2020-06-08
965
Электродвигатели. Электрические машины, в которых происходит преобразование электрической энергии в механическую энергию, называются электродвигателями.
N
 | |
- Ɩ I
F, v I Rв
+
Е
B
 |
S
На рисунке показан прямолинейный провод длиной Ɩ, расположенный в однородном магнитном поле перпендикулярно вектору магнитной индукции В и присоединенный к источнику питания с постоянной ЭДС Е и внутренним сопротивлением RВ. По проводу проходит ток I. На провод с током действует электромагнитная сила F = ВIƖ, ее направление определяется по правилу левой руки (ладонь левой руки располагают так, чтобы линии магнитной индукции входили в нее, четыре вытянутые пальца совмещают с направлением тока в проводнике, тогда отогнутый под прямым углом большой палец укажет направление электромагнитной силы). Под действием силы F провод движется со скоростью v, поэтому в нем будет индуктироваться ЭДС, направленная навстречу току, в чем можно убедиться, применяя правило правой руки. Следовательно, при движении провода с током в магнитном поле под действием сил этого поля происходит преобразование электрической энергии в механическую энергию. Таким образом, рассмотренный случай движения проводника с током в магнитном поле под действием сил этого поля представляет собой пример элементарного электродвигателя.
|
|
|
Устройство простейшей электрической машины.
Большинство электрических машин построено на принципе вращательного движения их подвижной части. Несмотря на большое разнообразие конструкций электрических машин возможно представить некоторую обобщенную конструкцию электрической машины. Такая конструкция состоит из неподвижной части 1, называемой статором, и вращающейся части 2, называемой ротором. Ротор располагается в расточке статора и отделен от него воздушным зазором 6. Одна из указанных частей машины снабжена элементами, возбуждающими в машине магнитное поле (например, электромагнит или постоянный магнит 3), а другая – имеет обмотку, называемою рабочей обмоткой машины 4. Статор и ротор имеют сердечники 5, выполненные из магнитно-мягкого материала и обладающие небольшим магнитным сопротивлением.
5
1 3
 |
4
|
|
|
2
5
6
 |
Каждый генератор постоянного тока переходит в режим работы электродвигателя, если его ЭДС окажется меньше напряжения на зажимах. Этот принцип обратимости электрических машин был открыт в 1833 г. Русским академиком Э.Х. Ленцем.
Если электрическая машина работает в режиме генератора, то при вращении ротора (под действием приводного двигателя) в проводниках рабочей обмотки наводится ЭДС и при подключении потребителя появляется электрический ток. При этом механическая энергия приводного двигателя преобразуется в электрическую энергию. Если машина предназначена для работы в качестве электродвигателя, то рабочая обмотка машины подключается к сети. При этом ток, возникающий в проводниках обмотки, взаимодействует с магнитным полем и на роторе возникают электромагнитные силы, приводящие ротор во вращение. При этом электрическая энергия, потребляемая двигателем из сети, преобразуется в механическую энергию, затрачиваемую на вращение какого-либо механизма.
Задание:
1. В практической работе изучить:
- принцип работы простейшего генератора;
- принцип работы простейшего двигателя.
2. Изучить, как правилом правой руки определяется направление наведенной ЭДС.
3. Изучить, как правилом левой руки определяется направление движения проводника.
4. Изучить устройство простейшей электрической машины.
Работа на занятии.
1. Изучив представленный материал ответить письменно на контрольные вопросы.
Содержание отчета.
1. Цель работы.
2. Ответы на контрольные вопросы.
Контрольные вопросы.
1. Принцип работы генератора?
2. Принцип работы электродвигателя?
3. Конструкция электрической машины?
4. Правило правой руки?
5. Правило левой руки?
Литература.
1. М.М.Кацман Электрические машины.- М.: Высшая школа, 2002. Стр. 7-10.
2. Конспект лекций. Тема: «Явление электромагнитной индукции».
