Цели обучения:
10.4.5.4 - исследовать действующую модель электродвигателя и аргументированно объяснять полученные результаты, используя закон Фарадея и правило Ленца.
W Экспресс- опрос
1. Формула ЭДС индукции магнитного поля.
2. В каком случае ЭДС индукции будет максимальна?
3. В каком случае ЭДС индукции будет равна нулю?
4. Причина возникновения ЭДС индукции в движущемся проводнике
5.Что такое соленоид?
6.Как направлены силовые линии внутри и снаружи соленоида?
7.Формула магнитной индукции соленоида? От чего она зависит?
8. Что называют переменным током?
9. Что называют постоянным током?
W Новая информация:
Просмотр видео: Галилео. Эксперимент. Генератор-двигатель
https://www.youtube.com/watch?v=Nfuz-bz9m-4
Немного истории
Опыт Фарадея подтвердил принципиальную возможность построения электрического двигателя.
В 1834 году Б. С. Якоби создал первый в мире электрический двигатель постоянного тока, в котором реализовал принцип непосредственного вращения подвижной части двигателя. В 1838 году этот двигатель (0,5 кВт) был испытан на Неве для приведения в движение лодки с пассажирами, т. е. получил первое практическое применение.
Принцип действия генератора постоянного тока
Простейшим генератором является виток, вращающийся между полюсами магнита
Принцип действия
основан на явлении
электромагнитной
индукции
Принцип действия генератора постоянного тока
При вращении витка с некоторой частотой его стороны пересекают магнитный поток Ф и в каждом проводнике индуцируется э. д. с. Е
Принцип действия двигателя постоянного тока
Простейший электродвигатель -виток, который вращается в магнитном поле.
Действие двигателя
основано на
законе Ампера
Принцип действия двигателя постоянного тока
Если подключить виток к источнику электрической энергии, то по каждому его проводнику начнет проходить электрический ток.
Этот ток, взаимодействуя с магнитным полем полюсов, создает электромагнитные силы F.
Принцип действия двигателя постоянного тока
При выбранном направлении тока на проводник, расположенный под южным полюсом, будет действовать сила F, направленная вправо (по правилу левой руки), а на проводник, лежащий под северным полюсом,— сила F, направленная влево.
Устройство машин постоянного тока
1 – корпус (станина)
2 – статор (индуктор)
На явно выраженных полюсах статора (главные полюса) расположена обмотка возбуждения, по которой проходит постоянный ток Iв
3 – ротор (якорь)
4 - обмотка якоря, в которой при вращении ротора индуцируется э. д. с.
Устройство машин постоянного тока
Эта э. д. с. снимается с обмотки якоря при помощи скользящего контакта – щеток (5), включенных между обмоткой и внешней цепью.
Иногда к основным полюсам добавляют дополнительные полюса
Устройство машин постоянного тока
Для преобразования переменного тока в постоянный применяют коллектор.
Устройство машин постоянного тока
Принцип его действия состоит в следующем:
Концы витка присоединяют к двум медным полукольцам (коллекторным пластинам).
Их укрепляют на валу машины и изолируют друг от друга
На пластинах помещаются неподвижные щетки, отдающие электрическую энергию потребителю.
Устройство машин постоянного тока
При вращении витка коллекторные пластины вращаются вместе с валом машины так, что каждая щетка соприкасается то с одной, то с другой пластиной.
Щетки на коллекторе устанавливаются так, чтобы они переходили с одной пластины на другую в тот момент, когда ЭДС в витке была ровна нулю.
Устройство машин постоянного тока
Для лучшего использования обмотки якоря отдельные витки соединяют друг с другом последовательно.
К каждой коллекторной пластине присоединяют конец предыдущего и начало, следующего витка.
Вывод:Любая машина постоянного тока может работать как в режиме генератора, так и в режиме двигателя
Применение
Краны различных тяжёлых производств
Привод, с требованиями регулировки скорости в широком диапазоне и высоким пусковым моментом
Тяговый электропривод тепловозов, электровозов, теплоходов, карьерных самосвалов и пр.
Электрические стартёры автомобилей, тракторов и др. Для уменьшения номинального напряжения питания в автомобильных стартёрах применяют двигатель постоянного тока с четырьмя щётками. Благодаря этому эквивалентное комплексное сопротивление ротора уменьшается почти в четыре раза. Статор такого двигателя имеет четыре полюса (две пары полюсов). Пусковой ток в автомобильных стартёрах около 200 ампер. Режим работы — кратковременный.
Достоинства:
простота устройства и управления;
практически линейные механическая и регулировочная характеристики двигателя;
легко регулировать частоту вращения;
хорошие пусковые свойства (большой пусковой момент);
компактнее других двигателей (если использовать сильные постоянные магниты в статоре);
так как ДПТ являются обратимыми машинами, появляется возможность использования их как в двигательном, так и в генераторном режимах.
Недостатки :
дороговизна изготовления;
необходимость профилактического обслуживания коллекторно-щёточных узлов;
ограниченный срок службы из-за износа коллектора.
(Последние два недостатка на современном этапе развития ДПТ почти не ощутимы).
Электродвигатели играют огромную роль в нашей современной жизни, не будь электродвигателя не было бы света (применение в качестве генератора), не было бы дома воды, так как электродвигатель используется в насосе, люди не могли бы поднимать тяжелые грузы (использование в различных подъемных кранах) …..
Вывод:
Материалы на данной страницы взяты из открытых источников либо размещены пользователем в соответствии с договором-офертой сайта. Вы можете сообщить о нарушении.