Физика. Лекция 178.Рамка с током в магнитном поле. Электродвигатели.

Здравствуйте, уважаемые обучающиеся. На прошлой лекции мы с вами познакомились с силой, которая действует на проводник, находящийся в магнитном поле. Эта сила называется силой Ампера и для того, чтобы определить ее направление есть правило левой руки. Сегодня мы попользуемся этим правилом для решения более важной, с практической точки зрения задачи, а именно мы будем рассматривать поведение не просто проводника, а проводника, согнутого в рамку. И так, давайте представим себе следующую ситуацию...

А теперь посмотрим на рамку, которая повернулась на 90 градусов.

И так что получается? Рамка в магнитном поле стремится повернуться так, чтобы плоскость рамки стала перпендикулярна направлению магнитного поля. Чтобы убедится в том, что так оно и есть давайте проверим все на опыте.

И так мы увидели, что рамка, находящаяся в магнитном поле может поворачиваться под действием электрического тока на какой-то угол. Но, вот только беда в том, что она может поворачиваться только на четверть оборота, в лучшем случае на пол оборота...если бы исходно мы рамку повернули вертикально, то магнитное поле развернуло бы ее на пол оборота. А как дальше заставить рамку вращаться? Давайте представим себе, что рамка из горизонтального положения перешла в вертикальное положение, она при этом разогналась и по инерции проскочила вертикальное положение. Если мы поменяем направление тока в рамке, то что при этом произойдет? Сила Ампера, которая действует на верхнюю часть горизонтально расположенной рамки, направленная вверх будет направлена вниз, а сила Ампера, которая действует на нижнюю часть рамки и направлена вниз будет направлена вверх и произойдет вот что...

А теперь давайте подумаем как можно улучшить характеристики этого двигателя...

В электродвигателе должно быть:

• Много рамок для обеспечения плавности вращения;
• Рамки должны содержать много витков;
• Рамки необходимо наматывать на железный сердечник.

Ну и давайте посмотрим как это выглядит "на картинках"...

Первая часть электродвигателя - это железный сердечник на который наматываются токопроводящие рамки.

Следующая часть электродвигателя - ротор (или якорь). Ротор - это подвижная часть электродвигателя.

Следующая часть электродвигателя - это угольные щетки, которые служат подводом тока к ротору электродвигателя.

Следующая часть электродвигателя - это статор. Статор - неподвижная часть электродвигателя, создающая магнитное поле с помощью постоянного магнита или электромагнита.

И теперь давайте посмотрим на устройство всего электродвигателя...так сказать в сборе...

Ну и теперь давайте посмотрим на такой электродвигатель в живую.

Стоит отметить, что смена полярности подключения электродвигателя с электромагнитом к источнику питания не влияет на направление вращения вала электродвигателя.

И давайте посмотрим на такую же учебную модель электродвигателя уже с электромагнитами.

А теперь давайте попробуем определить какой магнит (постоянный или электромагнит) установлен в электродвигателе по направлениям движения его вала при различных вариантах подключениях к источнику тока.

И давайте теперь посмотрим как обозначаются электродвигатели разного типа.

И в конце давайте приведем два способа подключения статора и ротора электродвигателя к электрической цепи.

Сериесный двигатель - это двигатель с последовательным подключением ротора и статора (электромагнита - катушки возбуждения) к электрической цепи.

Шунтовый двигатель - это двигатель с параллельным подключением ротора и статора (катушки возбуждения) к электрической цепи.

На этом мы эту лекцию закончим.

Если тебе понравилось, пожалуйста подпишись на канал и поддержи автора.