Коллектор в электронных машинах играет роль выпрямителя переменного тока в неизменный (в генераторах) и роль автоматического тумблера направления тока во крутящихся проводниках якоря (в движках).

Когда магнитное поле пересекается только 2-мя проводниками, образующими рамку, коллектор будет представлять собой одно кольцо, разрезанное на две части, изолированные одна от другой. В общем случае каждое полукольцо носит заглавие коллекторной пластинки.

Начало и конец рамки присоединяются каждый к собственной коллекторной пластинке. Щетки размещаются таким макаром, чтоб одна из их была всегда соединена с проводником, который будет двигаться у северного полюса, а другая — с проводником, который будет двигаться у южного полюса. На рис. 1. показан вид коллектора электронной машины.

Для рассмотрения работы коллектора обратимся к рис. 2, на котором рамка с проводниками А и В показана в разрезе. Для большей наглядности проводник А показан толстым кружком, а проводник В 2-мя тонкими кружками.

Щетки замкнуты на наружное сопротивление тогда э. д. с., индуктируемая в проводниках, будет вызывать в замкнутой цепи электронный ток. Потому при рассмотрении работы коллектора можно гласить не об индуктированной э. д. с., а об индуктированном электронном токе.

Рис. 1. Коллектор электронной машины

Рис. 2. Облегченное изображения коллектора

Рис. 3. Выпрямление переменного тока при помощи коллектора

Сообщим рамке вращательное движение в направлении по часовой стрелке. В момент, когда крутящаяся рамка займет положение, изображенное на рис. 3, А, в ее проводниках будет индуктироваться больший по величине ток, потому что проводники пересекают магнитные силовые полосы, двигаясь перпендикулярно к ним.

Индуктированный ток из проводника В, соединенного с коллекторной пластинкой 2, поступит на щетку 4 и, пройдя внешнюю цепь, через щетку 3 вернется в проводник А. При всем этом правая щетка будет положительной, а левая отрицательной.

Предстоящий поворот рамки (положение В) приведет опять к индуктированию тока в обоих проводниках; но направление тока в проводниках будет обратно тому, которое они имели в положении А. Потому что совместно с проводниками оборотятся и коллекторные пластинки, то щетка 4 опять будет отдавать электронный ток во внешнюю цепь, а по щетке 3 ток будет ворачиваться в рамку.

Отсюда следует, что, невзирая на изменение направления тока в самих крутящихся проводниках, благодаря переключению, произведенному коллектором, направление тока во наружной цепи не поменялось.

В последующий момент (положение Г), когда рамка вторично займет положение на нейтральной полосы, в проводниках и, как следует, во наружной цепи тока снова не будет.

В следующие моменты времени рассмотренный цикл движений будет повторяться в том же порядке. Таким макаром, направление индуктированного направление тока во наружной цепи благодаря коллектору всегда будет оставаться одним и этим же, а совместно с этим сохранится и полярность щеток.

Рис. 4. Коллектор мотора неизменного тока

Представление о нраве конфигурации тока во наружной цепи за один оборот рамки, снабженной коллектором, дает кривая рис. 5. Из кривой видно, что больших значений ток добивается в точках, соответственных 90° и 270°, т. е. когда проводники пересекают силовые полосы конкретно под полюсами. В точках 0° (360°) и 180° ток во наружной цепи равен нулю, потому что проводники, проходя нейтральную линию, силовых линий не пересекают.

Рис. 5. Кривая конфигурации тока во наружной цепи за один оборот рамки после выпрямления коллектором

Из кривой несложно заключить, что хотя направление тока во наружной цепи и остается постоянным, но величина его всегда изменяется в границах от нуля до предела.

Электронный ток, неизменный по направлению, но переменный по величине, носит заглавие пульсирующего тока. Для практических целей пульсирующий ток очень неудобен. Потому в генераторах стремятся сгладить пульсации и сделать ток более ровненьким.

В отличие от генераторов, в движках неизменного тока коллектор играет роль автоматического тумблера направления тока во крутящихся проводниках якоря. Если в генераторе коллектор служит для выпрямления переменного тока в неизменный, то в электродвигателе роль коллектора сводится к рассредотачиванию тока в обмотках якоря таким макаром, чтоб в течение всего времени работы электродвигателя в проводниках, находящихся на этот момент под северным полюсом, ток проходил повсевременно в каком-либо одном направлении, а в проводниках, находящихся под южным полюсом, — в обратном направлении.

Школа для электрика