Laboratoriumwerk dat een constante elektromotor bestudeert. We begrijpen de werkingsprincipes van elektromotoren: de voor- en nadelen van verschillende typen

Laboratorium werkt→ nummer 10

Studie van een DC-elektromotor (op een model).

Doel van het werk: Maak uzelf vertrouwd met de basisonderdelen van een gelijkstroom-elektromotor met behulp van een model van deze motor.

Dit is misschien wel het gemakkelijkste werk voor de cursus van groep 8. U hoeft alleen maar het motormodel op een stroombron aan te sluiten, te zien hoe het werkt en de namen van de belangrijkste onderdelen van de elektromotor te onthouden (anker, inductor, borstels, halve ringen, wikkeling, as).

De elektromotor die je leraar je aanbiedt, kan lijken op de motor die in de afbeelding wordt weergegeven, of kan er anders uitzien, omdat er veel opties zijn voor elektromotoren voor scholen. Dit is niet van fundamenteel belang, aangezien de leraar u waarschijnlijk in detail zal vertellen en u zal laten zien hoe u met het model moet omgaan.

Laten we de belangrijkste redenen opsommen waarom een goed aangesloten elektromotor niet werkt. Open circuit, gebrek aan contact van borstels met halve ringen, schade aan de ankerwikkeling. Als je in de eerste twee gevallen heel goed in staat bent om het zelf aan te pakken, als de wikkeling breekt, moet je contact opnemen met een leraar. Voordat u de motor aanzet, moet u ervoor zorgen dat het anker vrij kan draaien en dat niets hem hindert, anders zal de elektromotor bij het inschakelen een karakteristiek gezoem laten horen, maar niet roteren.

Om presentatievoorbeelden te gebruiken, maakt u een Google-account aan en logt u daarop in: https://accounts.google.com

Onderschriften van dia's:

Bepaal op de afbeeldingen de richting van de Ampèrekracht, de richting van de stroom in de geleider, de richting van de magnetische veldlijnen en de polen van de magneet. N S F = 0 Laten we het onthouden.

Laboratoriumwerk nr. 11 Studie van een gelijkstroom-elektromotor (op model). Doel van het werk: kennis maken met een model van een DC-elektromotor met zijn structuur en werking. Uitrusting en materialen: model elektromotor, laboratoriumvoeding, sleutel, aansluitdraden.

Veiligheidsvoorschriften. Er mogen geen vreemde voorwerpen op tafel liggen. Aandacht! Elektriciteit! De isolatie van de geleiders mag niet beschadigd raken. Zet het circuit niet aan zonder toestemming van de leraar. Raak de draaiende delen van de elektromotor niet met uw handen aan. Lang haar moet worden verwijderd, zodat het niet verstrikt raakt in de draaiende delen van de motor. Na voltooiing van de werkzaamheden brengt u de werkplek op orde, opent u het circuit en demonteert u deze.

De volgorde van werken. 1. Beschouw het model van de elektromotor. Geef de belangrijkste onderdelen ervan aan in figuur 1. 1 2 3 Afb.1 4 5 1 - ______________________________ 2 - ______________________________ 3 - ______________________________ 4 - ______________________________ 5 - ____________________________________________

2. Monteer een elektrisch circuit bestaande uit een stroombron, een elektromotormodel, een sleutel, en verbind alles in serie. Teken een diagram van de schakeling.

3. Draai de motor. Als de motor niet werkt, zoek dan de redenen op en elimineer deze. 4. Verander de richting van de stroom in het circuit. Observeer de rotatie van het bewegende deel van de elektromotor. 5. Trek een conclusie.

Literatuur: 1. Natuurkunde. Groep 8: studies. voor algemeen vormend onderwijs instellingen/A.V. Peryshkin., afgerond. Natuurkunde. Groep 8: studies. Voor algemeen vormend onderwijs instellingen / N.S. Purysheva, N.E. Vazheevskaya. 3. Laboratoriumwerk en testopdrachten in de natuurkunde: notitieboekje voor leerlingen van groep 8 - Saratov: Lyceum, 2009. 4. Notitieboekje voor laboratoriumwerk. Sarahman I.D. Gemeentelijke onderwijsinstelling middelbare school nr. 8 in Mozdoka, Noord-Ossetië-Alania. 5. Laboratoriumwerk op school en thuis: mechanica / V.F. Shilov.-M.: Education, 2007. 6. Verzameling van problemen in de natuurkunde. Groepen 7-9: een handleiding voor studenten van het algemeen vormend onderwijs. instellingen / V.I. Ivanova.-24e ed.-M.: Onderwijs, 2010.

Voorbeeld:

Laboratoriumwerk nr. 11

(op model)

Doel van het werk

Apparaten en materialen

Voortgang.

Laboratoriumwerk nr. 11

DC-elektromotor bestuderen

(op model)

Doel van het werk : maak kennis met een model van een DC-elektromotor met zijn structuur en werking.

Apparaten en materialen: model elektromotor, laboratoriumvoeding, sleutel, aansluitdraden.

Veiligheidsvoorschriften.

Er mogen geen vreemde voorwerpen op tafel liggen. Aandacht! Elektriciteit! De isolatie van de geleiders mag niet beschadigd raken. Zet het circuit niet aan zonder toestemming van de leraar. Raak de draaiende delen van de elektromotor niet met uw handen aan.

Oefen taken en vragen

1. Op welk natuurkundig fenomeen is de werking van een elektromotor gebaseerd?

2.Wat zijn de voordelen van elektromotoren ten opzichte van thermische motoren?

3. Waar worden DC-elektromotoren gebruikt?

Voortgang.

1. Beschouw het model van de elektromotor. Geef de belangrijkste onderdelen ervan aan in figuur 1.

2. Monteer een elektrisch circuit bestaande uit een stroombron, een elektromotormodel, een sleutel, en verbind alles in serie. Teken een diagram van de schakeling.

Figuur 1

Een conclusie trekken.

3. Draai de motor. Als de motor niet werkt, zoek dan de redenen op en elimineer deze.

4. Verander de richting van de stroom in het circuit. Observeer de rotatie van het bewegende deel van de elektromotor.

Figuur 1

Conditie van de taak: Laboratoriumwerk nr. 10. Studie van een elektrische gelijkstroommotor (op model).

Probleem van
Natuurkundeleerboek, 8e leerjaar, A.V. Peryshkin, N.A. Rodina
voor 1998
Online natuurkundewerkboek
voor groep 8
Laboratorium werkt
- nummer
10

Studie van een gelijkstroom-elektromotor (op een model).

Doel van het werk: Vertrouwd raken met de belangrijkste onderdelen van een elektrische gelijkstroommotor aan de hand van een model van deze motor.

Weet je niet hoe je het moet oplossen? Kunt u helpen met een oplossing? Kom binnen en vraag het.

←Laboratoriumwerk nr. 9. Het assembleren van een elektromagneet en het testen van de werking ervan. Laboratoriumwerk nr. 11. Het verkrijgen van een beeld met behulp van een lens.-

bestudeer het apparaat, het werkingsprincipe, de kenmerken van een DC-elektromotor;

praktische vaardigheden verwerven bij het starten, bedienen en stoppen van een DC-elektromotor;

Onderzoek experimenteel theoretische informatie over de kenmerken van een gelijkstroommotor.

Fundamentele theoretische principes

Een DC-elektromotor is een elektrische machine die is ontworpen om elektrische energie om te zetten in mechanische energie.

Het ontwerp van een DC-elektromotor verschilt niet van een DC-generator. Deze omstandigheid maakt gelijkstroom-elektrische machines omkeerbaar, dat wil zeggen dat ze zowel in generator- als motormodus kunnen worden gebruikt. Structureel heeft een DC-elektromotor vaste en bewegende elementen, die worden getoond in Fig. 1.

Het vaste deel - stator 1 (frame) is gemaakt van gietstaal, bestaat uit 2 hoofd- en 3 extra polen met 4 veldwikkelingen en 5 en een borsteltraverse met borstels. De stator vervult de functie van een magnetisch circuit. Met behulp van de hoofdpolen wordt een magnetisch veld gecreëerd dat constant is in de tijd en bewegingloos in de ruimte. Extra palen worden tussen de hoofdpolen geplaatst en verbeteren de schakelomstandigheden.

Het bewegende deel van de DC-elektromotor is de rotor 6 (anker), die op een roterende as is geplaatst. Het anker speelt ook de rol van een magnetisch circuit. Het is gemaakt van dunne, elektrisch van elkaar geïsoleerde, dunne platen elektrisch staal met een hoog siliciumgehalte, waardoor vermogensverliezen worden verminderd. Wikkelingen 7 worden in de groeven van het anker gedrukt, waarvan de aansluitingen zijn verbonden met de collectorplaten 8, die zich op dezelfde elektromotoras bevinden (zie figuur 1).

Laten we eens kijken naar het werkingsprincipe van een DC-elektromotor. Het aansluiten van een gelijkspanning op de klemmen van een elektrische machine veroorzaakt het gelijktijdig optreden van stroom in de veld- (stator) wikkelingen en in de ankerwikkelingen (Fig. 2). Als resultaat van de interactie van de ankerstroom met de magnetische flux gecreëerd door de veldwikkeling, ontstaat er een kracht in de stator F, bepaald door de wet van Ampere . De richting van deze kracht wordt bepaald door de linkerhandregel (Fig. 2), volgens welke deze loodrecht op zowel de stroom als de stroom is gericht. i(in de ankerwikkeling) en op de magnetische inductievector IN(gecreëerd door de bekrachtigingswikkeling). Als gevolg hiervan werken een paar krachten op de rotor (Fig. 2). De kracht werkt op het bovenste deel van de rotor aan de rechterkant, op het onderste deel - aan de linkerkant. Dit paar krachten creëert een koppel, onder invloed waarvan het anker wordt geroteerd. De grootte van het resulterende elektromagnetische moment blijkt gelijk te zijn aan

M = C M I I F,

Waar Met m - coëfficiënt afhankelijk van het ontwerp van de ankerwikkeling en het aantal polen van de elektromotor; F- magnetische flux van één paar hoofdpolen van de elektromotor; I I - motorankerstroom. Zoals volgt uit afb. 2 gaat de rotatie van de ankerwikkelingen gepaard met een gelijktijdige verandering in polariteit op de collectorplaten. De richting van de stroom in de windingen van de ankerwikkeling verandert in het tegenovergestelde, maar de magnetische flux van de veldwikkelingen behoudt dezelfde richting, wat de constante richting van de krachten bepaalt F, en dus het koppel.

Rotatie van het anker in een magnetisch veld leidt tot het verschijnen van een EMF in zijn wikkeling, waarvan de richting wordt bepaald door de rechterhandregel. Als gevolg hiervan is voor degene getoond in Fig. Bij configuraties van velden en krachten in de ankerwikkeling zal er een geïnduceerde stroom ontstaan, gericht tegengesteld aan de hoofdstroom. Daarom wordt de resulterende EMF teruggeroepen tot EMF. De waarde ervan is gelijk

E = Met e nФ,

Waar N- rotatiesnelheid van het anker van de elektromotor; Met e is een coëfficiënt afhankelijk van de structurele elementen van de machine. Deze EMF verslechtert de prestaties van de elektromotor.

De stroom in het anker creëert een magnetisch veld dat het magnetische veld van de hoofdpolen (stator) beïnvloedt, wat de ankerreactie wordt genoemd. Wanneer de machine stationair draait, wordt het magnetische veld alleen door de hoofdpolen gecreëerd. Dit veld is symmetrisch rond de assen van deze polen en coaxiaal daarmee. Wanneer een belasting op de motor wordt aangesloten, ontstaat er door de stroom een magnetisch veld in de ankerwikkeling: het ankerveld. De as van dit veld staat loodrecht op de as van de hoofdpolen. Omdat wanneer het anker roteert, de stroomverdeling in de ankergeleiders onveranderd blijft, blijft het ankerveld bewegingloos in de ruimte. De optelling van dit veld met het veld van de hoofdpolen geeft het resulterende veld, dat over de hoek roteert  tegen de draairichting van het anker. Als gevolg hiervan neemt het koppel af, omdat sommige geleiders de zone van de pool met tegengestelde polariteit binnendringen en een remkoppel creëren. In dit geval vonken de borstels en brandt de commutator, en ontstaat er een longitudinaal demagnetiserend veld.

Om de invloed van de ankerreactie op de werking van de machine te verminderen, zijn er extra palen ingebouwd. De wikkelingen van dergelijke polen zijn in serie verbonden met de hoofdwikkeling van het anker, maar een verandering in de wikkelrichting daarin veroorzaakt het verschijnen van een magnetisch veld dat tegen het magnetische veld van het anker is gericht.

Om de draairichting van een DC-motor te veranderen, is het noodzakelijk om de polariteit van de spanning die aan het anker of de veldwikkeling wordt geleverd, te veranderen.

Afhankelijk van de wijze van inschakelen van de bekrachtigingswikkeling worden DC-elektromotoren met parallelle, serie- en gemengde bekrachtiging onderscheiden.

Voor motoren met parallelle bekrachtiging is de wikkeling ontworpen voor de volledige spanning van het voedingsnetwerk en parallel verbonden met het ankercircuit (Fig. 3).

Een in serie gewikkelde motor heeft een veldwikkeling die in serie is geschakeld met het anker, dus deze wikkeling is ontworpen om de volledige ankerstroom te transporteren (Fig. 4).

Motoren met gemengde bekrachtiging hebben twee wikkelingen, de ene is parallel geschakeld en de andere in serie met het anker (Fig. 5).

Rijst. 3 Afb. 4

Bij het starten van DC-elektromotoren (ongeacht de bekrachtigingsmethode) door directe aansluiting op het voedingsnetwerk ontstaan aanzienlijke startstromen, die tot uitval ervan kunnen leiden. Dit gebeurt als gevolg van het vrijkomen van een aanzienlijke hoeveelheid warmte in de ankerwikkeling en de daaropvolgende afbraak van de isolatie. Daarom worden DC-motoren gestart met behulp van speciale startapparaten. In de meeste gevallen wordt voor deze doeleinden het eenvoudigste startapparaat gebruikt: een startreostaat. Het proces van het starten van een gelijkstroommotor met een startweerstand wordt getoond aan de hand van het voorbeeld van een gelijkstroommotor met parallelle bekrachtiging.

Gebaseerd op de vergelijking opgesteld in overeenstemming met de tweede wet van Kirchhoff voor de linkerkant van het elektrische circuit (zie figuur 3), wordt de startweerstand volledig teruggetrokken ( R start = 0), ankerstroom

Waar U- spanning geleverd aan de elektromotor; R i is de weerstand van de ankerwikkeling.

Op het eerste moment van starten van de elektromotor, de rotatiesnelheid van het anker N= 0, daarom zal de tegen-elektromotorische kracht die wordt geïnduceerd in de ankerwikkeling, in overeenstemming met de eerder verkregen uitdrukking, ook gelijk zijn aan nul ( E= 0).

Ankerwikkelingsweerstand R I is een vrij kleine hoeveelheid. Om de mogelijk onaanvaardbaar hoge stroom in het ankercircuit tijdens het starten te beperken, wordt in serie met het anker een startweerstand (startweerstand) ingeschakeld, ongeacht de wijze van bekrachtiging van de motor R begin). In dit geval de startankerstroom

Reostaatweerstand starten R De start is berekend om alleen voor de starttijd te werken en wordt zo gekozen dat de startstroom van het anker van de elektromotor de toegestane waarde niet overschrijdt ( I ik, begin 2 I ik, nom). Terwijl de elektromotor versnelt, wordt de EMF geïnduceerd in de ankerwikkeling als gevolg van een toename van de rotatiefrequentie n neemt toe ( E=Met e nФ). Als gevolg hiervan neemt de ankerstroom, als het overige gelijk blijft, af. In dit geval de weerstand van de startreostaat R begin Naarmate het motoranker versnelt, moet dit geleidelijk worden verminderd. Nadat de motor is versneld tot het nominale toerental van het anker, neemt de EMF zoveel toe dat de startweerstand tot nul kan worden teruggebracht, zonder het gevaar van een significante toename van de ankerstroom.

De startweerstand dus R starten in het ankercircuit is alleen nodig bij het opstarten. Tijdens normaal bedrijf van de elektromotor moet deze worden uitgeschakeld, ten eerste omdat deze is ontworpen voor kortstondig gebruik tijdens het opstarten, en ten tweede, als er een startweerstand is, zullen er thermische vermogensverliezen optreden die gelijk zijn aan R begin I Ten tweede, waardoor de efficiëntie van de elektromotor aanzienlijk wordt verminderd.

Voor een DC-elektromotor met parallelle excitatie heeft de elektrische evenwichtsvergelijking, in overeenstemming met de tweede wet van Kirchhoff voor het ankercircuit, de vorm

Rekening houdend met de uitdrukking voor EMF ( E=Met e nФ), door de resulterende formule ten opzichte van de rotatiesnelheid te schrijven, verkrijgen we de vergelijking voor de frequentie- (snelheids)karakteristieken van de elektromotor N(I I):

Hieruit volgt dat bij afwezigheid van belasting op de as en ankerstroom I I = 0 motorrotatiesnelheid bij een gegeven voedingsspanningswaarde

Motorsnelheid N 0 is het ideale stationair toerental. Naast de parameters van de elektromotor hangt het ook af van de waarde van de ingangsspanning en de magnetische flux. Met een afname van de magnetische flux neemt, bij gelijke omstandigheden, het ideale stationaire toerental toe. Daarom, in het geval van een breuk in het bekrachtigingswikkelcircuit, wanneer de bekrachtigingsstroom nul wordt ( Iв = 0), wordt de magnetische flux van de motor teruggebracht tot een waarde die gelijk is aan de waarde van de resterende magnetische flux F ost. In dit geval gaat de motor “overdrive” en ontwikkelt een rotatiesnelheid die veel hoger is dan de nominale snelheid, wat een zeker gevaar oplevert voor zowel de motor als het bedienend personeel.

Frequentie (snelheid) karakteristiek van een DC-elektromotor met parallelle bekrachtiging N(I i) bij een constante magnetische fluxwaarde F=const en constante waarde van de geleverde spanning U = constant ziet eruit als een rechte lijn (Afb. 6).

Uit onderzoek van dit kenmerk blijkt duidelijk dat bij een toename van de belasting op de as, d.w.z. bij een toename van de ankerstroom I I de rotatiesnelheid van de motor wordt verlaagd met een waarde die evenredig is met de spanningsval over de weerstand van het ankercircuit R I.

Het uitdrukken van de ankerstroom in de vergelijkingen van frequentiekarakteristieken door het elektromagnetische koppel van de motor M =Met M I I F, verkrijgen we de vergelijking van het mechanische kenmerk, dat wil zeggen de afhankelijkheid N(M) bij U = constant voor motoren met parallelle bekrachtiging:

Als we de invloed van de ankerreactie tijdens de belastingsverandering verwaarlozen, kunnen we aannemen dat het elektromagnetische koppel van de motor evenredig is met de ankerstroom. Daarom hebben de mechanische eigenschappen van DC-motoren dezelfde vorm als de overeenkomstige frequentiekarakteristieken. Een elektromotor met parallelle bekrachtiging heeft een starre mechanische eigenschap (Fig. 7). Uit dit kenmerk blijkt duidelijk dat de rotatiefrequentie enigszins afneemt bij toenemend belastingskoppel, aangezien de bekrachtigingsstroom wanneer de veldwikkeling parallel is aangesloten en dienovereenkomstig de magnetische flux van de motor vrijwel onveranderd blijft, en de weerstand van het ankercircuit is relatief klein.

De prestatiekenmerken van DC-motoren zijn snelheidsafhankelijk N, moment M, ankerstroom I I en efficiëntie () van het nuttige asvermogen R 2 elektrische motor, d.w.z. N(R 2),M(R 2),I I ( R 2),(R 2) bij een constante spanning op de klemmen U=const.

De prestatiekenmerken van een parallel aangeslagen DC-motor worden getoond in Fig. 8. Uit deze kenmerken blijkt duidelijk dat de rotatiesnelheid N van elektromotoren met parallelle bekrachtiging neemt lichtjes af bij toenemende belasting. Afhankelijkheid van het nuttige koppel op de motoras van het vermogen R 2 is een vrijwel rechte lijn, aangezien het koppel van deze motor evenredig is met de belasting op de as: M=kР 2 / N. De kromming van deze afhankelijkheid wordt verklaard door een lichte afname van de rotatiesnelheid bij toenemende belasting.

Bij R 2 = 0, de door de elektromotor opgenomen stroom is gelijk aan de nullaststroom. Met toenemend vermogen neemt de ankerstroom ongeveer toe volgens dezelfde afhankelijkheid als het belastingskoppel op de as, aangezien onder de voorwaarde F=const De ankerstroom is evenredig met het belastingskoppel. Het rendement van een elektromotor wordt gedefinieerd als de verhouding tussen het nuttige vermogen op de as en het opgenomen vermogen uit het netwerk:

Waar R 2 - nuttig asvermogen; R 1 =gebruikersinterface- stroom verbruikt door de elektromotor uit het voedingsnetwerk; R eya = I 2 ik R i - elektrische vermogensverliezen in het ankercircuit, R ev = gebruikersinterface binnen, = I 2 inch R V- elektrische vermogensverliezen in het bekrachtigingscircuit; R bond - mechanische vermogensverliezen; R m - vermogensverliezen als gevolg van hysteresis en wervelstromen.

De mogelijkheid om de rotatiesnelheid van DC-motoren te regelen is ook belangrijk. Analyse van uitdrukkingen voor frequentiekarakteristieken laat zien dat de rotatiesnelheid van DC-elektromotoren op verschillende manieren kan worden aangepast: door een extra weerstand in te schakelen R toevoegen aan het ankercircuit door de magnetische flux te veranderen F en spanningsverandering jij, aan de motor geleverd.

Een van de meest voorkomende is de methode om de rotatiesnelheid te regelen door extra weerstand op te nemen in het ankercircuit van de elektromotor. Met een toename van de weerstand in het ankercircuit neemt de rotatiesnelheid af, als de overige omstandigheden gelijk blijven. Bovendien geldt: hoe groter de weerstand in het ankercircuit, hoe lager de rotatiesnelheid van de elektromotor.

Met een constante voedingsspanning en een constante magnetische flux kan tijdens het veranderen van de weerstandswaarde van het ankercircuit een familie van mechanische kenmerken worden verkregen, bijvoorbeeld voor een elektromotor met parallelle excitatie (Fig. 9).

Het voordeel van de beschouwde regelmethode ligt in de relatieve eenvoud en het vermogen om een soepele verandering in de rotatiesnelheid te verkrijgen over een breed bereik (van nul tot de nominale frequentiewaarde N naam). De nadelen van deze methode zijn onder meer het feit dat er aanzienlijke vermogensverliezen zijn in de extra weerstand, die toenemen bij afnemende rotatiesnelheid, evenals de noodzaak om extra regelapparatuur te gebruiken. Bovendien maakt deze methode het niet mogelijk om de rotatiesnelheid van de elektromotor naar boven aan te passen ten opzichte van de nominale waarde.

Een verandering in de rotatiesnelheid van een DC-elektromotor kan ook worden bereikt als gevolg van het veranderen van de waarde van de magnetische excitatieflux. Wanneer de magnetische flux verandert in overeenstemming met de frequentieresponsvergelijking voor DC-motoren met parallelle excitatie bij een constante waarde van de voedingsspanning en een constante waarde van de weerstand van het ankercircuit, kan men een familie van mechanische kenmerken verkrijgen die in Fig. 10.

Zoals uit deze kenmerken blijkt, is bij een afname van de magnetische flux het ideale stationaire toerental van de elektromotor mogelijk N 0 neemt toe. Omdat bij een rotatiesnelheid gelijk aan nul de ankerstroom van de elektromotor, d.w.z. de startstroom, niet afhankelijk is van de magnetische flux, zullen de frequentiekarakteristieken van de familie niet evenwijdig aan elkaar zijn, en de stijfheid van de karakteristieken nemen af met een afname van de magnetische flux (een toename van de magnetische flux van de motor wordt meestal niet geproduceerd, omdat in dit geval de bekrachtigingswikkelingsstroom de toegestane, d.w.z. nominale waarde overschrijdt). Door de magnetische flux te veranderen, kunt u de rotatiesnelheid van de elektromotor alleen naar boven regelen vanaf de nominale waarde, wat een nadeel is van deze regelmethode.

Tot de nadelen van deze methode behoort ook het relatief kleine regelbereik vanwege beperkingen aan de mechanische sterkte en het schakelen van de elektromotor. Het voordeel van deze controlemethode is de eenvoud ervan. Bij motoren met parallelle bekrachtiging wordt dit bereikt door de weerstand van de regelweerstand te veranderen R R in het excitatiecircuit.

Bij gelijkstroommotoren met seriebekrachtiging wordt een verandering in de magnetische flux bereikt door de veldwikkeling te shunten met een weerstand met de juiste waarde, of door een bepaald aantal windingen van de veldwikkeling kort te sluiten.

De methode voor het regelen van de rotatiesnelheid door het veranderen van de spanning op de motorankerklemmen is op grote schaal gebruikt, vooral in elektrische aandrijvingen die zijn gebouwd op het generator-motorsysteem. Met een constante magnetische flux en weerstand van het ankercircuit, als gevolg van het veranderen van de ankerspanning, kan een familie van frequentiekarakteristieken worden verkregen.

Als voorbeeld in afb. 11 toont een dergelijke familie van mechanische kenmerken voor een elektromotor met parallelle bekrachtiging.

Bij een verandering in de ingangsspanning wordt het ideale stationaire toerental n 0 in overeenstemming met de eerder gegeven uitdrukking verandert het proportioneel met de spanning. Omdat de weerstand van het ankercircuit onveranderd blijft, verschilt de stijfheid van de familie van mechanische kenmerken niet van de stijfheid van de natuurlijke mechanische karakteristiek bij U=U naam.

Het voordeel van de beschouwde regelmethode is een breed scala aan rotatiesnelheidsvariaties zonder toenemende vermogensverliezen. De nadelen van deze methode zijn onder meer het feit dat er een bron van gereguleerde voedingsspanning voor nodig is, en dit leidt tot toename in gewicht, afmetingen en installatiekosten.

huidig"

Plaats van de les in het werkprogramma: les 55, een van de lessen over het onderwerp “Elektromagnetische verschijnselen”.

Het doel van de les: Leg de structuur en het werkingsprincipe van een elektromotor uit.

Taken:

bestudeer de elektromotor met behulp van een praktische methode - laboratoriumwerk uitvoeren.

leren de opgedane kennis in niet-standaard situaties toe te passen om problemen op te lossen;

Om het denken van leerlingen te ontwikkelen, moet u doorgaan met het oefenen van de mentale handelingen van analyse, vergelijking en synthese.

de cognitieve interesse van studenten blijven ontwikkelen.

Methodologisch doel: het gebruik van gezondheidsbesparende technologieën in natuurkundelessen.

Werkvormen en soorten activiteiten in de les: kennis testen, rekening houdend met de individuele kenmerken van studenten; laboratoriumwerk wordt uitgevoerd in microgroepen (paren), waarbij op speelse wijze de kennis van studenten wordt geactualiseerd; uitleg van nieuwe stof in de vorm van een gesprek met een demonstratie-experiment, het stellen van doelen en reflectie.

Tijdens de lessen

1) Huiswerk controleren.

Zelfstandig werk (meerdere niveaus) wordt uitgevoerd tijdens de eerste 7 minuten van de les.

Niveau 1.

Level 2.

Niveau 3.

2). Nieuw materiaal leren. (15 minuten).

De leraar kondigt het onderwerp van de les aan, de leerlingen formuleren een doel.

Kennis actualiseren. Spel van "ja" en "nee"

De leraar leest de zin; als de leerlingen het met de stelling eens zijn, staan ze op;

Het magnetische veld wordt gegenereerd door permanente magneten of elektrische stroom.
Er zijn geen magnetische ladingen in de natuur.
De zuidpool van de magnetische naald geeft de geografische zuidpool van de aarde aan.
Een elektromagneet is een spoel met een ijzeren kern erin.
De magnetische veldlijnen zijn van links naar rechts gericht.
De lijnen waarlangs magnetische pijlen in een magnetisch veld worden geïnstalleerd, worden magnetische lijnen genoemd.

Presentatieplan.

Het effect van een magnetisch veld op een stroomvoerende geleider.
De afhankelijkheid van de bewegingsrichting van de geleider van de richting van de stroom daarin en van de locatie van de polen van de magneet.
Het ontwerp en de werking van een eenvoudige commutator-elektromotor.

Demonstraties.

Beweging van een geleider en frame met stroom in een magnetisch veld.
Ontwerp en werkingsprincipe van een DC-elektromotor.

3. Laboratoriumwerk nr. 9. (werk in microgroepen - paren).

Veiligheids voorschriften.

Het werk wordt uitgevoerd volgens de beschrijving in het leerboek p.

4.De laatste fase van de les.

Taak. Twee elektronenbundels stoten elkaar af en twee parallelle draden die stroom in dezelfde richting geleiden, trekken elkaar aan. Waarom? Is het mogelijk om omstandigheden te creëren waaronder deze geleiders ook zullen afstoten?

Reflectie.

Wat voor nieuws heb je geleerd? Is deze kennis nodig in het dagelijks leven?

Vragen:

Wat bepaalt de rotatiesnelheid van de rotor in een elektromotor?

Wat is een elektromotor?

P . 61, maak een kruiswoordpuzzel over het onderwerp “elektromagnetische verschijnselen.

Sollicitatie.

Niveau 1.

1. Hoe werken tegengestelde en gelijke polen van magneten op elkaar in?

2. Is het mogelijk een magneet zo te snijden dat één van de resulterende magneten alleen een noordpool heeft en de andere alleen een zuidpool?

Level 2.

Waarom is het kompaslichaam gemaakt van koper, aluminium, plastic en andere materialen, maar niet van ijzer?

Waarom worden stalen rails en strips die in een magazijn liggen na verloop van tijd gemagnetiseerd?

Niveau 3.

1. Teken het magnetische veld van een hoefijzermagneet en geef de richting van de veldlijnen aan.

2. Twee pinnen worden aangetrokken door de zuidpool van de magneet. Waarom stoten hun vrije uiteinden elkaar af?

Niveau 1.

1. Hoe werken tegengestelde en gelijke polen van magneten op elkaar in?

2. Is het mogelijk een magneet zo te snijden dat één van de resulterende magneten alleen een noordpool heeft en de andere alleen een zuidpool?

Level 2.

Waarom is het kompaslichaam gemaakt van koper, aluminium, plastic en andere materialen, maar niet van ijzer?

Waarom worden stalen rails en strips die in een magazijn liggen na verloop van tijd gemagnetiseerd?

Niveau 3.

1. Teken het magnetische veld van een hoefijzermagneet en geef de richting van de veldlijnen aan.

2. Twee pinnen worden aangetrokken door de zuidpool van de magneet. Waarom stoten hun vrije uiteinden elkaar af?

MKOU "Allakskaya middelbare school"

Open natuurkundeles in groep 8 over het onderwerp “ Het effect van een magnetisch veld op een stroomvoerende geleider. Elektrische motor. Laboratoriumwerk nr. 9 “Onderzoek van een elektrische gelijkstroommotor huidig."

Voorbereid en uitgevoerd door: docent eerste categorie Elizaveta Aleksandrovna Taranushenko.