6、課本圖16-5,制作一臺簡易電動機(jī)。
⑴要使它能連續(xù)轉(zhuǎn)動,關(guān)鍵是通電線圈兩端引出線的制作,你是如何制作的?
⑵改變線圈中的電流方向,轉(zhuǎn)動情況有什么變化?
⑶對于它為什么能轉(zhuǎn)動,你的猜想是什么?
[課外空間]
電動機(jī)
電動機(jī)分直流和交流兩大類。后者又分異步電動機(jī)和同步電動機(jī)兩種。異步電動機(jī)的定子鐵芯由許多硅鋼片相互絕緣疊壓成筒形結(jié)構(gòu),內(nèi)表面有凹槽,定子線圈繞組就放在這些槽里。轉(zhuǎn)子也用硅鋼片疊壓而成,固定在機(jī)軸上。若異步電動機(jī)的定子線圈通過交流電,就形成旋轉(zhuǎn)磁場。處在磁場里的轉(zhuǎn)子產(chǎn)生感應(yīng)電流與磁場相互作用,使轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。其轉(zhuǎn)速總是小于旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速,故名異步電動機(jī)。同步電動機(jī)的定子與異步電動機(jī)相同,轉(zhuǎn)子線圈通電時產(chǎn)生固定磁場,定子的旋轉(zhuǎn)磁場以一定轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn),吸引轉(zhuǎn)子和它同步旋轉(zhuǎn)。直流電動機(jī)與直流發(fā)電機(jī)完全相同,可以互用。其定子產(chǎn)生固定磁場,轉(zhuǎn)子通過換向器使線圈在各個位置上有固定的電流方向。通電的轉(zhuǎn)子線圈在定子的磁場作用下磁轉(zhuǎn)。直流電動機(jī)按激磁方式(磁極的激磁繞組與電樞繞組的連接方式)的不同可分為他激、并激、串激和復(fù)激等幾種。
凡容量在100kW以下沒有特殊要求的機(jī)械可都用某種異步電動機(jī)。對起動力較大而調(diào)速范圍不大的設(shè)備(如吊車、絞車和升降機(jī)等)宜用同步電動機(jī)。直流電動機(jī)的主要特點(diǎn)是起動力矩較大并可在較大范圍內(nèi)連續(xù)調(diào)速,適合于某些刨床、銑床和軋鋼機(jī)的控制設(shè)備,以及汽車、電氣火車和市內(nèi)電車等。按電動機(jī)的結(jié)構(gòu)型式有防護(hù)式和封閉式等。防護(hù)式電動機(jī)用保護(hù)罩隱蔽通風(fēng)孔,防止鐵屑和雨水等進(jìn)入內(nèi)部;封閉式電動機(jī)沒有通風(fēng)孔,靠電動機(jī)自身表面散熱,灰塵和水氣不能進(jìn)入內(nèi)部,特別適用于工地、鍋爐房、化工廠等灰塵、潮氣和腐蝕性氣體較多的地方。
拖“辮子”的電動機(jī)
在地殼與大氣層的電離之間,竟存在著有3×105V電位差的大氣電場,這大氣電場雖然很高,但由于空氣的電導(dǎo)很小,產(chǎn)生的電流非常微小。
大氣電場雖然早被發(fā)現(xiàn),但一直無法利用。人們發(fā)現(xiàn)了一種能長久保持帶電狀態(tài)的物質(zhì)--駐極體以后,有人利用它的開縫效應(yīng)制成一種新型電動機(jī)。這種電動機(jī)需要高電壓(幾千伏以上)和低電流(幾毫安、甚至幾微安)的電源才能工作,而大氣電場恰好具備這些特點(diǎn)。于是一臺既不用直流,又不用交流的特殊電動機(jī)在美國西弗吉尼亞大學(xué)問世了,它被稱為“大氣電場電動機(jī)”。
這臺電動機(jī)拖著兩根長長的“辮子”,一根與該大學(xué)一幢11層的大樓上的天線相接,另一根與地線相接。這樣可從大氣電場里獲得上千伏的電壓和1UA的電流,電動機(jī)每分鐘可轉(zhuǎn)幾百次。大氣電場電動機(jī)由三個圓盤組成,上、下兩個圓盤用鋁箔和云母膠合而成,并在鋁箔中間開一道細(xì)縫,細(xì)縫兩邊的電極分別加上不同極性的電壓時,中間的駐極體就會受到一個與兩個電極平行的作用力,于是轉(zhuǎn)動起來。電機(jī)的轉(zhuǎn)軸是一根有機(jī)玻璃棒,兩端用寶石軸承支持著。
目前,大氣電場電動機(jī)的最大功率已超過100W,但如用作動力裝置尚有一定距離。如果將來能設(shè)計出一種能獲得較大電流的天線,使更大功率的大氣電場電動機(jī)轉(zhuǎn)動,那么,人類就能從大氣電場這個天然發(fā)電廠里取得廉價電力了。
5、為了探究通電線圈受力轉(zhuǎn)動的具體情況,需要對電動機(jī)的部件進(jìn)行合理的簡化,簡化的情況是:電動機(jī)轉(zhuǎn)子上的線圈組
一個線圈中的一段導(dǎo)線。
[拓展提高]
4、電動機(jī)模型正確安裝后,接通電源,線圈中有電流時,電動機(jī)不轉(zhuǎn),不可能造成這一現(xiàn)象的原因是( )
A、受的摩擦力太大 B、電源的正負(fù)極接反了
C、電源電壓太低 D、磁體的磁性太弱
3、拆開實(shí)際的電動機(jī)后發(fā)現(xiàn),它的內(nèi)部結(jié)構(gòu)由裝有 的定子和嵌有 的轉(zhuǎn)子組成。拆開模型電動機(jī)后發(fā)現(xiàn),它的內(nèi)部主要由 和 組成?梢,電動機(jī)的兩個最主要的部件是 和 。
2、 讓電動機(jī)轉(zhuǎn)起來的活動中:
(1)把電源、開關(guān)、電動機(jī)用導(dǎo)線連接起來組成一個電路,畫出你的電路圖。
(2)閉合開關(guān),發(fā)現(xiàn)電動機(jī)不轉(zhuǎn),不轉(zhuǎn)的原因可能是 。為了使其轉(zhuǎn)動,你進(jìn)行的操作是 。
(3)與其他同學(xué)交流,你們的電動機(jī)轉(zhuǎn)動的方向是否完全一致?探討一下讓電動機(jī)轉(zhuǎn)動的方向一致有哪些方法?
(4)將你的電源正負(fù)極對調(diào)后,電動機(jī)轉(zhuǎn)動方向是否改變?
1、 下列家用電器中沒有電動機(jī)的是:( )
A 、洗衣機(jī) B、電風(fēng)扇 C、電飯鍋 D、電冰箱
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