Номер 5, страница 218 - гдз по физике 8 класс учебник Закирова, Аширов

5. Каким образом осуществляется смена направления тока в электродвигателе?

Смена направления тока в электродвигателе (постоянного тока) является ключевым процессом для обеспечения его непрерывного вращения. Эта функция выполняется с помощью специального узла, состоящего из коллектора и щёток.

Коллектор — это цилиндрический узел, закрепленный на валу ротора (якоря), который состоит из набора изолированных друг от друга медных пластин (ламелей). Каждая пара пластин подключена к концам одной из обмоток якоря.

Щётки — это неподвижные токопроводящие контакты (обычно из графита), которые под действием пружин прижимаются к поверхности вращающегося коллектора. Через щётки подаётся электрический ток от источника питания.

Принцип действия следующий: ток от источника через одну щётку поступает на пластину коллектора, затем в обмотку якоря. Взаимодействие магнитного поля якоря с магнитным полем статора создает вращающий момент (силу Ампера), который заставляет ротор вращаться. Пройдя через обмотку, ток выходит через другую пластину коллектора и вторую щётку.

Когда ротор поворачивается на 180 градусов, вращается и коллектор. В результате этого поворота щётки соскальзывают со своих пластин на соседние. Таким образом, каждая щётка теперь контактирует с той пластиной, с которой до этого контактировала другая щётка. Это приводит к тому, что направление тока в обмотке якоря меняется на противоположное. Изменение направления тока обеспечивает сохранение направления вращающего момента, и ротор продолжает вращаться в ту же сторону, не останавливаясь и не меняя направление вращения. Этот процесс переключения называется коммутацией и повторяется каждые пол-оборота.

Ответ: Смена направления тока в электродвигателе осуществляется при помощи коллекторно-щёточного узла. Коллектор, вращаясь вместе с ротором, и неподвижные щётки действуют как автоматический механический переключатель, который реверсирует направление тока в обмотках ротора каждый раз, когда он поворачивается на 180 градусов, обеспечивая тем самым непрерывное вращение.