Принцип работы электродвигателя М А Г
advertisement
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ Принцип работы электродвигателя Между полюсами магнита располагается прямоугольная рамка из одного или нескольких витков изолированной проволоки. Рамка закреплена на каркасе и способна вращаться вокруг оси перпендикулярной вектору индукции. кольца контакты Концы проволоки рамки прикреплены к вращающимся вместе с рамкой кольцам, по которым скользят контакты, соединенные с источником тока. Если в начальный момент плоскость рамки параллельна линиям индукции, то при пропускании тока рамка начинает поворачиваться из-за рамка действия пары сил Ампера. 𝑭𝑨 = 𝑰∆𝒍 × 𝑩 Когда плоскость рамки станет перпендикулярна линиям индукции момент пары сил Ампера поменяет направление вращения. По инерции рамка пройдет это положение и после нескольких колебаний вращение прекратится.. Как заставить рамку непрерывно вращаться в магнитном поле? Лицей 1511 Грушин, Самоварщиков, Шишлакова Физика 10 класс ПРОДОЛЖЕНИЕ СЛЕДУЕТ М А Г Н И Т Н О Е П О Л Е 10 ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ Принцип работы электродвигателя В 1835 году в России Борис Якоби создал первый в мире электродвигатель с непосредственным вращением рабочего вала. Что бы рамка продолжила вращение в том же направлении необходимо поменять направление тока в цепи. Для этого используют специальные полукольца, которые закреплены на каркасе и к которым прикреплены концы проволоки рамки. . полукольца контакты М А Г Н И Т Н О Е П О Л Е рамка 𝑭𝑨 = 𝑰∆𝒍 × 𝑩 С внешней стороны по полукольцам скользят контактные выполненные из графита и соединенные с источником тока пластины, Что собой представляет современный электродвигатель постоянного тока? Лицей 1511 Грушин, Самоварщиков, Шишлакова Физика 10 класс ПРОДОЛЖЕНИЕ СЛЕДУЕТ 10 ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ Типовой электродвигатель постоянного тока Статор Статор (неподвижный) – постоянный магнит или электромагнит создает магнитное поле Ротор (вращающийся) – сердечник с намотанными обмотками провода – при прохождении тока вращается в магнитном поле Коллектор – медные контактные пластины, к которым припаяны концы проводов обмоток ротора. Коллектор крепится на оси ротора Щетки Коллектор Ротор М А Г Н И Т Н О Е П О Л Е Щетки – угольные пластины, которые прижимаются с помощью пружин к коллектору. К щеткам подводятся провода от источника тока Электродвигатель – это специальное устройство, которое позволяет преобразовывать электрическую энергию в энергию механического движения (вращения) Лицей 1511 Грушин, Самоварщиков, Шишлакова Физика 10 класс 10 ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ РЕШЕНИЕ ЗАДАЧ 𝑁 = 200 втк 𝑎 = 0,1м 𝑏 = 0,05м В = 0,05 Тл 𝐼 = 2А 𝐿= ? 22.19. Плоская прямоугольная катушка из 𝑁 = 200 витков со сторонами 𝑎 = 10 см и b = 5 см находится в однородном магнитном поле с индукцией В = 0,05 Тл . Какой максимальный вращающий момент 𝐿 может действовать на катушку в этом случае, если сила тока в катушке 𝐼 = 2 А? 2. Вспомним: 1. Запишем краткое условие: Максимальный вращающий момент 𝐿 создается парой сил Ампера 𝑭𝑨 = 𝑰∆𝒍 × 𝑩 Сила Ампера максимальна, когда плоскость рамки параллельна линиям индукции 𝐵, а ток 𝐼 перпендикулярен им. 2. Изобразим катушку с током в магнитном поле: 𝑩 ⊗ 𝑭𝟏𝑨 𝑰 𝑎 𝑩 Возможны варианты! ⊗ 𝑭𝟐𝑨 𝑰 𝑏 М А Г Н И Т Н О Е П О Л Е 𝑩 𝑎 𝑏 𝑭𝟏𝑨 2 вариант 1 вариант = 𝑰𝑵𝒂𝑩 = 2 ⋅ 200 ⋅ 0,1 ∙ 0,05 = 2𝐻 𝑭𝟐𝑨 = 𝑰𝑵𝒃𝑩 = 2 ⋅ 200 ⋅ 0,05 ∙ 0,05 = 1𝐻 𝑳𝟏 = 𝑭𝟏𝑨 ⋅ 𝒃 = 2 ∙ 0,05 = 0,1Н ⋅ м Лицей 1511 Грушин, Самоварщиков, Шишлакова Физика 10 класс 𝑳𝟐 = 𝑭𝟐𝑨 ⋅ 𝒂 = 1 ⋅ 0,1 = 0,1Н ⋅ м Ответ: В обоих случаях: 𝑳 = 𝟎, 𝟏Н ⋅ м 10
