人教版九年級物理全冊《電動機》電與磁PPT免費課件下載,共34頁。
電動機
機床、水泵,需要電動機帶動;電力機車、電梯,需要電動機牽引。家庭生活中的電扇、冰箱、洗衣機,甚至各種電動玩具都離不開電動機。電動機已經(jīng)應(yīng)用在現(xiàn)代社會生活的各個方面。
給電動機通電,它就能夠轉(zhuǎn)動,這是為什么?
磁場對通電導(dǎo)線的作用
我們知道,磁體在磁場中會受到力的作用。磁體間通過磁場相互作用,通電導(dǎo)線周圍有磁場。那么通電導(dǎo)線是不是也會受到磁場的作用力呢?
如圖所示,把導(dǎo)線ab放在磁場里,接通電源,讓電流通過導(dǎo)線ab,觀察它的運動。把電源的正負(fù)極對調(diào)后接入電路,使通過導(dǎo)線ab的電流方向與原來相反,觀察導(dǎo)線ab的運動方向。
保持導(dǎo)線ab中的電流方向不變,但把蹄形磁體上下磁極調(diào)換一下,使磁場方向與原來相反,觀察導(dǎo)線ab的運動方向。
實驗表明,通電導(dǎo)線在磁場中要受到力的作用,力的方向跟電流的方向、磁感線的方向都有關(guān)系,當(dāng)電流的方向或者磁感線的方向變得相反時,通電導(dǎo)線受力的方向也變得相反。如果把一個通電的線框放到磁場中,它會怎樣運動?
電動機的基本構(gòu)造
電動機由兩部分組成:能夠轉(zhuǎn)動的線圈和固定不動的磁體。在電動機里,能夠轉(zhuǎn)動的部分叫作轉(zhuǎn)子,固定不動的部分叫作定子。電動機工作時,轉(zhuǎn)子在定子中飛快地轉(zhuǎn)動。
在上面的“想想做做”中,我們使線圈轉(zhuǎn)起來了。那么,線圈為什么能不停地轉(zhuǎn)動呢?
如圖所示,使線圈位于磁體兩磁極間的磁場中。
一、使線圈靜止在圖乙位置上,閉合開關(guān),發(fā)現(xiàn)線圈并沒有運動。這是由于線圈上下兩個邊受力大小一樣、方向卻相反。這個位置是線圈的平衡位置。
二、使線圈靜止在圖甲位置上,閉合開關(guān),線圈受力沿順時針方向轉(zhuǎn)動,并由于慣性而越過平衡位置,但不能繼續(xù)轉(zhuǎn)下去,最后要返回平衡位置。
想一想為什么會返回呢?
三、使線圈靜止在圖丙位置上,這是剛才線圈沖過平衡位置以后所到達的地方。閉合開關(guān),線圈逆時針轉(zhuǎn)動,說明線圈在這個位置所受的力阻礙它沿順時針方向轉(zhuǎn)動。
電動機的基本構(gòu)造
線圈不能連續(xù)轉(zhuǎn)動,是因為線圈越過了平衡位置以后,受到的力要阻礙它的轉(zhuǎn)動。如果在越過了平衡位置后停止對線圈供電,由于慣性,線圈不是就能連續(xù)轉(zhuǎn)下去了嗎?那么用什么方法停止對線圈供電呢?
前面我們采用刮去引線漆皮的辦法來控制電路的通斷,即一端的漆皮全部刮掉,另一端的漆皮只刮上半周或下半周,從而保證給線圈適時供電或停電。這種設(shè)計,線圈每轉(zhuǎn)一周,只有半周獲得動力,在另半周線圈將要受到阻礙它轉(zhuǎn)動的力時沒有電流通過,線圈不受力。
當(dāng)線圈靠慣性轉(zhuǎn)過這半周后,又回到原來的狀態(tài),線圈又受到向同方向轉(zhuǎn)動的力,以保證線圈繼續(xù)轉(zhuǎn)動下去。如果在線圈轉(zhuǎn)動的后半周,不是停止給線圈供電,而是設(shè)法改變后半周電流的方向,使線圈在后半周也獲得動力,線圈將會更平穩(wěn)、更有力地轉(zhuǎn)動下去。那么,如何使線圈在后半周也能獲得向同方向轉(zhuǎn)動的力呢?
實際的電動機是通過換向器來實現(xiàn)這一目的的。換向器的構(gòu)造如圖所示。兩個銅半環(huán)E和F跟線圈兩端相連,可隨線圈一起轉(zhuǎn)動,兩半環(huán)中間斷開,彼此絕緣。A和B是電刷,它們分別跟兩個半環(huán)接觸,使電源和線圈組成閉合電路。
這樣,無論線圈的哪個邊,只要它處于靠近磁體S極的一側(cè),其中的電流都是從讀者這邊朝紙內(nèi)的方向流去,這時它的受力方向總是相同的,線圈就可以不停地轉(zhuǎn)動下去了,實際的電動機都有多個線圈,每個線圈都接在一對換向片上,以保證每個線圈在轉(zhuǎn)動的過程中受力的方向都能使它朝同一方向轉(zhuǎn)動(見右圖)。
知識點一:磁場對通電導(dǎo)線的作用
磁場對通電導(dǎo)線的作用:通電導(dǎo)線在磁場中受到力的作用,受力的方向和導(dǎo)線中的電流方向以及磁場方向有關(guān)。當(dāng)電流方向或者磁場方向改變時,則通電導(dǎo)線在磁場中受到的力的方向也將隨之改變,但若是電流方向和磁場方向同時改變則通電導(dǎo)線在磁場中受到的力的方向不變。
通電導(dǎo)線在磁場中受力的條件:只有當(dāng)通電導(dǎo)線與磁場方向成一定傾斜角度或垂直時,通電導(dǎo)線才會受到磁場的力的作用;當(dāng)通電導(dǎo)線與磁場方向平行時,通電導(dǎo)線將不受磁場力的作用。
知識點二:電動機
磁場對通電線框的作用:如圖所示,磁場不僅對通電導(dǎo)線有力的作用,對通電線框也有力的作用,圖(a)中ab邊和cd邊所受力的方向相反且不在同一直線上,于是通電線框便能在該磁場中轉(zhuǎn)動。當(dāng)其轉(zhuǎn)動到圖(b)位置時,ab邊和cd邊所受磁場力的大小相等、方向相反且在同一直線上,這時磁場對通電線框沒有轉(zhuǎn)動作用,線框這時處于一個平衡位置。
通電線框在磁場中轉(zhuǎn)動的方向和線框中電流的方向以及磁場方向有關(guān),其轉(zhuǎn)動速度與線框中電流的大小以及磁場強度有關(guān)。
電動機
構(gòu)成:如圖所示,直流電動機由能夠轉(zhuǎn)動的線圈、固定不動的磁體組成。電動機中,能夠轉(zhuǎn)動的部分叫作轉(zhuǎn)子,固定不支的部分叫作定子。
原理:通電線圈在磁場中受到力的作用會轉(zhuǎn)動。
換向器:俗稱整流子,是直流永磁串激電動機上為了能夠讓電動機持續(xù)轉(zhuǎn)動下去的一個部件。當(dāng)線圈通過電流后,會在永磁鐵的作用下,通過吸引和排斥力轉(zhuǎn)動,當(dāng)它轉(zhuǎn)到和磁鐵平衡時,原來通著電的線圈對應(yīng)換向器上的觸片就與電刷分離開,而電刷連接到符合產(chǎn)生推動力的那組線圈對應(yīng)的觸片上,這樣不停地重復(fù)下去,直流電動機就轉(zhuǎn)起來了。
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