Номер 795, страница 126 - гдз по физике 8 класс сборник вопросов и задач Марон, Марон

Электромагнитные явления. Действие магнитного поля на проводник с током. Правило левой руки. Индукция магнитного поля. Электрический двигатель - номер 795, страница 126.

Условие.

795. Как можно изменять число оборотов якоря в электродвигателе?

Решение.

Решение

Скорость вращения (число оборотов) якоря в электродвигателе, в частности в двигателе постоянного тока, определяется балансом между напряжением питания, противоэлектродвижущей силой (противо-ЭДС), возникающей в обмотке якоря, и падением напряжения на этой обмотке. Угловая скорость вращения якоря $\omega$ (которая прямо пропорциональна числу оборотов в минуту) связана с этими параметрами следующей формулой:

$\omega = \frac{U - I_a R_a}{k \Phi}$

где $\text{U}$ – напряжение, подведенное к якорю; $I_a$ – ток в цепи якоря; $R_a$ – сопротивление цепи якоря; $\Phi$ – магнитный поток, создаваемый обмоткой возбуждения (статором); $\text{k}$ – конструктивный коэффициент двигателя.

Исходя из этого соотношения, существуют три основных способа изменения числа оборотов якоря:

1. Изменение напряжения, подаваемого на якорь. Число оборотов якоря прямо пропорционально приложенному напряжению $\text{U}$. Увеличение напряжения питания приводит к увеличению скорости вращения, а уменьшение — к её снижению. Этот способ является одним из наиболее распространенных и экономичных, особенно при использовании современных полупроводниковых преобразователей напряжения.

2. Изменение магнитного потока. Скорость вращения обратно пропорциональна магнитному потоку $\Phi$. Магнитный поток создается обмоткой возбуждения. Изменяя ток в этой обмотке, можно регулировать величину потока, для чего обычно используют реостат. Увеличение тока возбуждения приводит к росту магнитного потока и, как следствие, к снижению скорости вращения якоря. Наоборот, уменьшение тока возбуждения (ослабление поля) вызывает увеличение скорости.

3. Введение дополнительного сопротивления в цепь якоря. При включении в цепь якоря последовательно дополнительного сопротивления (реостата) общее сопротивление цепи $R_a$ увеличивается. Это приводит к увеличению падения напряжения $I_a R_a$ в цепи якоря. Согласно формуле, это уменьшает скорость вращения. Этот способ прост в реализации, но неэкономичен, так как значительная часть энергии теряется в виде тепла на дополнительном сопротивлении.

Ответ: Число оборотов якоря в электродвигателе можно изменять тремя основными способами: 1) изменяя напряжение, подаваемое на якорь; 2) изменяя магнитный поток (путём изменения тока в обмотке возбуждения); 3) изменяя сопротивление в цепи якоря.