Номер 44, страница 245 - гдз по физике 8 класс учебник Пёрышкин, Иванов

44. Каков принцип действия электродвигателя?

Принцип действия электродвигателя основан на явлении электромагнетизма, а именно на том факте, что на проводник, по которому течет электрический ток, помещенный в магнитное поле, действует сила. Эта сила, известная как сила Ампера, создает вращающий момент, который заставляет вращаться подвижную часть двигателя. Таким образом, электрическая энергия преобразуется в механическую энергию вращения.

Рассмотрим устройство и работу простого электродвигателя постоянного тока:

• Статор — это неподвижная часть двигателя. Он создает постоянное магнитное поле. В простых двигателях статор состоит из одного или нескольких постоянных магнитов или электромагнитов.
• Ротор (или якорь) — это вращающаяся часть. Он состоит из одной или нескольких обмоток (катушек из проволоки), намотанных на сердечник.
• Коллектор — специальное устройство, соединенное с ротором. Он состоит из разделенных изолирующими промежутками медных полуколец (или пластин). Коллектор служит для изменения направления тока в обмотке ротора.
• Щетки — неподвижные контакты (обычно из графита), которые прижимаются к коллектору и подводят электрический ток от источника питания к обмотке ротора.

Процесс работы можно описать следующими шагами:

1. Через щетки и коллектор на обмотку ротора подается электрический ток.
2. Поскольку ротор находится в магнитном поле статора, на стороны рамки обмотки, по которым течет ток, начинают действовать силы Ампера. Направление этих сил определяется по правилу левой руки.
3. Эти силы направлены в противоположные стороны для разных участков рамки, что создает вращающий момент, заставляющий ротор поворачиваться. Величина силы Ампера для прямолинейного участка проводника описывается формулой: $F = I \cdot B \cdot l \cdot \sin(\alpha)$, где $I$ — сила тока, $B$ — величина вектора магнитной индукции, $l$ — длина проводника в поле, а $\alpha$ — угол между направлением тока и вектором магнитной индукции.
4. Когда ротор поворачивается на 180 градусов, коллекторные пластины меняются местами под щетками. Это приводит к изменению направления тока в обмотке на противоположное.
5. Смена направления тока обеспечивает сохранение направления вращающего момента, и ротор продолжает непрерывно вращаться в ту же сторону.

В двигателях переменного тока принцип схож, но часто основан на создании вращающегося магнитного поля статором, которое увлекает за собой ротор.

Ответ: Принцип действия электродвигателя основан на преобразовании электрической энергии в механическую за счет взаимодействия магнитного поля и проводника с током. Сила Ампера, действующая на обмотку ротора в магнитном поле статора, создает вращающий момент, который приводит ротор в непрерывное вращательное движение.