Параграф 57 Физика 8 класс Пёрышкин | Конспект

Электрический двигатель

Движение проводника с током в магнитном поле лежит в основе работы электрического двигателя. Электродвигатель работает за счет взаимодействия магнитного поля и электрического тока в проводнике. Принцип работы электродвигателя можно рассмотреть на примере рамки, изображенной на рисунке 159. Эта рамка представляет собой прямоугольную проволочную петлю, насаженную на вертикальную ось и помещенную между полюсами магнита. Когда через рамку пропускается ток, на ее стороны начинает действовать сила Ампера, создающая вращательное движение. Одна сторона рамки движется вверх, другая — вниз, в результате чего рамка начинает вращаться.

Принцип действия рамки в магнитном поле

Рамка соединена с источником тока с помощью металлических щеток, которые касаются контактных пластин — полюсов. При этом через рамку течет электрический ток, направленный от одной щетки к другой. На части рамки, находящейся в магнитном поле, сила Ампера действует перпендикулярно проводнику, что приводит к вращению рамки. Когда рамка поворачивается на 180 градусов, направление силы Ампера меняется на противоположное. Чтобы рамка продолжала вращаться в одном направлении, в конструкции электродвигателя используют специальные переключатели, изменяющие направление тока каждый пол-оборота. Так создается непрерывное вращательное движение.

Якорь электродвигателя

Якорь — это подвижная часть электродвигателя, которая состоит из большого числа витков проволоки, уложенных на цилиндрический каркас (рис. 160). Он размещается внутри магнитного поля и играет роль проводника с током, на который действует сила Ампера. При подаче тока на якорь создается вращательное движение, которое передается на вал электродвигателя. Якорь усиливает взаимодействие магнитного поля и тока, делая двигатель более мощным. Это позволяет электродвигателю развивать большую мощность и использоваться для привода различных механизмов.

Изобретение электрического двигателя

Первые электрические двигатели были изобретены в 1834 году русским ученым Борисом Семеновичем Якоби (рис. Борис Семенович Якоби). Он создал электрический двигатель, который мог использоваться для практических нужд, например, для привода лодок и небольших машин. Двигатель Якоби работал на основе принципа взаимодействия тока и магнитного поля и использовал якорь для усиления действия силы Ампера. Изобретение Якоби стало важным этапом в развитии электротехники, позволив создать устройства для преобразования электрической энергии в механическое движение.

Современные электрические двигатели

Современные электрические двигатели применяются в различных областях — от бытовых приборов до крупных промышленных установок. Они получили широкое распространение благодаря высокой эффективности и надежности. К примеру, электрические двигатели используются в электромобилях, поездах и даже в авиации. Важным преимуществом электрических двигателей является их способность развивать высокую мощность при малых размерах. Благодаря усовершенствованной конструкции и использованию мощных магнитов, современные электродвигатели могут достигать КПД до 98%, что делает их одним из самых эффективных видов преобразования энергии.