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[课外空间]

电动机

电动机分直流和交流两大类。后者又分异步电动机和同步电动机两种。异步电动机的定子铁芯由许多硅钢片相互绝缘叠压成筒形结构,内表面有凹槽,定子线圈绕组就放在这些槽里 。转子也用硅钢片叠压而成 ,固定在机轴上。若异步电动机的定子线圈通过交流电,就形成旋转磁场。处在磁场里的转子产生感应电流与磁场相互作用 ,使转子旋转。其转速总是小于旋转磁场的转速 ,故名异步电动机。同步电动机的定子与异步电动机相同 ,转子线圈通电时产生固定磁场 ,定子的旋转磁场以一定转速旋转,吸引转子和它同步旋转。直流电动机与直流发电机完全相同 ,可以互用。其定子产生固定磁场 ,转子通过换向器使线圈在各个位置上有固定的电流方向 。通电的转子线圈在定子的磁场作用下磁转。直流电动机按激磁方式 (磁极的激磁绕组与电枢绕组的连接方式)的不同可分为他激、并激、串激和复激等几种。

凡容量在100kW以下没有特殊要求的机械可都用某种异步电动机。对起动力较大而调速范围不大的设备(如吊车、绞车和升降机等 )宜用同步电动机。直流电动机的主要特点是起动力矩较大并可在较大范围内连续调速 ,适合于某些刨床、铣床和轧钢机的控制设备 ,以及汽车、电气火车和市内电车等。按电动机的结构型式有防护式和封闭式等 。防护式电动机用保护罩隐蔽通风孔,防止铁屑和雨水等进入内部;封闭式电动机没有通风孔,靠电动机自身表面散热 ,灰尘和水气不能进入内部   ,特别适用于工地  、锅炉房、化工厂等灰尘、潮气和腐蚀性气体较多的地方。

拖“辫子”的电动机

在地壳与大气层的电离之间,竟存在着有3×105V电位差的大气电场 ,这大气电场虽然很高,但由于空气的电导很小 ,产生的电流非常微小。

大气电场虽然早被发现,但一直无法利用。人们发现了一种能长久保持带电状态的物质 --驻极体以后,有人利用它的开缝效应制成一种新型电动机。这种电动机需要高电压(几千伏以上 )和低电流(几毫安、甚至几微安)的电源才能工作,而大气电场恰好具备这些特点  。于是一台既不用直流 ,又不用交流的特殊电动机在美国西弗吉尼亚大学问世了,它被称为“大气电场电动机”。

这台电动机拖着两根长长的“辫子”,一根与该大学一幢 11层的大楼上的天线相接 ,另一根与地线相接。这样可从大气电场里获得上千伏的电压和1UA的电流,电动机每分钟可转几百次 。大气电场电动机由三个圆盘组成,上、下两个圆盘用铝箔和云母胶合而成,并在铝箔中间开一道细缝 ,细缝两边的电极分别加上不同极性的电压时 ,中间的驻极体就会受到一个与两个电极平行的作用力  ,于是转动起来。电机的转轴是一根有机玻璃棒 ,两端用宝石轴承支持着。

目前,大气电场电动机的最大功率已超过100W,但如用作动力装置尚有一定距离。如果将来能设计出一种能获得较大电流的天线 ,使更大功率的大气电场电动机转动,那么,人类就能从大气电场这个天然发电厂里取得廉价电力了 。

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5、为了探究通电线圈受力转动的具体情况 ,需要对电动机的部件进行合理的简化,简化的情况是:电动机转子上的线圈组                   

             一个线圈中的一段导线。

[拓展提高]

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4、电动机模型正确安装后,接通电源,线圈中有电流时 ,电动机不转,不可能造成这一现象的原因是(    )

A、受的摩擦力太大     B、电源的正负极接反了

 C、电源电压太低    D、磁体的磁性太弱  

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3、拆开实际的电动机后发现,它的内部结构由装有    的定子和嵌有       的转子组成。拆开模型电动机后发现,它的内部主要由         组成。可见,电动机的两个最主要的部件是           

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2、  让电动机转起来的活动中 :

(1)把电源、开关、电动机用导线连接起来组成一个电路 ,画出你的电路图 。

(2)闭合开关,发现电动机不转 ,不转的原因可能是         。为了使其转动 ,你进行的操作是                

(3)与其他同学交流,你们的电动机转动的方向是否完全一致?探讨一下让电动机转动的方向一致有哪些方法?

(4)将你的电源正负极对调后,电动机转动方向是否改变?

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1、  下列家用电器中没有电动机的是:(     )

A 、洗衣机  B、电风扇  C、电饭锅  D、电冰箱

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