Номер 3, страница 95 - гдз по физике 9 класс учебник Хижнякова, Синявина

Глава 3. Магнитное поле. Параграф 15. Действие магнитного поля на рамку с током. Электродвигатель. Вопросы - номер 3, страница 95.

Условие.

3. Используя рис. 94, назовите основные части электродвигателя. Объясните действие электродвигателя.

Решение.

Назовите основные части электродвигателя

Поскольку рисунок 94 недоступен, будут перечислены основные части типового электродвигателя постоянного тока. К ним относятся: статор — неподвижная часть, которая создает магнитное поле (чаще всего это постоянный магнит или электромагнит); ротор (якорь) — подвижная, вращающаяся часть, состоящая из сердечника и обмотки (катушки из провода), по которой пропускается электрический ток; коллектор — специальный переключатель, состоящий из изолированных друг от друга полуколец, который вращается вместе с ротором и служит для изменения направления тока в обмотке; щётки — неподвижные контакты (обычно графитовые), которые прижимаются к коллектору и подводят ток от внешнего источника к обмотке ротора.

Ответ: Основные части электродвигателя: статор, ротор (якорь), коллектор и щётки.

Объясните действие электродвигателя

Принцип действия электродвигателя основан на возникновении силы Ампера, которая действует на проводник с током, помещенный в магнитное поле. Когда электрический ток от источника питания через щётки и коллектор поступает в обмотку ротора, находящуюся в магнитном поле статора, на проводники обмотки начинает действовать сила Ампера. Направление этой силы определяется по правилу левой руки. Поскольку ток в противоположных сторонах рамки обмотки течет в разных направлениях, то и силы Ампера, действующие на них, направлены в противоположные стороны. Эта пара сил создает вращающий момент, который заставляет ротор вращаться. Величина силы Ампера рассчитывается по формуле $F_A = I \cdot B \cdot l \cdot \sin(\alpha)$, где $\text{I}$ — сила тока, $\text{B}$ — индукция магнитного поля, $\text{l}$ — длина проводника, а $\alpha$ — угол между направлением тока и линиями магнитной индукции. После поворота ротора на пол-оборота, коллектор переключает контакты, меняя направление тока в обмотке на противоположное. Благодаря этому вращающий момент сохраняет свое направление, и ротор продолжает непрерывно вращаться. Инерция помогает ротору проходить положения, где вращающий момент минимален. Таким образом, электрическая энергия преобразуется в механическую энергию вращения.

Ответ: Действие электродвигателя основано на силе Ампера, которая создает вращающий момент, заставляющий ротор вращаться. Для обеспечения непрерывного вращения в одном направлении используется коллектор, который периодически изменяет направление тока в обмотке ротора.