Главная >> Физика 8 класс. Пурышева

Глава 8. Электромагнитные явления

§ 64. Электродвигатель

Вспомните закон Ампера.

Как определить направление силы, действующей на помещённый в магнитное поле проводник с током?

1. Механическое движение проводника с током в магнитном поле имеет огромное практическое значение. Более полутора столетий назад, в 1834 г., русский учёный Борис Семёнович Якоби (1801 —1874) впервые сконструировал электрический двигатель постоянного тока, пригодный для практических целей. Принцип работы этого двигателя основан на действии магнитного поля на проводник с током. Четыре года спустя электродвигатель Якоби уже использовался для приведения в движение гребного вала судна, а к 70-м гг. XIX в. электродвигатель был уже настолько усовершенствован, что в таком виде сохранился до наших дней. С момента изобретения двигателя постоянного тока началась новая эпоха развития промышленности.

2. Чтобы понять принцип работы электродвигателя, проделаем опыт. Между полюсами магнита поместим прямоугольную рамку, состоящую из нескольких витков проволоки, которая может свободно вращаться вокруг вертикальной оси. При отсутствии электрического тока в рамке она располагается произвольным образом.

Если плоскость рамки параллельна линиям магнитной индукции магнитного поля (рис. 237, а), то при пропускании по ней тока рамка начнёт поворачиваться. Это произойдёт потому, что на каждую из сторон рамки, перпендикулярную линиям магнитной индукции, действует сила Ампера. Направление силы зависит от направления тока. Обе силы поворачивают рамку в одну сторону, в данном случае против хода часовой стрелки.

Когда плоскость рамки будет перпендикулярна линиям магнитной индукции (рис. 237, б), рамка остановится. Чтобы этого не произошло и она продолжала вращаться в том же направлении, необходимо поменять направление тока в цепи. Для этого используют специальные металлические полукольца 1, прикреплённые к рамке (рис. 238). По полукольцам скользят контактные пластины 2, соединённые с источником тока. При повороте рамки на 180° меняется контактная пластина, которой касается полукольцо, и, следовательно, меняется направление тока в рамке. Таким образом, направление тока в цепи изменяется, и рамка всё время вращается в одном направлении.

3. Существуют различные конструкции электродвигателей. Наиболее распространённым является так называемый коллекторный электродвигатель, содержащий три основных узла: статор, ротор и коллектор (рис. 239).

Окончание >>>