Номер 4, 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 4, страница 95.

Условие.

4. Как можно изменить направление вращения ротора электродвигателя?

Решение.

Направление вращения ротора электродвигателя определяется направлением силы Ампера, которая действует на проводники с током в обмотке ротора, помещенные в магнитное поле статора. Направление этой силы можно определить с помощью правила левой руки. Оно зависит от двух ключевых факторов: направления электрического тока в обмотке ротора и направления линий магнитного поля.

Математически сила Ампера описывается векторной формулой $ \vec{F}_{А} = I (\vec{l} \times \vec{B}) $, где $\text{I}$ – сила тока, $\vec{l}$ – вектор длины проводника, сонаправленный с током, а $\vec{B}$ – вектор магнитной индукции. Из формулы видно, что для того, чтобы изменить направление силы $ \vec{F}_{А} $ на противоположное, нужно изменить на противоположное направление только одного из векторов: либо тока ($\vec{l}$), либо магнитного поля ($\vec{B}$).

Исходя из этого физического принципа, существует два основных способа изменить направление вращения ротора электродвигателя. Первый способ — это изменить направление тока в обмотке ротора (якоря). На практике это достигается изменением полярности подключения источника питания к щеткам двигателя. Второй способ — изменить направление магнитного поля. Если поле создается электромагнитами статора, то для этого нужно изменить направление тока в их обмотках (также поменяв полярность подключения). Если в двигателе используются постоянные магниты, то для изменения направления поля их пришлось бы физически перевернуть.

Следует особо отметить, что если одновременно изменить и направление тока в роторе, и направление магнитного поля, то направление вращения ротора не изменится, так как двойное изменение направления вернет направление действующей силы к исходному.

В зависимости от типа двигателя могут применяться конкретные схемы реверсирования. Например, для реверса трехфазного асинхронного двигателя достаточно поменять местами подключение любых двух из трех фаз питающего напряжения.

Ответ: Для изменения направления вращения ротора электродвигателя необходимо либо изменить направление тока в обмотке ротора, либо изменить направление магнитного поля, в котором ротор вращается. Менять оба параметра одновременно нельзя, так как это не приведет к изменению направления вращения.