第十章D直流电动机.docx

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1、第十章D直流电动机电动机是现代社会中使用得最多的动力设备。大型的排污泵需数十至数百千瓦的电动机;各种机床上使用着各种不同规格的电动机；磁浮列车实际上也是一种铺展成直线的电动机；家用电器中的电动机也随处可见，如电冰箱、洗衣机、脱排油烟机、电扇、录音机、录像机等等中都有电动机，图10-32所示是洗衣机用的无刷直流电动机；在一些特殊场合还需要极小的电动机，于是人们研发了小如米粒那样的微型电动机（图10-33）。电动机是一种电能转化为机械能的装置，电动机在通电转动时由于线圈有一定的电阻，因此总会发热，此外还有一些其他的能量损耗。尽管电能不可能百分之百地转化为机械能，但电动机还是属于能量转化效率很高的一

2、种动力机械。图10-32图10-33下面我们讨论磁场力的一种应用一一直流电动机。直流电动机中的转子为什么会不停转动呢?简单的直流电动机（图10-34）内有可绕轴转动的软铁芯（转子），铁芯上绕有匝数较多的线圈，线圈的两端分别接在两个半圆形金属换向器上；压在换向器上是一对电刷，通过引出线可与电源连接，整个线圈置于两个永磁体产生的磁场中，永磁体作为电动机的定子。图10-34图10-35是直流电动机工作原理示意图。电动机的转子可简化为一个矩形线框ABCD,换向器的两个电刷分别连接电源的正、负极。接通电源，线圈的AB、CD边受磁场力作用，便会带动转轴不停地转动，并将动力通过转轴向外输出。1 .直流电动机

3、工作原理作用在电动机线圈上的磁场力使电动机的转子发生转动。电动机是一种将电能转变为机械能的装置0自主活动请你画出线圈在图10-35(a)所示位置时，线圈内的电流方向及AB、CD边所受磁场力的方向，并指出此时线圈怎样运动？大家谈2 .换向器的作用是什么？3 .电动机会不会停止在图10-35(b)位置不再转动？为什么？电动机的效率怎样测定？电动机是把电能转变为机械能的装置。在能量转换过程中有能量损失，这就涉及到电动机效率问题了。直流电动机的输入电功率尸入=/(/是通过线圈的电流，U是输入电压)，输出机械功W率产出=7，或2出=FV(W是电动机对外做的机械功，f是做功的时间，户是电动机产生的牵引力，

4、V是牵引物体的速度)。由于能量总有损耗，直流电动机的效率，即输出功率与输入功率之比，总是小于100%。4 .电动机的效率电动机输入电功率为尸入，输出机械功率为P出，电动机的效率P出F下面请同学们自己设计一个测定直流电动机效率的实验,看看该电动机的效率有多大？直流电动机（4.5V）电压表电流表电源滑动变阻器停表刻度尺酷码盘图10-361 .本实验给出的主要器材，如图10-36所示。2 .讨论：本实验中应如何测定电动机的输出功率和输入功率？3 .写出计算电动机效率的表达式。4 .本实验要测定的物理量有哪些？5 .在下面框中画出实验装置示意图，设计实验步骤。（注意：至少测量三次）6 .设计实验数据记

5、录表格（7 .将自己设计的方案与别组同学进行交流，修正自己的方案。8 .完成上述实验，并得出结论。学生实验测定直流电动机的效率【实验目的】测定在一定电压下工作的直流电动机的效率。【实验器材】直流电动机（带长轴，额定电压4.5V）、电源、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、盛祛码小盘（质量已知）、停表、刻度尺，祛码若干、细绳一根、导线等。【实验结论】自主活动1 .将自己小组测得的电动机效率与其他小组测得的结果进行交流、比较，看看各个不同电动机的效率有什么特点？2 .电动机的效率与输出功率是否有关？英语角MagneticLevitationTrainMagneticLevitationTrain（M

6、AGLEV）isahighspeedgroundtransportationmodethathasbeenunderactiveresearch,developmentanddebateforover30years.ThebasicideaforMAGLEVtrainistosuspendapassengertrainbodyabovetherailbymagneticfieldssothereisnophysicalcontactbetweenthetrainandtherail.Theeliminationoffrictionbetweenthewheelandrailallowsforhigherspeedsandlowermaintenancecosts.Shanghaihasbeentheworldsfirstcitytohaveacommercialmagneticlevitationtrainnet.