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《直流电动机》
机床、水泵,需要电动机带动,电力机车、电梯,需要电动机牵引。家庭生活中的电扇、冰箱、洗衣机,甚至各种电动玩具都离不开电动机。电动机已经应用在现代社会生活的各个方面。
给电动机通电,它就能够转动。这是为什么?下面就来研究电动机的工作原理。
磁场对通电导线的作用
我们知道,磁体在磁场中会受到力的作用。通电的螺线管有磁性,像一个磁体,有N极和S极。这是不是意味着,通电导线也会受到磁场的作用力?
实验表明,通电导线在磁场中要受到力的作用,力的方向跟电流的方向、磁感线的方向都有关系,当电流的方向或者磁感线的方向变得相反时,通电导线受力的方向也变得相反。
如果把一个通有电流的线框放到磁场中,它会怎样运动?
演示
如图,把线框放在磁场力,接通电源,让电流通过,观察它的运动。
利用上面的现象,我们可以让线圈在磁场中转起来,试试看。
电动机的基本构造
观察电动机,可以看到它由两部分组成:能够转动的线圈和固定不动的磁体。在电动机里,能够转动的部分叫做转子,固定不动的部分叫做定子。电动机工作时,转子在定子中飞快地转动。
在上面的探索活动中,我们使线圈转起来了。那么,线圈为什么能不停地转动呢?
线圈不能连续转动,是因为线圈越过了平衡位置以后,它受到的力邀阻碍它的转动。如果在越过了平衡位置后停止对线圈供电,线圈不是就能连续转下去了吗?那么用什么方法停止对线圈供电吗?
在前面的想想做做中,我们采用刮去引线漆皮的办法,即一端的漆皮全部刮掉,另一端的漆皮只刮伤半周或下半周,来停止给线圈供电。这样,线圈每转一周,只有半周获得动力。如果设法改变后半周电流的方向,使线圈在后半周也获得动力,线圈将会更平稳、更有力地转动下去。
实际的直流电动机是通过换向器来实现这项动能的。
换向器的构造如图,两个铜半环E和F跟线圈两端相连,它们彼此绝缘,并随线圈一起转动。A和B是电刷,它们跟半环接触,使电源和线圈组成闭合电路。这样,无论线圈的哪个边,只要它处于靠近磁体S极的一侧,其中的电流都是从读者这边朝纸内的方向流去,这时它的受力方向总是相同,线圈就可以不停滴转动下去了。
实际的直流电动机都有多个线圈,每个线圈都接在一对换向片上。有的直流电动机还用电磁铁来产生强磁场。
生活中的电动机
电动机通电时转子转动,电能转化为机械运动的能。由于电网供给的是交变电流,电风扇、洗衣机等家用电器中的电动机,多数是交流电动机。交流电动机也是靠着通电导体在磁场中所受的力来运转的。而电动玩具、录音机等小型电器则多数使用直流电动机。
电动机构造简单、控制方便、体积小、效率高、功率可大可小,广泛地应用在社会生活中。农村的电灌站、工厂的各种机床,都有电动机。电车、电力机。电车、电力机车都是以电动机为动力的交通工具,由于电动机不像内燃机那样污染环境,应该提倡用电做动力。由太阳能或蓄电池提供能源的电动汽车的研究已经进入实用阶段。随着技术的发展和社会的进步,电动机和人类的关系将越来越密切。
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闫老师
女,中教高级职称
优秀教师,高级教师职称。教学功底扎实,教学经验丰富,对知识体系有深厚的了解。