Номер 3, страница 214 - гдз по физике 8 класс учебник Громов, Родина

Глава 4. Магнитные явления. Параграф 52. Действие магнитного поля на рамку с током. Вопросы - номер 3, страница 214.

Условие.

На чём основан принцип действия такого двигателя? 3. Где применяются электрические двигатели? Какими преимуществами они обладают по сравнению с тепловыми двигателями? 4. Расска-

Решение.

На чём основан принцип действия такого двигателя?

Принцип действия электрического двигателя основан на явлении электромагнитной индукции, а именно на возникновении силы, действующей на проводник с током, помещенный в магнитное поле. Эта сила называется силой Ампера. В двигателе есть неподвижная часть — статор, и вращающаяся часть — ротор. Один из них создает магнитное поле (с помощью постоянных магнитов или электромагнитов), а на другом расположены обмотки, по которым пропускается электрический ток. Взаимодействие магнитного поля и тока в обмотках создает вращающий момент, который заставляет ротор вращаться. Электрическая энергия при этом преобразуется в механическую энергию вращения. Величина силы Ампера определяется формулой $F_A = I \cdot B \cdot l \cdot \sin(\alpha)$, где $\text{I}$ — сила тока в проводнике, $\text{B}$ — индукция магнитного поля, $\text{l}$ — длина проводника, а $\alpha$ — угол между направлением тока и вектором магнитной индукции. Для обеспечения непрерывного вращения в двигателях постоянного тока используется коллектор, а в двигателях переменного тока — переменная природа самого тока.

Ответ: Принцип действия электродвигателя основан на силе Ампера — силе, действующей на проводник с током в магнитном поле, что создает вращающий момент и преобразует электрическую энергию в механическую.

Где применяются электрические двигатели?

Электрические двигатели имеют чрезвычайно широкую сферу применения и используются практически во всех отраслях человеческой деятельности. Основные области применения: в промышленности (станки, конвейеры, насосы, вентиляторы, компрессоры, краны, лифты); на транспорте (электромобили, трамваи, троллейбусы, поезда метро, электровозы, электроскутеры, дроны); в бытовой технике (холодильники, стиральные машины, пылесосы, миксеры, блендеры, вентиляторы, кондиционеры, фены, электробритвы, электроинструменты); в компьютерной и офисной технике (вентиляторы охлаждения, двигатели жестких дисков и оптических приводов, принтеры); в медицинском оборудовании (хирургические инструменты, центрифуги, насосы); в детских игрушках (радиоуправляемые машинки, роботы).

Ответ: Электродвигатели применяются повсеместно: в промышленности, на транспорте, в бытовой и компьютерной технике, медицине и многих других сферах.

Какими преимуществами они обладают по сравнению с тепловыми двигателями?

Электрические двигатели обладают рядом существенных преимуществ по сравнению с тепловыми двигателями (например, двигателями внутреннего сгорания): высокий КПД (коэффициент полезного действия свыше 90% против 20–40% у тепловых); экологичность (отсутствие вредных выбросов в месте эксплуатации); надежность и простота конструкции (меньше движущихся частей, дольше срок службы, реже требуется обслуживание); низкий уровень шума и вибрации; компактность (меньшие размеры и вес при той же мощности); простота управления (легкая и точная регулировка скорости и момента, максимальный крутящий момент с нулевых оборотов); возможность рекуперации (возврат энергии при торможении).

Ответ: Основные преимущества электродвигателей перед тепловыми: более высокий КПД, экологичность, надежность, низкий уровень шума, компактность, простота управления и возможность рекуперации энергии.