§ 8. Електродвигуни та їх використання. Електровимірювальні прилади

• Назад до змісту

ПОМІРКУЙТЕ І ДАЙТЕ ВІДПОВІДЬ

1. Як довго такий пристрій (мал. 8.3) може обертатися? Де на практиці застосовують описане явище?

Пристрій, зображений на малюнку 8.3, може обертатися доволі тривалий час — доки до нього підводиться електричний струм і функціонує колектор зі щітками. Описане явище (обертання рамки зі струмом у магнітному полі) на практиці є основою роботи електродвигунів та електровимірювальних приладів магнітоелектричної системи (гальванометрів, амперметрів, вольтметрів). Електродвигуни застосовують у побуті (вентилятори, холодильники, пральні машини) та на транспорті (електровози, тролейбуси, трамваї, електромобілі, електросамокати).

ПОМІРКУЙТЕ І ДАЙТЕ ВІДПОВІДЬ

1. Назвіть домашні побутові прилади, які мають електродвигун.

Домашні побутові прилади, які мають електродвигун: холодильник, пральна машина, вентилятор, а також кухонний комбайн, блендер, міксер, пилосос, кондиціонер, фен для волосся та комп’ютер.

ПЕРЕВІРТЕ СЕБЕ

1. Як зміниться характер обертання рамки зі струмом у магнітному полі (мал. 8.3), якщо:
а) поміняти місцями полюси магнітів;
б) поміняти полюси джерела постійного струму;
в) поміняти полюси магнітів і джерела постійного струму?

а) Якщо поміняти місцями полюси магнітів, напрямок обертання рамки зміниться на протилежний.

б) Якщо поміняти полюси джерела постійного струму, напрямок обертання рамки зміниться на протилежний.

в) Якщо одночасно поміняти полюси магнітів і джерела постійного струму, напрямок обертання рамки не зміниться.

2. Чому в разі вмикання лабораторного амперметра чи вольтметра постійного струму (мал. 8.8, 8.9) потрібно зберігати полярність?

У разі недотримання полярності напрямок струму в рамці приладу змінюється на протилежний. Через це сила Ампера повертає рамку зі стрілкою в протилежний бік (ліворуч від нуля), що може призвести до деформації стрілки та псування вимірювального приладу.

3. Чи потрібно дотримуватися правила збереження полярності, використовуючи демонстраційний гальванометр (мал. 8.7)?

Дотримуватися правила збереження полярності для демонстраційного гальванометра не обов’язково, оскільки його нульова позначка розташована посередині шкали. При зміні полярності стрілка приладу просто відхилятиметься в протилежний бік від нуля, вказуючи на відповідний напрямок струму в електричному колі.

4. Чому під час тривалої роботи електродвигуна його корпус стає гарячим?

Під час тривалої роботи електродвигуна його корпус стає гарячим внаслідок виділення тепла в обмотках через наявність активного електричного опору провідників, а також через механічне тертя в підшипниках і колекторно-щітковому вузлі.

5. Як можна охолодити електродвигун?

Електродвигун можна охолодити за допомогою повітряного охолодження (природного або примусового, коли на валу ротора встановлюють вентилятор для обдування корпусу) або рідинного охолодження (шляхом циркуляції води чи спеціального масла навколо нагрівальних елементів двигуна).

6. ККД електродвигуна будівельного крана дорівнює 86 %. Скільки електроенергії він споживає, піднімаючи вантаж масою пів тонни на висоту 20 м?

Відомо:

• $\eta = 86\% = 0{,}86$
• $m = 500\text{ кг}$
• $h = 20\text{ м}$
• $g = 10\text{ м/с}^2$

Знайти:

• $E_{\text{спож}} - ?$

Розв’язання:

$A_{\text{кор}} = m \cdot g \cdot h$

$\eta = \dfrac{A_{\text{кор}}}{E_{\text{спож}}}$

$E_{\text{спож}} = \dfrac{m \cdot g \cdot h}{\eta}$

$E_{\text{спож}} = \dfrac{500 \cdot 10 \cdot 20}{0{,}86} \approx 116279\text{ Дж}$

Відповідь: 116,3 кДж.