Номер 2, страница 360 - гдз по физике 10 класс учебник Кабардин, Орлов

2. Каково назначение индуктора?

1. Каково устройство электродвигателя постоянного тока?

Электродвигатель постоянного тока — это машина, преобразующая электрическую энергию постоянного тока в механическую энергию вращения. Его устройство включает в себя несколько основных частей.

Главными компонентами являются статор и ротор.

Статор (индуктор) — это неподвижная часть двигателя. Его основная задача — создавать постоянное магнитное поле. Статор состоит из корпуса и магнитной системы, которая может быть выполнена в виде постоянных магнитов (в двигателях малой мощности) или электромагнитов (обмоток возбуждения), питаемых током.

Ротор (якорь) — это вращающаяся часть двигателя. Он состоит из вала, на котором закреплены сердечник и коллектор. Сердечник набирается из тонких листов электротехнической стали для уменьшения потерь на вихревые токи. В пазы сердечника укладывается медная обмотка. Когда по обмотке протекает ток, якорь сам становится электромагнитом.

Щёточно-коллекторный узел — это механизм, обеспечивающий электрическую связь между неподвижным источником питания и вращающейся обмоткой якоря. Он состоит из щёток (неподвижных графитовых или угольных контактов) и коллектора (набора изолированных друг от друга медных пластин, закрепленных на валу ротора).

Ответ: Электродвигатель постоянного тока состоит из неподвижного статора (индуктора), создающего магнитное поле, и вращающегося ротора (якоря) с обмоткой, на который подается ток через щёточно-коллекторный узел для создания вращающего момента.

2. Каково назначение индуктора?

Индуктор — это часть электродвигателя постоянного тока, которая создает основное, неподвижное магнитное поле. В большинстве конструкций индуктор является статором, то есть неподвижной частью.

Это магнитное поле необходимо для принципа работы двигателя. Оно взаимодействует с магнитным полем, создаваемым током в обмотке якоря (ротора). В результате этого взаимодействия на якорь действует сила Ампера, которая создает вращающий момент и заставляет ротор вращаться. Без магнитного поля, создаваемого индуктором, двигатель не сможет работать, так как не будет силы, приводящей ротор в движение.

Ответ: Назначение индуктора — создавать сильное и постоянное магнитное поле в двигателе, которое, взаимодействуя с током в обмотке якоря, приводит к его вращению.

3. Как устроен якорь?

Якорь — это вращающаяся часть (ротор) электродвигателя постоянного тока. Его конструкция оптимизирована для эффективного преобразования электрической энергии в механическую. Якорь состоит из нескольких ключевых элементов, собранных на общем валу.

Вал — это стальной стержень, являющийся осью вращения. Он передает механическую энергию от якоря к исполнительному механизму.

Сердечник — он набирается из множества тонких дисков (пластин) электротехнической стали, изолированных друг от друга лаком. Такая конструкция (шихтованный сердечник) применяется для снижения потерь энергии от вихревых токов, возникающих в металле при вращении в магнитном поле. На внешней поверхности сердечника имеются пазы.

Обмотка якоря — это катушки из изолированного медного провода, которые укладываются в пазы сердечника. Именно по этой обмотке протекает электрический ток, превращая якорь в электромагнит.

Коллектор — специальное устройство на валу, состоящее из медных пластин (ламелей), изолированных друг от друга. К этим пластинам припаиваются концы секций обмотки якоря.

Ответ: Якорь устроен как вал с насаженным на него сердечником из стальных листов, в пазах которого расположена медная обмотка. Концы обмотки подсоединены к коллектору, также расположенному на валу.

4. Каково назначение коллектора и щёток?

Коллектор и щётки вместе образуют щёточно-коллекторный узел, который является одним из важнейших элементов в конструкции коллекторного двигателя постоянного тока. Этот узел выполняет две жизненно важные функции.

Первая функция — подвод тока к вращающемуся якорю. Щётки — это неподвижные контакты, которые подключены к источнику питания. Они прижаты к поверхности вращающегося вместе с якорем коллектора и скользят по нему, обеспечивая непрерывную электрическую связь между стационарной и вращающейся частями двигателя.

Вторая и главная функция — коммутация. Коллектор работает как автоматический механический переключатель. По мере вращения якоря в магнитном поле статора, для сохранения направления вращения необходимо периодически изменять направление тока в обмотке якоря. Когда якорь поворачивается на 180 градусов, щетки переходят с одной пары коллекторных пластин на другую, тем самым меняя направление тока в соответствующей катушке обмотки. Это обеспечивает то, что вращающий момент всегда действует в одну сторону, и якорь продолжает вращаться непрерывно, а не колеблется на месте.

Ответ: Назначение коллектора и щёток — обеспечивать электрический контакт между неподвижным источником питания и вращающимся якорем, а также автоматически переключать направление тока в обмотках якоря для создания непрерывного однонаправленного вращающего момента.