Онлайн

Наглядная физика. Электромагнитные явления


Электродвигатели

21 model ElectricMotor

Электродвигатель преобразует электрическую энергию в механическую. Модель наглядно демонстрирует принцип действия двухполюсного и трехполюсного двигателей.

 

 

Подробнее

Электродвигатель преобразует электрическую энергию в механическую. Он содержит обмотки, намотанные на ферромагнитный сердечник - ротор двигателя, размещенный в магнитном поле статора. Ротор закреплен на валу и может вращаться. При подаче напряжения ротор создает магнитное поле, которое, взаимодействуя с постоянным магнитным полем статора, стремится повернуть ротор.  Чтобы ротор вращался непрерывно, нужно в определенных его положениях изменять направление тока в обмотках. В двигателях постоянного тока это переключение осуществляется с помощью коллектора и щеток. Щетки - это неподвижные контакты, подводящие ток к пластинам коллектора, расположенным на роторе. Для уменьшения трения щетки часто изготавливают из графита. Магнитное поле статора в электродвигателе создается либо постоянными магнитами, либо электромагнитами.

Двухполюсный двигатель

В двухполюсном двигателе ротор имеет две обмотки, соединенные последовательно и подсоединенные к двум контактам коллектора. Направление вращения ротора зависит от полярности питания и начального положения ротора. У двухполюсного двигателя есть такие начальные положения ротора, при которых вращение не начинается. Они называются мертвыми точками. В этой модели есть мертвые точки, обусловленные симметрией - силы, вращающие якорь, уравновешивают друг друга, поэтому ротор не может начать вращение и остается неподвижным. Еще две мертвые точки возникают из-за конструкции коллектора и щеток. При вертикальном расположении ротора цепь оказывается разомкнутой, т.к. щетки находится между контактами коллектора.

Трехполюсный двигатель

В трехполюсном двигателе ротор - это сердечник с тремя обмотками, соединенными последовательно и подсоединенными к трем контактам коллектора. Щетки почти в любом положении ротора подсоединены к одной (верхней) обмотке, а остальные две обмотки подключены последовательно в противоположном направлении. Поэтому катушки ротора всегда стремятся повернуться в одном и том же направлении. Направление вращения ротора зависит только от полярности питания и не зависит от начального положения ротора.



Электрический звонок

22 model ElectricRing

Модель наглядно демонстрирует устройство и принцип действия простейшего электрического звонка.

 

  

Подробнее

Модель простейшего электрического звонка содержит электромагнит, чашку, издающую при ударе мелодичный звон, молоточек с железной пластиной (якорем), контактом и пружиной. Все это соединено так, что в начальном положении контакт замкнут, при смещении якоря к электромагниту, контакт прерывается, а пружина стремится вернуть якорь в начальное положение. Электромагнит включен последовательно с контактом. Поэтому при появлении тока электромагнит притягивает якорь, молоточек ударяет по чашке, контакт разрывается и ток в цепи прекращается. Под действием пружины якорь возвращается в нейтральное положение, контакт опять замыкается и весь этот процесс повторяется периодически - звенит звонок.


Громкоговоритель

23 model LoudspeakerМодель наглядно демонстрирует устройство и принцип действия простейшего громкоговорителя.

 

 

Подробнее

Действие магнитного поля на проводник с током используется в громкоговорителе. Магнитная система, состоящая из центрального цилиндрического стержня и охватывающего его кольца, создает сильное магнитное поле в узком кольцевом зазоре, в который вставлена катушка. Катушка (это обычно тонкая проволока, намотанная на бумажный каркас) приклеена к диффузору. Для получения сильного поля зазор делают очень узким. При пропускании через катушку переменного тока (например, от усилителя магнитофона или радиоприемника) на катушку действует сила Ампера. Она заставляет катушку совершать возвратно-поступательные движения вдоль стержня. Такие движения диффузора создают звук. Реальный громкоговоритель всегда воспроизводит звук с искажениями, но у высококачественных громкоговорителей искажения меньше.