Двигун постійного струму

Акумуляторний шурупокрут, що працює від двигуна постійного струму

Електродвигуни - дуже важливі приводні складники в усіх галузях техніки. Чи то в техніці рейкового транспорту, чи у виробленні енергії, чи в автомобільній галузі, чи як двигун постійного струму в невеликих робочих приладах на кшталт дрилів, акумуляторних шурупокрутів або пилососів.

Двигуни постійного струму здебільшого складаються з ротора з котушками (привідного вала) і статора з постійних магнітів (нерухомого тіла). Коли через котушки пропускають струм, виникає електромагнітне поле, яке діє на ротор із певною силою (сила Лоренца), унаслідок чого привідний вал обертається. Через регулярну зміну полярності виникає безперервне обертання.

Попередні знання

Учні вже мають володіти ґрунтовними базовими знаннями про фізичні величини - струм, напругу, силу й момент, - щоб змогти виконати досліди з електродвигуном. Крім того, вони вже мають розуміти будову та дію колектора в електродвигуні.

Принцип

Основний принцип роботи електродвигуна ґрунтується на силах притягання й відштовхування, якими діють одне на одного магнітні поля протилежної або однойменної полярності. Завдяки регулярній зміні полярності ротор набуває безперервного обертального руху.

Навчальна мета

У цьому досліді електродвигун із постійного магніту та електромагніту треба зібрати двома різними способами і в такий спосіб опанувати основний принцип дії електродвигуна.

Завдання

Учні збирають електродвигун. Двигун постійного струму, який належить створити, спершу має складатися переважно з електромагніту як ротора і постійного магніту як статора. Після цього треба зібрати двигун, у якому ротор і статор першого варіанта поміняні місцями.

Для цього досліду діють загальні правила безпечного експериментування на уроках природничих наук.

Акумуляторний шурупокрут, що працює від двигуна постійного струму

Як ти вже докладно дізнався, електродвигуни - дуже важливі приводні складники в усіх галузях техніки.

Двигуни постійного струму, наприклад, здебільшого застосовують для приведення в дію невеликих приладів на кшталт акумуляторних шурупокрутів, дрилів, пилососів тощо, бо їх можна зробити дуже компактними.

Із загальною будовою і принципом дії машини постійного струму ти докладніше ознайомишся й дослідиш їх у наступному досліді.

У цьому досліді ти знову візьмешся за принцип дії електродвигуна.

Для цього ти збереш електродвигун із:

1. електромагнітом як ротором і постійним магнітом як статором.
2. постійним магнітом як ротором і електромагнітом як статором.

Схема будови електродвигуна (ротор: електромагніт, статор: постійний магніт)

Дослід 1, частина 1:

• Збери електродвигун так, як показано на рисунку поруч.
• Простеж, щоб на початку котушка стояла вертикально.
• Увімкни струм напругою близько і спостерігай за поведінкою ротора.

Дослід 1, частина 2:

• Зміни полярність на джерелі напруги і повтори дослід. Спостерігай при цьому, чи змінюється щось у поведінці ротора.

Схема будови електродвигуна (ротор: постійний магніт, статор: електромагніт)

Дослід 2, частина 1:

• Тепер зміни установку відповідно до рисунка поруч так, щоб електродвигун мав електромагніт як статор і постійний магніт як ротор. Тут на початку вертикально має стояти стрижневий магніт!
• Що відбувається тепер, коли ти вмикаєш струм? За потреби доведеться злегка підкрутити ротор.

Дослід 2, частина 2:

• Зміни полярність на джерелі напруги і повтори дослід. Знову спостерігай, чи змінюється щось у поведінці ротора.

Схема будови електродвигуна (ротор: електромагніт, статор: постійний магніт)