Інформація для вчителів
Застосування
Схема досліду
Електродвигуни вбудовують у безліч машин. Чи то електромобіль, чи то електрична зубна щітка. Електродвигун може працювати не лише з постійним магнітом, а й з електромагнітом. Якщо котушки якоря і котушки збудження з'єднані послідовно, то йдеться про серійний двигун.
Властивості цього двигуна досліджують, спостерігаючи за напрямом обертання і вимірюючи силу струму. У цьому досліді унаочнено принцип роботи серійного двигуна.
Інша інформація для вчителів (1/2)
Попередні знання
Попередні знання не потрібні.
Принцип
Завдяки притяганню і відштовхуванню магнітних полів у двигуні виникає обертальний рух. Зовнішнє магнітне поле створюють послідовно з'єднані котушки. Т-подібний якір теж утворює магнітне поле, полярність якого вчасно змінює комутатор.
Інша інформація для вчителів (2/2)
Навчальна мета
Учні мають зрозуміти, як працює серійний двигун.
Завдання
Досліди, як працює серійний двигун на постійному струмі.
Інформація для учнів
Мотивація
Електродвигуни вбудовують у безліч машин. Чи то електромобіль, чи то електрична зубна щітка. Електродвигун може працювати не лише з постійним магнітом, а й з електромагнітом. Якщо котушки якоря і котушки збудження з'єднані послідовно, то йдеться про серійний двигун.
Властивості цього двигуна досліджують, спостерігаючи за напрямом обертання і вимірюючи силу струму. У цьому досліді унаочнено принцип роботи серійного двигуна.
Електромобіль
Обладнання
| Позиція | Обладнання | Артикул | Кількість |
|---|---|---|---|
| 1 | Настільний затискач | 02012-00 | 1 |
| 2 | Тримач для пластин, ширина розкриття 2 - 35 мм | 06509-00 | 1 |
| 3 | Залізне осердя, U-подібне, шихтоване | 06501-00 | 1 |
| 4 | Котушка, 300 витків | 06513-01 | 2 |
| 5 | Насадка двигуна | 06550-00 | 1 |
| 6 | Роторна котушка, двотавровий якір | 06554-00 | 1 |
| 7 | Шнуровий шків | 06558-01 | 1 |
| 8 | З'єднувальний провідник, 750 мм, червоний | 07362-01 | 3 |
| 9 | З'єднувальний провідник, 750 мм, синій | 07362-04 | 2 |
| 10 | measureAPP - безкоштовне вимірювальне програмне забезпечення для всіх пристроїв | 14581-61 | 1 |
| 11 | Cobra SMARTsense High Current - Датчик для вимірювання електричного струму ± 10 А (Bluetooth + USB) | 12925-02 | 1 |
| 12 | PHYWE Блок живлення, універсальний, аналоговий дисплей DC: 18 В, 5 А / AC: 15 В, 5 А | 13503-93 | 1 |
Складання (1/3)
Для вимірювання датчиками Cobra SMARTsense потрібен PHYWE measureAPP. Застосунок можна безкоштовно завантажити у відповідному магазині застосунків (QR-коди див. нижче). Перед запуском застосунку перевір, чи ввімкнено на твоєму пристрої (смартфон, планшет, настільний ПК) Bluetooth.
iOS
Android
Windows
Складання (2/3)
- Збери моторну насадку за Рис. 1.
- Всунь вісь [1] подвійного Т-подібного якоря в опорний отвір [3] моторної насадки і закріпи її гвинтом разом зі шківом [2].
- Приклади щітки [4] моторної насадки до розрізаного мідного кільця [7], потягни накатні гвинти [5] трохи вгору і закрути їх, щоб пружина важелів була злегка натягнута. Завдяки цьому щітки притискаються до мідного кільця. Електричний контакт між котушками якоря і клемами [6] встановлено.
Рис. 1
Складання (3/3)
- Доповни установку за Рис. 2 і Рис. 3.
- Затисни залізне осердя з тримачем у настільному затискачі.
- Насади котушки і моторну насадку на залізне осердя.
- Встанови на блоці живлення постійну напругу .
- З'єднай котушки збудження і котушку якоря послідовно та підключи двигун через вимірювальний прилад до блока живлення.
Рис. 2
Виконання (1/2)
Cobra SMARTsense
- Увімкни датчик SMARTsense і переконайся, що кінцевий пристрій може з'єднуватися з пристроями Bluetooth.
- Відкрий PHYWE measureAPP і вибери датчик " High Current".
- Вибери частоту дискретизації на свій розсуд. Що вона вища, то точнішим буде вимірювання.
Виконання (2/2)
Рис. 3
- Встанови напругу приблизно - можливо, двигун доведеться "запустити", крутнувши його рукою.
- Зміни напругу. Спостерігай за частотою обертання і записаним вимірювальним сигналом.
- Встанови напругу . Зміни полярність робочої напруги на блоці живлення. Підвищ напругу, спостерігай за напрямом обертання.
- Встанови напругу . Зміни полярність напруги на клемах котушки якоря. Підвищ напругу, спостерігай за напрямом обертання.
- Навантаж двигун, притиснувши пальцем шків. Спостерігай за частотою обертання і записаним вимірювальним сигналом.
Протокол
Завдання (1/6)
Питання
Питання
Завдання (2/6)
Питання
Питання
Завдання (3/6)
Питання
Питання
Завдання (4/6)
Питання
Питання
Завдання (5/6)
Перетягни слова у правильні поля! Якщо для роботи ____ застосовують ____, то він має створювати поблизу якоря достатньо велике ____. Тому використовують U-подібне залізне осердя з двома котушками збудження, між полюсами якого обертається якір. ____ і котушки збудження в серійному двигуні з'єднані ____ (Рис. 3).
Завдання (6/6)
Перетягни слова у правильні поля! Під час зміни полярності ____ перемикається як поле котушки якоря, так і поле ____, тож ____ зберігається. Якщо ж змінюється лише ____ в котушці якоря, то тільки це магнітне поле змінює свій ____, а разом із ним і напрям обертання.