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直流电动机的原理和基本构造

2020-8-23 19:25| 发布者: admin| 查看: 579| 评论: 0|原作者: 佚名|来自: 网络

摘要: 通电的线圈在磁场中可以转动,在这一过程中,电能转化成机械能.那么,怎样才能使线圈持续转动?怎样才能实际利用这一现象?一、直流电动机的原理 (一)基本原理 电动机是将电能转换为机械能的机器.用电池或电源 ...

通电的线圈在磁场中可以转动,在这一过程中,电能转化成机械能.那么,怎样才能使线圈持续转动?怎样才能实际利用这一现象?

一、直流电动机的原理

    (一)基本原理

电动机是将电能转换为机械能的机器.用电池或电源给电动机通电就会使轴开始旋转.有的电动机由直流电源(如电池)供电,有的电动机由交流电源供电.虽然电动机有多种设计方法,但原理是相同的.

有两个物理原理为电动机的运转奠定了基础.第一个原理是电磁感应定律,它是由英国科学家和发明家迈克尔·法拉第于1831年发现的.其内容是:如果导体穿过磁场,或改变穿过静止导电闭合回路的磁场强度,导体内将产生感应电流.第二个原理与此相对,指的是电磁的反作用,它是法国物理学家安德尔·玛利亚·安培于1820年观察到的.

所以,如果将带电导体(如一段铜线)放置在磁场中,它将受到力的作用.将导体缠绕许多圈,每一圈都位置适当且导体内有电流通过,这时,产生的力会使线圈旋转.线圈旋转时,电动机的轴也将随之旋转.

电动机由两个基本单元组成:一个是磁场,即缠绕着线圈的电磁铁;另一个是电枢,它是支持切割磁场并在电动机内输送励磁电流的导体的机构.

发电机,它们与电动机相反,是将动能转换为电能.

(二)动手制作“小小电动机”

1、线圈的制作

线圈的制作比较简单:用漆包线在火柴盒等模子上绕3-4圈,不必绕得太多.把两个引出端固定在线圈上,使两端


引线在一条直线上,如图1所示.用小刀刮去两端引线的漆皮时,注意一端全部刮掉(可以用砂纸打),另一端只刮去半周.这样线圈就做成了.

2、支架的制作支架的制作要点是:剪两段直径约lmm,长度约100mm的相同的铜丝,上端弯成Z字型,下端与导线相连并用图钉固定在硬纸板(或木板)上,与线圈相连的端点要大致保持在同一水平面上,如图2所示.

3、让线圈转动

把线圈放在支架上,磁铁放在线圈下方.调整磁铁位置,使磁铁与线圈尽量靠近,但又不能相互接触.给线圈通电并用手轻推,线圈就会不停地转下去.改变电流的方向或改变磁铁极性,线圈的转动方向就会改变.

4、思考

制作线圈用小刀刮去两端引线的漆皮时,注意一端全部刮掉(可以用砂纸打),另一端只刮去半周.为什么另一端只刮去半周?线圈为什么能够持续转动?对这一点可画图说明.

图3所示,线圈中有电流通过,上面的导线受到离开纸面向前的力,下面的导线受到进入纸面向里的力,线圈绕轴转动;当线圈转到未刮漆皮的半周时,线圈中没有电流,不受磁场力作用,线圈靠惯性继续转动,当转到刮掉漆皮一半时,线圈又受磁场力作用而转动.


二、直流电动机的基本构造

转子:在电动机里转动的部分叫做转子.
    定子:在电动机里固定不动的部分叫做定子.
    换向器:每当线圈刚转过平衡位置,换向器就能自动改变线圈中的电流方向.这样就改变了线圈的受力方向,使得线圈继续转动.

实际中的电动机,为了能够平稳、有效地工作,线圈有很多匝,而且嵌在圆柱形的铁芯上,组成转子;换向器也是由许多片组成.转子安装在定子中,定子由机壳和磁极组成,而且磁极用的是电磁铁.


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