Номер 6, страница 360 - гдз по физике 10 класс учебник Кабардин, Орлов

6. Как можно изменять направление вращения якоря электродвигателя?

Вращение якоря электродвигателя происходит благодаря силе Ампера, действующей на проводники его обмотки с током в магнитном поле статора. Направление этой силы, а следовательно, и направление вращения, определяется по правилу левой руки. Сила Ампера ($F_A$) зависит от направления тока в проводнике ($\text{I}$) и направления линий магнитного поля ($\text{B}$).

Чтобы изменить направление вращения якоря на противоположное, нужно изменить на противоположное направление силы Ампера. Согласно правилу левой руки, это можно сделать, изменив направление либо тока в обмотке якоря, либо магнитного поля. Таким образом, существуют два основных способа:

1. Изменить направление тока в обмотке якоря.

Это самый простой и распространенный метод. Он заключается в изменении полярности подключения источника питания к клеммам якоря (через щеточно-коллекторный узел). Если поменять местами провода, идущие от источника тока к щеткам двигателя, то направление тока в витках обмотки якоря изменится на противоположное. Направление магнитного поля статора при этом останется прежним. В результате, согласно правилу левой руки, действующая на проводники сила изменит свое направление на 180 градусов, и якорь начнет вращаться в обратную сторону.

2. Изменить направление магнитного поля.

Этот способ заключается в изменении расположения северного и южного полюсов магнитов статора. Если в качестве статора используются постоянные магниты, то для этого пришлось бы физически их развернуть, что конструктивно невозможно. Однако в большинстве двигателей постоянного тока (кроме самых простых) магнитное поле создается электромагнитами — обмотками возбуждения. В этом случае для изменения направления магнитного поля достаточно изменить полярность подключения источника тока к обмотке возбуждения. Полюса электромагнита поменяются местами, и при неизменном направлении тока в якоре направление его вращения изменится на противоположное.

Важно отметить: если одновременно изменить направление тока и в обмотке якоря, и в обмотке возбуждения (например, просто поменяв полярность на входе всего двигателя), то направление вращения не изменится. Два одновременных изменения направления (тока и поля) компенсируют друг друга, и направление результирующей силы Ампера остается прежним.

Ответ: Направление вращения якоря электродвигателя можно изменить одним из двух способов: 1) изменить направление тока в обмотке якоря, поменяв полярность его подключения; 2) изменить направление магнитного поля, поменяв местами полюсы магнитов статора (или изменив направление тока в обмотках возбуждения).