Електродвигател
Електродвигателят преобразува електрична енергия в механична. Той работи благодарение на силата на Ампер: върху рамка с ток в магнитно поле действат сили, които създават въртящ момент и я завъртат. Неподвижната част се нарича статор, а въртящата се ротор. В двигателя за постоянен ток колекторът и четките сменят посоката на тока в рамката на всеки половин оборот, така че тя се върти непрекъснато в една посока.
Какво да запомним
- Електродвигателят превръща електрична енергия в механична работа.
- Действието му се основава на силата на Ампер върху проводник с ток в магнитно поле.
- Статор (неподвижен) и ротор (въртящ се); колектор и четки при двигателя за постоянен ток.
- При обръщане на тока двигател с постоянен магнит се върти в обратна посока.
- К.п.д.: η = Pполезна/Pконсумирана.
Пример
Двигател консумира 1000 W и има к.п.д. 90%. Механичната му мощност е 0,9·1000 = 900 W, а 100 W се превръщат в топлина.
Проверете се: 15 въпроса
Натиснете въпроса, за да видите верния отговор и обяснението.
Какво преобразува електродвигателят?
- Електрична енергия в механична
- Механична енергия в електрична
- Топлинна енергия в електрична
- Химична енергия в електрична
Отговор: Електрична в механична
Двигателят използва силата на Ампер, за да върти рамка (ротор).
На какво се основава действието на електродвигателя?
- На електромагнитната индукция
- На топлинното действие на тока
- На фотоефекта
- На силата, с която магнитното поле действа на рамка с ток
Отговор: На силата на Ампер върху рамка с ток
Двойка сили на Ампер създава въртящ момент върху рамката.
Каква е ролята на колектора в двигател за постоянен ток?
- Повишава напрежението
- Създава магнитното поле
- Сменя посоката на тока в рамката на всеки половин оборот
- Охлажда намотката
Отговор: Обръща посоката на тока на всеки половин оборот
Така въртящият момент запазва посоката си и рамката се върти непрекъснато.
Какво става с двигател за постоянен ток с постоянен магнит, ако се обърне посоката на тока?
- Спира завинаги
- Започва да се върти в обратна посока
- Върти се по-бързо в същата посока
- Нищо не се променя
Отговор: Върти се в обратна посока
Силите на Ампер сменят посоката си и въртящият момент се обръща.
Електродвигател работи при 230 V и 5 A с к.п.д. 80%. Каква е механичната му мощност?
- 1150 W
- 230 W
- 1437,5 W
- 920 W
Отговор: 920 W
P = UI = 1150 W; полезната мощност е 0,8·1150 = 920 W.
Как се нарича въртящата се част на електродвигателя?
- Статор
- Ротор
- Корпус
- Четка
Отговор: Ротор
Въртящата се част е роторът, а неподвижната е статорът.
Кое от изброените устройства съдържа електродвигател?
- Електрическа крушка
- Ютия
- Прахосмукачка
- Котлон
Отговор: Прахосмукачка
Прахосмукачката има двигател, който върти вентилатор; другите уреди само нагряват или светят.
За какво служат четките в двигател за постоянен ток?
- Осъществяват плъзгащ контакт между колектора и външната верига
- Почистват ротора от прах
- Охлаждат намотките
- Създават магнитното поле
Отговор: Осъществяват плъзгащ контакт между колектора и външната верига
Неподвижните графитни четки се допират до въртящия се колектор и подават тока към рамката.
Какъв е въртящият момент на рамка с ток, когато равнината ѝ е перпендикулярна на линиите на полето?
- Максимален
- Удвоен
- Същият като при всяко положение
- Нула
Отговор: Нула
Тогава силите на Ампер лежат в равнината на рамката и само я разтягат, без да я въртят.
Двигател с полезна мощност 1,5 kW повдига товар с маса 300 kg с постоянна скорост. Каква е скоростта? (g = 10 m/s2)
- 0,5 m/s
- 5 m/s
- 0,05 m/s
- 2 m/s
Отговор: 0,5 m/s
P = Fv = mgv, v = P/(mg) = 1500 W / 3000 N = 0,5 m/s.
Как се нарича неподвижната част на електродвигателя?
- Ротор
- Колектор
- Четка
- Статор
Отговор: Статор
Неподвижната част е статор, а въртящата се е ротор.
В какво се превръща част от консумираната енергия при работа на електродвигателя?
- Топлина
- Електричен заряд
- Магнитни полюси
- Ядрена енергия
Отговор: Топлина
Намотките и триещите се части се нагряват, затова к.п.д. е под 100%.
Двигател консумира 2 kW, а механичната му мощност е 1,6 kW. Колко е к.п.д.?
- 125%
- 80%
- 20%
- 3,2%
Отговор: 80%
η = Pполезна/Pконсумирана = 1,6/2 = 0,8 = 80%.
Как се изменя въртящият момент на рамката на двигателя, ако токът в нея се удвои?
- Учетворява се
- Не се изменя
- Удвоява се
- Намалява 2 пъти
Отговор: Удвоява се
Силите на Ампер върху страните на рамката са пропорционални на тока, затова и моментът се удвоява.
Двигател с к.п.д. 75% вдига товар с маса 150 kg на височина 6 m за 10 s. Каква мощност консумира? (g = 10 m/s2)
- 900 W
- 675 W
- 9000 W
- 1200 W
Отговор: 1200 W
Полезната мощност е mgh/t = 150·10·6/10 = 900 W; консумираната е 900/0,75 = 1200 W.