1. Дія
магнітного поля на рамку зі струмом
Проведемо дослід
Візьмемо легку прямокутну рамку, що складається з кількох витків ізольованого
дроту, і помістимо її між полюсами магніту так, щоб вона могла легко обертатися
навколо горизонтальної осі.
а – сили Ампера
і
повертають рамку ABCD за ходом годинникової стрілки;
б – у положенні
рівноваги сили Ампера не повертають рамку, а розтягують;
в – після
проходження рамкою положення рівноваги сили Ампера повертають її проти ходу годинникової стрілки.
Урешті-решт через дію сил тертя рамка зупиниться.
Проблемне питання
• Як змусити рамку безперервно обертатися в одному напрямку?
(Потрібно, щоб у момент проходження рамкою положення рівноваги напрямок
струму в рамці змінювався на протилежний).
Колектор –
пристрій, який автоматично змінює напрямок струму в рамці.
Принцип дії колектора:
1 – два півкільця; 2 – металеві щітки; 3 – джерело струму; 4 – рамка.
Після замикання кола рамка внаслідок дії сил Ампера починає повертатися за
ходом годинникової стрілки (а). Після
проходження положення рівноваги (б)
щітки колектора притиснуті вже до інших півкілець (в).
2. Двигун
постійного струму
Проблемне питання
• Як практично використати дію магнітного поля на рамку зі струмом?
Електричний
двигун – це пристрій, у якому електрична енергія перетворюється на механічну.
Модель електродвигуна постійного струму:
1 – ротор; 2 – статор;
3 – обмотка статора; 4 – колектор.
Статор є постійним магнітом з
наконечниками S і N, або електромагнітом (індуктор) та становить єдине ціле з
корпусом електродвигуна. Це така частина
двигуна, яка слугує для збудження магнітного поля.
Електродвигуни постійного струму застосовують в:
-
Електротранспорті (трамваї, тролейбуси, електровози, електромобілі).
-
Використовують як стартери для запуску двигунів внутрішнього згоряння.
Проблемне питання
• Які переваги мають електричні двигуни перед тепловими?
Схема вимірювального механізму приладу
магнітоелектричної системи:
1 – постійний нерухомий магніт;
2 – спіральні пружини;
3 – півосі;
4 – рамка, жорстко закріплена на півосях;
5 – нерухоме осердя;
6 – стрілка;
7 – шкала.
Коли струм у рамці 4 відсутній,
спіральні пружини 2 утримують півосі 3, а отже, й стрілку 6 таким чином, що кінець стрілки встановлюється
на нульовій позначці.
Коли прилад вмикають у коло, в рамці починає йти струм і внаслідок дії сил
Ампера рамка повертається в магнітному полі постійного магніту 1. Разом із рамкою повертаються півосі,
а отже, і стрілка.
Під час повертання рамки закручуються пружини й виникають додаткові сили
пружності. Коли момент сил пружності зрівноважує момент сил Ампера, повертання
припиняється, а стрілка залишається відхиленою на певний кут. Чим більша сила
струму в рамці, тим на більший кут відхилиться стрілка і тим більшими будуть
покази приладу.
4. Амперметр і
вольтметр
Проблемне питання
• Чи відрізняються будова та принцип дії амперметрів і вольтметрів?
За внутрішньою будовою амперметр і вольтметр є практично однаковими;
відрізняються лише їхні електричні опори.
Амперметр вмикають у коло послідовно, тому
його опір має бути якнайменшим, інакше сила струму в колі значно зменшиться.
Вольтметр приєднують до кола паралельно з
пристроєм, на якому вимірюють напругу, отже, щоб сила струму в колі майже не
змінювалася, опір вольтметра має бути якнайбільшим.
5. Електродинамічний
гучномовець
Будова електродинамічного гучномовця:
1 – звукова котушка; 2 – дифузор; 3 – постійний кільцевий магніт; 4 – керн;
5 – фланці.
Якщо котушкою тече струм, на витки котушки діють сили Ампера, що змушують котушку
рухатися вздовж керна, – котушка втягується в зазор кільцевого магніту.
Разом із котушкою коливається і прикріплений до неї дифузор, який «штовхає»
повітря, створюючи звукову хвилю, – гучномовець випромінює звук.
Немає коментарів:
Дописати коментар