Дія магнітного поля на провідник зі струмом
Ми знаємо, що провідники зі струмами взаємодіють один з одним з деякою силою (§ 37). Це пояснюється тим, що на кожен провідник зі струмом діє магнітне поле струму іншого провідника.
Взагалі магнітне поле діє з деякою силою на будь провідник зі струмом, що знаходиться в цьому полі.
На малюнку 117, а зображений провідник АВ, підвішений на гнучких проводах, які приєднані до джерела струму. Провідник АВ поміщений між полюсами дугоподібного магніту, т. Е. Знаходиться в магнітному полі. При замиканні електричного кола провідник приходить в рух (рис. 117, б).
Напрямок руху провідника залежить від напрямку струму в ньому і від розташування полюсів магніту. В даному випадку струм направлений від А до Б, і провідник відхилився вліво. При зміні напрямку струму на протилежне провідник переміститься вправо. Точно так же провідник змінить напрям руху при зміні розташування полюсів магніту.
Практично важливе значення має обертання провідника зі струмом в магнітному полі.
На малюнку 118 зображено прилад, за допомогою якого можна продемонструвати такий рух. У цьому приладі легка прямокутна рамка ABCD насаджена на вертикальну вісь. На рамці покладена обмотка, що складається з декількох десятків витків дроту, покритої ізоляцією. Кінці обмотки приєднані до металевих півкільця 2: один кінець обмотки приєднаний до одного півкільцю, інший – до іншого.
Кожне півкільце притискається до металевої платівці – щітці 1. Щітки служать для підведення струму від джерела до рамки. Одна щітка завжди з’єднана з позитивним полюсом джерела, а інша – з негативним.
Ми знаємо, що струм в ланцюзі спрямований від позитивного полюса джерела до негативного, отже, в частинах рамки АВ і DC він має протилежний напрямок, тому ці частини провідника будуть переміщатися в протилежні сторони і рамка повернеться. При повороті рамки приєднані до її кінців півкільця повернуться разом з нею і кожне притисне до іншої щітці, тому струм в рамці змінить напрям на протилежний. Це потрібно для того, щоб рамка продовжувала обертатися в тому ж напрямку.
Обертання котушки зі струмом в магнітному полі використовується в пристрої електричного двигуна.
У технічних електродвигунах обмотка складається з великої кількості витків дроту. Ці витки укладають у пази (прорізу), зроблені уздовж бічної поверхні залізного циліндра. Цей циліндр потрібен для посилення магнітного поля. На малюнку 119 зображено схема такого пристрою, воно називається якорем двигуна. На схемі (вона дана в перпендикулярному перетині) витки дроту показані кружечками.
Магнітне поле, в якому обертається якір такого двигуна, створюється сильним електромагнітом. Електромагніт харчується струмом від того ж джерела струму, що і обмотка якоря. Вал двигуна, що проходить по центральній осі залізного циліндра, з’єднують з приладом, який приводиться двигуном в обертання.
Двигуни постійного струму знайшли особливо широке застосування на транспорті (електровози, трамваї, тролейбуси).
Є спеціальні безіскрові електродвигуни, які застосовують в насосах для викачування нафти з свердловин.
У промисловості застосовують двигуни, що працюють на змінному струмі (їх ви будете вивчати в старших класах).
Електричні двигуни мають низку переваг. При однаковій потужності вони мають менші розміри, ніж теплові двигуни. При роботі вони не виділяють газів, диму і пари, а значить, не забруднюють повітря. Їм не потрібен запас палива і води. Електродвигуни можна встановити в зручному місці: на верстаті, під підлогою трамвая, на візку електровоза. Можна виготовити електричний двигун будь-якої потужності: від декількох ватів (в електробритвах) до сотень і тисяч кіловат (на екскаваторах, прокатних станах, кораблях).
Коефіцієнт корисної дії потужних електричних двигунів досягає 98%. Такого високого ККД не має ніякої іншої двигун.
Російський фізик. Прославився відкриттям гальванопластики Побудував першу електродвигун, телеграфний апарат, що друкує літери.
Один з перших у світі електричних двигунів, придатних для практичного застосування, був винайдений російським ученим Борисом Семеновичем Якобі в 1834 р
Питання
Як показати, що магнітне поле діє на провідник зі струмом, що знаходиться в цьому полі?
Користуючись малюнком 117, поясніть, від чого залежить напрямок руху провідника зі струмом в магнітному полі.
За допомогою якого приладу можна здійснити обертання провідника зі струмом в магнітному полі? За допомогою якого пристрою в рамці змінюють напрямок струму через кожні півоберта?
Опишіть пристрій технічного електродвигуна.
Де застосовуються електричні двигуни? Які їх переваги порівняно з тепловими?
Хто і коли винайшов перший електродвигун, придатний для практичного застосування?
(1 votes, average: 5.00 out of 5)