Конспект по физике для 8 класса «Действие магнитного поля на проводник с током. Электродвигатели». Как магнитное поле действует на проводник с током. Как магнитное поле действует на рамку с током. Что такое сила Ампера и как определить её направление. Как устроены электродвигатели.
Конспекты по физике Учебник физики Тесты по физике
Действие магнитного поля на
проводник с током. Электродвигатели
■ КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: Сила Ампера; правило левой руки; рамка с током в магнитном поле; электродвигатель.
Опыт Эрстеда показал, что вокруг проводника с током создаётся магнитное поле, которое вызывает отклонение магнитной стрелки. Можно наблюдать и обратное явление, когда поле магнита действует на проводник с током. Это явление лежит в основе принципа работы широко используемых в технике электродвигателей.
СИЛА АМПЕРА.
Магнитное поле действует с некоторой силой на любой проводник с током, находящийся в этом поле. Эта сила называется силой Ампера, по имени учёного, который впервые обнаружил действие магнитного поля на проводник с током. В учебнике указан опыт, из которого видно, что направление силы Ампера зависит от направления тока в проводнике и от направления линий магнитного поля.
Направление силы Ампера можно определить с помощью Правила левой руки: если левую руку расположить так, чтобы линии магнитного поля входили в ладонь перпендикулярно к ней, а четыре пальца были направлены по току, то отставленный на 90° большой палец покажет направление действующей на проводник силы.
В 1820 г А.-М Ампер установил, что два гибких проводника, расположенные параллельно друг другу, испытывают взаимное притяжение, если через них пропустить электрический ток в одном направлении. При противоположных направлениях токов проводники взаимно отталкиваются.
Это объясняется тем, что вокруг первого проводника с током возникает магнитное поле, которое действует с силой Ампера на второй проводник. Магнитное поле, возникающее вокруг второго проводника с током, в свою очередь, действует с силой Ампера на первый проводник. Если в каком-либо из проводников ток отсутствует, проводники друг на друга не действуют.
ВРАЩЕНИЕ РАМКИ С ТОКОМ.
В некоторых технических устройствах используется вращение проводящей рамки с током в магнитном поле. Вместо проволоки подключим к источнику тока легкую проволочную рамку прямоугольной формы. Поместив слева и справа от нее магниты, замкнем цепь и увидим, что рамка повернётся. Если изменить направление тока, то рамка повернётся в другую сторону. При этом в состоянии равновесия плоскость рамки будет ориентирована перпендикулярно силовым линиям магнитного поля.
Используя правило левой руки, вращение рамки с током можно объяснить тем, что на правую и на левую сторону рамки действуют силы Ампера, направленные в противоположные стороны. Под действием этих сил и происходит вращение рамки.
✅ Магнитное поле оказывает вращающее действие на рамку с током.
Свойство рамки с током вращаться в магнитном поле используется в электроизмерительных приборах, таких как вольтметр и амперметр.
ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО ТОКА.
Вращение рамки с током в магнитном поле используется также и в электрических двигателях. Электрический двигатель — это устройство, преобразующее электрическую энергию в механическую работу. Основными частями электродвигателя являются статор и ротор.
Статор (от лат. stator — неподвижный) представляет собой корпус цилиндрической формы, на котором укреплены обмотки, надетые на стальные сердечники. Когда по обмоткам идёт постоянный ток, внутри корпуса возникает магнитное поле.
Ротор (от лат. roto вращающийся), или якорь двигателя, представляет собой совокупность большого числа рамок, по которым пропускают постоянный ток. Магнитное поле статора действует на рамки, и якорь приходит во вращение.
Чтобы якорь вращался непрерывно, на оси ротора закрепляют коллекторные пластины, которые изменяют направление тока в витках якоря.
ПРИМЕНЕНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ДВИГАТЕЛЕЙ.
Электродвигатели по праву могут считаться одним из величайших изобретений всех времён. Они нашли применение в самых разных областях нашей жизни. Например, электродвигатели присутствуют во всех электробытовых приборах от кофемолок и фенов до стиральных и посудомоечных машин, в электроинструментах, электротранспорте, промышленных станках и других устройствах.
В отличие от тепловых двигателей электрические двигатели не выделяют в процессе работы вредных газов, дыма и пара и, следовательно, не загрязняют окружающую среду городов. КПД электрических двигателей существенно превышает КПД тепловых механизмов. Поэтому в последнее время становится всё больше и больше видов транспорта, работающего на электрической энергии. Электродвигатели приводят в движение электровозы, троллейбусы, поезда метро, электромобили, беспилотные летательные аппараты и т. д. На смену автобусам и троллейбусам уже приходят электробусы. Инженеры разрабатывают модели электрических самолётов, которые могут поступить в эксплуатацию в ближайшем будущем.
Современные электродвигатели нашли своё применение в гибридных автомобилях, в которых используются два источника энергии, например нефтепродукты и электричество. В системе гибридных автомобилей бензиновый двигатель работает совместно с электродвигателем, что обеспечивает экономию топлива во время поездки и снижение вредных выбросов в окружающую среду. Обычно электродвигатель включается при разгоне автомобиля, при движении в гору или при обгоне, когда нужна дополнительная мощность.
ВЫВОД
✅ Силой Ампера называется сила, с которой магнитное поле действует на любой проводник с током, находящийся в этом поле.
✅ Электрический двигатель — это устройство, преобразующее электрическую энергию в механическую работу. Основными частями электродвигателя являются статор и ротор.
Вы смотрели Конспект по физике для 8 класса «Действие магнитного поля на проводник с током. Электродвигатели».
Вернуться к Списку конспектов по физике (Оглавление).