увеличился бы в четыре раза.

4. Крутящий момент увеличился бы втрое.

9.

Что такое повышающий трансформатор?

1. Повышающий трансформатор уменьшает ток для передачи мощности на короткие расстояния с минимальными потерями.

2. Повышающий трансформатор увеличивает ток для передачи мощности на короткие расстояния с минимальными потерями.

3. Повышающий трансформатор повышает напряжение для передачи мощности на большие расстояния с минимальными потерями.

4. Повышающий трансформатор снижает напряжение для передачи мощности на короткие расстояния с минимальными потерями.