Toyota-navi.ru

АвтоКлуб Toyota
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Что такое электрический двигатель по физике 8 класс

Чтобы получить доступ к этому и другим видеоурокам комплекта, вам нужно добавить его в личный кабинет, приобрев в каталоге.

Получите невероятные возможности

Конспект урока «Действие магнитного поля на проводник с током. Электрический двигатель»

Когда мы только начинали знакомиться с силой тока, мы упоминали, что проводники с током действуют друг на друга. Опираясь именно на силу такого взаимодействия, и была определена сила тока в один ампер. Тогда мы не сказали, чем вызвано притяжение или отталкивание двух проводников. Теперь, пользуясь нашими новыми знаниями, мы с уверенностью можем сказать: проводники взаимодействовали с помощью магнитных полей. Как мы помним, магнитное поле возникает вокруг любого проводника, по которому течет ток. И мы также выясняли, что магнитное поле действует на проводник с током.

Если подвесить проводник на гибких проводах в магнитном поле, а потом пропустить по нему ток, то он отклонится в ту или иную сторону в зависимости от направления тока.

Или же, можно оставить направление тока неизменным, но изменить положение полюсов магнита. Мы знаем, что ток двигается от плюса к минусу. На рисунке показан дуговой магнит, между полюсами которого, конечно же, существует магнитное поле.

Как только мы пустим по проводнику ток, он сместится влево. То есть, магнитное поле проводника будет притягиваться с полем магнита. Если же мы поменяем направление тока, то проводник, наоборот отклонится вправо. Если теперь поменять полюса магнита, то проводник снова отклонится влево. И, наконец, если сейчас снова поменять направление тока, то проводник снова отклонится вправо. Опять же, обратите внимание на симметрию: изменение направления тока на противоположное даёт тот же эффект, что и поменять местами полюса магнита. Но простое отклонение проводника в магнитном поле используется значительно меньше, чем вращение. Итак, давайте рассмотрим, как можно заставить проводник с током вращаться в магнитном поле. На рисунке вы видите рамку, закреплённую между полюсами магнита.

К металлическим пластинам подсоединены положительный и отрицательный полюса источника тока. На рамку намотана проволока с изоляцией. Концами проволока присоединена к полукольцам. Обратите внимание, что по противолежащим сторонам рамки ток идет в противоположных направлениях. Поэтому, обе стороны рамки будут перемещаться в противоположном направлении. Это приведёт к вращению всей рамки. И тут возникает проблема: как только рамка повернётся на 90 о , обе её стороны окажутся ближе к противоположным полюсам, и рамка начнёт поворачиваться обратно. Как раз, чтобы этого не произошло, нам и нужны полукольца. Дело в том, полукольца поворачиваются вместе с рамкой. Как только рамка повернётся на 90 о , каждое полукольцо прижмется к противоположному контакту. Тогда направления токов в обеих частях рамки поменяются на противоположные, и рамка снова повернётся в ту же сторону. Так будет происходить снова и снова, в результате чего, рамка будет вращаться в одном направлении.

Возможность такого вращения невольно наталкивает на мысль о создании двигателя. Ведь, если к такой рамке прикрепить, скажем, стержень, и насадить на него колесо, то колесо будет вращаться. Двигатель подобного типа действительно существует и называется электродвигателем. Рассмотрим устройство электродвигателя. Совсем недавно мы познакомились с электромагнитом: это катушка с током с железным сердечником внутри. С помощью электромагнита создается магнитное поле, в котором вращается другая катушка с током.

Эта катушка состоит из железного цилиндра и проволоки, уложенной в прорези в этом цилиндре. Железный цилиндр нужен для ещё большего усиления магнитного поля. Эта часть называется якорем двигателя или ротором. У любого двигателя есть ротор (вращающаяся часть) и статор (неподвижная часть). Так вот, в нашем случае, статор — это полюса магнита, а ротор — это железный цилиндр. К пластинам, с помощью которых меняется направление тока, подключают скользящие контакты. Таким образом, двигатель может вращать присоединённый к нему стержень (который называется валом).

Первый электродвигатель был изобретён Борисом Якоби в 1837 году.

Конечно же, он был очень слабым (его мощность составляла всего 15 Вт), но Император Николай I выделил некоторые средства на улучшение двигателя. Уже в 1838 году Якоби сделал электродвигатель мощностью 600 Вт. Он и ещё одиннадцать пассажиров прокатились на катере по Неве, вызвав бурю удивления: ведь никто не греб веслами. Кстати, среди пассажиров был известный нам физик Эмилий Ленц. Очень скоро новость о практическом применении электродвигателя разлетелась по всему миру.

В наше время электродвигатели очень широко используются. Например, катера, экскаваторы, электропоезда и трамваи ездят на электродвигателях.

У электродвигателей есть существенные преимущества перед тепловыми. Электродвигатели не такие громоздкие, им не нужно топливо и они экологически чистые, поскольку не имеют отходов. Но самое главное, что коэффициент полезного действия электродвигателей достигает 98%. Никакие другие двигатели не способны достичь такого высокого КПД.

Надо сказать, что автомобиль с электродвигателем (то есть электромобиль) был изобретен раньше, чем автомобиль с двигателем внутреннего сгорания. Самый первый электромобиль был построен ещё в 1841 году, но выглядел он как электромотор с тележкой.

Читать еще:  Через какое время производиться замена масла в двигателе

Нечто отдалённо напоминающее автомобиль построили уже ближе к концу девятнадцатого века. А в 1899 году Камиль Женатци впервые превысил скорость 100 км/ч, разогнавшись почти до 106 км/ч.

В качестве источника тока использовался аккумулятор Бари, который включал в себя 36 вольтовых столбов. Напомним, что вольтов столб — это источник химического тока. Мощность этого электромобиля составила 4 л. с., что, конечно, смешно по нынешним меркам.

После изобретения двигателя внутреннего сгорания, интерес к электромобилям надолго пропал, но вернулся в 60 годы 20 века, из-за проблем с экологией. В самом конце двадцатого столетия, компания Дженерал Моторс, выпустила автомобиль EV1.

Этот автомобиль был абсолютно экологически чистым, поскольку полностью ездил на электродвигателях. EV1 разгонялся до 96 км/ч за 9 секунд и имел принудительное ограничение скорости 129 км/ч. Единственным недостатком электромобиля было то, что без подзарядки он мог проехать от девяноста до двух сот сорока километров. Несмотря на это, в 2003 году все электромобили были изъяты и уничтожены. Это произошло только из-за того, что владельцы нефтяных вышек испугались за свой бизнес и попросту заставили закрыть программу.

Несмотря на это, в 2009 году была выпущена новая модель электромобиля «Tesla Model S», которая может проехать без подзарядки более 400 км, а по скорости ничем не уступает обычному автомобилю.

Если программу снова не закроют, то, скорее всего, такие электромобили станут заменой обычным автомобилям.

И в завершении мы познакомимся с тем, как изготовить простейший электродвигатель. Это не сложно: достаточно к полюсам батарейки подсоединить две обычных скрепки. Потом скрутить тонкую проволоку, и подсоединить к скрепкам так, как показано на рисунке.

На батарейку поставьте магнит. Если вы дадите начальный толчок проволоке, то она начнёт вращаться. Конечно, этот двигатель имеет очень маленькую мощность, но по принципу действия мало отличается от настоящих электродвигателей.

Презентация по физике на тему «Электродвигатель» (8 класс)

Описание презентации по отдельным слайдам:

Электродвигатель Физика. 8 класс

Двигатель – устройство, преобразующее различные виды энергии в механическую энергию. 1 2 3 4 5 Назовите двигатели, какой вид энергии они преобразуют?

Электродвигатель преобразует электрическую энергию в механическую. Так выглядят электродвигатели

Как работает электродвигатель? Какая сила вращает его вал? Опыт Эрстеда показывает: причина поворота магнитной стрелки — ток в проводнике! Опыт Эрстеда

Как работает электродвигатель? Какая сила вращает его вал? В этом опыте проводник АВ находится в магнитном поле. Через проводник пропускаем ток (указан красными стрелками). На проводник подействует сила, смещающая проводник влево. (Сила Ампера, правило левой руки). На проводник с током, находящийся в магнитном поле, действует сила!

Как работает электродвигатель? Какая сила вращает его вал? Поместим медную рамку АВСD, которая может вращаться, в магнитное поле постоянного магнита (3) . К рамке подведем ток от источника, замкнув ключ, через контакты (1), называемые щётками, прижимающимися к двум полукольцам (2), называемыми коллектором . Контакт скользящий. См. рисунок.

Как работает электродвигатель? Какая сила вращает его вал? При прохождении тока через рамку (направление тока указано красными стрелками) на стороны АВ и CD будет действовать пара сил, поворачивающих рамку. Первоначальный толчок позволит рамке повернуться на пол-оборота по часовой стрелке, стороны и полукольца поменяются местами, далее процесс повторится много раз. Перед Вами простейший электродвигатель!

Как работает электродвигатель? Какая сила вращает его вал? Полукольца коллектора припаяны к концам рамки и вращаются вместе с нею. Щётки неподвижны и прижимаются к полукольцам коллектора. (Анимация скрывает данный процесс).

Если рамка будет состоять из множества витков, то сила Ампера во столько же раз увеличиться! Если рамку намотать на железный сердечник, то сила Ампера многократно увеличиться! Если взять не одну рамку, а несколько, намотав их на железный сердечник, то двигатель увеличит свою мощность. Рамки с сердечником образуют якорь электродвигателя. У мощных электродвигателей используется не постоянный магнит, а электромагнит в стальном корпусе, называемый статором электродвигателя.

Один из первых в мире электрических двигателей был изобретён русским учёным Борисом Семёновичем Якоби в 1834 году. Электрические двигатели обладают рядом преимуществ: При одинаковой мощности они имеют меньшие размеры, чем тепловые. При работе они не выделяют газов, дыма и пара. Им не нужен запас топлива и воды. КПД электродвигателей достигает 98 %

Применение электродвигателей В быту: В каких бытовых приборах ещё?

Применение электродвигателей На транспорте:

Применение электродвигателей В промышленности

Курс повышения квалификации

Дистанционное обучение как современный формат преподавания

Курс профессиональной переподготовки

Физика: теория и методика преподавания в образовательной организации

Курс повышения квалификации

ЕГЭ по физике: методика решения задач

Онлайн-конференция для учителей, репетиторов и родителей

Формирование математических способностей у детей с разными образовательными потребностями с помощью ментальной арифметики и других современных методик

Международная дистанционная олимпиада Осень 2021

  • Все материалы
  • Статьи
  • Научные работы
  • Видеоуроки
  • Презентации
  • Конспекты
  • Тесты
  • Рабочие программы
  • Другие методич. материалы
Читать еще:  Что важнее объем двигателя и количество лошадиных сил

Презентация используется для самостоятельного изучения темы «Электродвигатель» в 8 классе. В презентации использованы гиф-анимации, созданные автором презентации. В качестве исходных рисунков использованы сканированные рисунки из учебника Физика-8. Соблюдается последовательность в изучении материала. В работе раскрыты: принцип действия электродвигателя, его устройство и применение.

  • Баранов Евгений ВениаминовичНаписать 2644 25.08.2019

Номер материала: ДБ-673053

  • Физика
  • 8 класс
  • Презентации
    23.08.2019 65
    23.08.2019 702
    20.04.2019 156
    16.04.2019 353
    09.04.2019 743
    06.02.2019 1084
    17.07.2018 134
    14.06.2018 286

Не нашли то что искали?

Вам будут интересны эти курсы:

Оставьте свой комментарий

Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.

Путин поручил отказаться от третьих смен в школах к 2024 году

Время чтения: 0 минут

Студент устроил стрельбу в Пермском государственном университете

Время чтения: 1 минута

В «Орленке» пройдет первый Всероссийский юношеский педагогический форум

Время чтения: 3 минуты

В Рособрнадзоре спрогнозировали последствия полного отказа от ЕГЭ

Время чтения: 1 минута

В пяти регионах России протестируют новую систему оплаты труда педагогов

Время чтения: 2 минуты

Преподаватель пермского вуза продолжал вести лекцию при нападении

Время чтения: 2 минуты

Подарочные сертификаты

Ответственность за разрешение любых спорных моментов, касающихся самих материалов и их содержания, берут на себя пользователи, разместившие материал на сайте. Однако администрация сайта готова оказать всяческую поддержку в решении любых вопросов, связанных с работой и содержанием сайта. Если Вы заметили, что на данном сайте незаконно используются материалы, сообщите об этом администрации сайта через форму обратной связи.

Все материалы, размещенные на сайте, созданы авторами сайта либо размещены пользователями сайта и представлены на сайте исключительно для ознакомления. Авторские права на материалы принадлежат их законным авторам. Частичное или полное копирование материалов сайта без письменного разрешения администрации сайта запрещено! Мнение администрации может не совпадать с точкой зрения авторов.

Попытки практического использования

Эдвард Сомерсет показал паровое устройство для подъёма воды на высокие строения, но проект не получил финансирования и был отложен. Француз Дени Папен проводил опыты по отводу воздуха из цилиндра посредством взрыва пороха и сделал вывод, что вакуум создается в процессе парообразования. Для автоматизации процесса он использовал постоянно нагреваемый котел с водой. Это стало его изобретением. Также ученый создал предохранительный клапан.

Научный прогресс неизбежно следует за осознанием необходимости перемен. В Англии такая срочная нужда как раз назревала, так как угледобывающая промышленность страны оказывалась невыгодной из-за огромной стоимости откачки воды из рудников. Просто необходимо было придумать способ решить эту проблему, заменив силу лошадей на более рациональное решение.

Военный инженер Томас Севери создал первый паровой агрегат, откачивающий воду из рудников. Он получил патент на свою так называемую «огненную машину» в 1698 году. В машине Севери, как и у Герона, использовались избыточное давление пара и вакуум, возникающий при конденсации. Также он сконструировал устройство для пожаротушения, но и оно продержалось недолго — его признали опасным. Главным минусом было то, что от высокого давления резервуар с жидкостью мог взорваться, именно это отпугивало людей от нововведений.

Однако настоящий переворот произвели поршневые паровые механизмы. Томас Ньюкомен, выходец из народа, кузнец по профессии, инженер-самоучка, изучил достоинства и недостатки машин Севери, когда устанавливал их на рудниках. В 1712 году он изобрел приспособление на базе двигателя Севери для откачки воды из глубоких шахт, которое можно назвать поршневым атмосферным двигателем. Оно было популярно и пользовалось успехом, так как проблема с затоплением шахт требовала решения. Недостаток таких машин заключался в их громадных размерах и ничтожном КПД.

Оливер Эванс и Ричард Тревитик в своих конструкциях использовали пар, который подавался с повышенным давлением — это значительно увеличило мощность и эффективность, но повысило число случаев взрыва котла. В связи с этим было принято решение об использовании предохранительного клапана Дени Папена, чтобы понижать чрезмерно высокое давление пара.

Интересует тема «Электродвигатели и их применение»? Лучшая презентация на эту тему представлена здесь! Средняя оценка: 4.0 балла из 5. Также представлены другие презентации по физике . Скачивайте бесплатно.

Электродвигатели и их применение Гаспарян Ваге 8-Б класс,лицей им. Б.П.Хашдеу Кишинэу,2015

Электрический двигатель -это (электромеханический преобразователь), в которой электрическая энергия преобразуется в механическую, побочным эффектом при этом является выделение тепла.

Электродвигатели а)Постоянного тока Электрические двигатели переменного тока применяют для привода рабочих машин различного назначения (насосы,станки) не требующих регулирования частоты вращения. б)Переменного тока Наиболее распространены электрические двигатели переменного тока. Они просты по устройству, неприхотливы в эксплуатации. Основной недостаток — практически не регулируемая частота вращения.

а)Двигатель постоянного тока Классификация двигателей постоянного тока Коллекторные двигатели постоянного тока. Разновидности: а) С возбуждением постоянными магнитами б)С параллельным соединением обмоток возбуждения и якоря в) С последовательным соединением обмоток возбуждения и якоря г)Со смешанным соединением обмоток возбуждения и якоря 2) Бесколлекторные двигатели

б)Двигатели переменного тока 1)Синхронный электродвига-тель его ротор которого вращается синхронно с магнитным полем 2) Асинхронный электродвигатель — в нём частота вращения ротора отличается от частоты вращающего магнитного поля 3) Однофазные — запускаются вручную, или имеют фазосдвигающую цепь

Читать еще:  Что если в птс не указана мощность двигателя

9) Универсальный коллекторный двигатель (УКД) — коллекторный электродвигатель, который может работать ина постоянном токе и на переменном токе. 6) Многофазные 7) Шаговые двигатели-двигатели,которые имеют конечное число положений ротора 5)Трёхфазные 8)Вентильные двигатели-это двигатели, выполненные в виде замкнутой системы с использованием датчика положения ротора (ДПР) 4) Двухфазные

Применение а) ДПТ-используются в электрическом транспорте (метро, троллейбус, трамвай, пригородные электрические железные дороги, электровозы), так и в подъемных устройствах (электрические подъемные краны).Также ДПТ широко применяются в бытовой технике(электродрель,пылесос и др.)

б)Двигатели переменного тока-имеют большое значения для удовлетворения потребностей промышленного производства. Используются в качестве двигателей в крупных установках, таких, как привод поршневых компрессоров, воздуховодов, гидравлических насосов и др ДПТ также применяются в промышленности, например, для приводов крановых установок, а также различных грузовых лебедок и других устройств, необходимых в производстве.

История Принцип преобразования электрической энергии в механическую энергию электромагнитным полем был продемонстрирован британским учёным Майклом Фарадеем в 1821.

Выводы Сегодня мы узнали что такое электродви-гатель,какие есть виды электродвига-телей,где и как он применяется,а также кто создал первый электродвигатель.

Расчет электрических цепей

Рассчитать цепь – значит найти все токи в ней. Существуют разные методы расчета электрических цепей: законы Кирхгофа, метод контурных токов, метод узловых потенциалов и другие. Рассмотрим применение метода контурных токов на примере конкретной цепи.

Сначала выделим контуры и обозначим ток в них. Направление тока можно выбирать произвольно. В нашем случае – по часовой стрелке. Затем для каждого контура составим уравнения по 2 закону Кирхгофа. Уравнения составляются так: Ток контура умножается на сопротивление контура, к полученному выражению добавляются произведения тока других контуров и общих сопротивлений этих контуров. Для нашей схемы:

Полученная система решается с подставкой исходных данных задачи. Токи в ветвях исходной цепи находим как алгебраическую сумму контурных токов

Какую бы цепь Вам ни понадобилось рассчитать, наши специалисты всегда помогут справится с заданиями. Мы найдем все токи по правилу Кирхгофа и решим любой пример на переходные процессы в электрических цепях. Получайте удовольствие от учебы вместе с нами!

Как тела электризуются?

В восемнадцатом веке американский ученый Франклин (1706-1790) высказал предположение, что электричество – это особая невесомая жидкость, столь тонкая, что она пропитывает все тела. Электризация же, по его мнению, основана на том, что электричество переплывает с одного тела на другое. Эта теория не нашла поддержки, так как правильность ее не удалось подтвердить на опытах.


Наэлектризованные волосы

Известно, что молекулы вещества состоят из более мелких частиц – атомов. Объяснить, почему тела электризуются, удалось лишь после изучения строения атомов. Оказалось, что атомы представляют сложную систему элементарных частиц:

  • электроны, имеющие отрицательный заряд, движутся вокруг ядра;
  • протоны с положительным зарядом находятся в ядре;
  • нейтроны, не имеющие заряда частицы, находятся в ядре.

Все эти мельчайшие частицы обладают элементарным зарядом. У протона заряд с плюсом, у нейтрона заряда нет, значит, ядро в сумме является положительно заряженным. В атоме электронов столько же, сколько и протонов. В результате атом в целом электрически нейтрален, то есть не имеет заряда.

В обычных условиях вещества, состоящие из таких атомов, тоже электрически нейтральны.

В результате трения часть электронов может переместиться с одного тела на другое. Это происходит на расстояниях, очень близких к межмолекулярным. Но, когда после трения тела разъединить, электроны, покинувшие свои атомы, оказываются на другом теле. Получается на одном теле не хватает электронов (недостаток), а на другом электронов стало больше (избыток). Там, где избыток, тело отрицательно заряжено. Там, где недостаток, тело заряжается положительно.

Задача 1. Поезд на скорости 54 км/ч развивает мощность 720 кВт. Нужно вычислить силу тяги силовых агрегатов. Решение: чтобы найти мощность, используется формула N=F x v. Если перевести скорость в единицу СИ, получится 15 м/с. Подставив данные в уравнение, определяется, что F равно 48 kН.

Задача 2. Масса транспортного средства соответствует 2200 кг. Машина, поднимаясь в гору под уклоном в 0,018, проходит расстояние 100 м. Скорость развивается до 32,4 км/ч, а коэффициент трения соответствует 0,04. Нужно определить среднюю мощность авто при движении. Решение: вычисляется средняя скорость — v/2. Чтобы определить силу тяги мотора, выполняется рисунок, на котором отображаются силы, воздействующие на машину:

  • тяжесть — mg;
  • реакция опоры — N;
  • трение — Ftr;
  • тяга — F.

Первая величина вычисляется по второму закону Ньютона: mg+N+Ftr+F=ma. Для ускорения используется уравнение a=v2/2S. Если подставить последние значение и воспользоваться cos, получится средняя мощность. Так как ускорение считается постоянной величиной и равно 9,8 м/с2, поэтому v= 9 м/с. Подставив данные в первую формулу, получится: N= 9,5 kBt.

При решении сложных задач по физике рекомендуется проверить соответствие предоставленных в условиях единиц измерения с международными стандартами. Если они отличаются, необходимости перевести данные с учётом СИ.

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector