Nếu có dịp đến các công viên, các em sẽ được ngồi trên những toa của một đoàn tàu nhỏ, chạy trên những đường ray đặt cao ngang tầm nóc nhà để dạo quanh công viên, ngắm nhìn thành phố. Các em biết không, đoàn tàu đó chạy rất êm, không hề nhả khói, không tiêu tốn xăng điện mà chạy được bằng nhờ dòng điện. Làm thế nào để dòng điện có thể làm quay động cơ và vận hành cả đoàn tàu hàng chục tấn?
Để trả lời được các câu hỏi trên mời các em cùng nghiên cứu Bài 28: Động cơ điện một chiều
Động cơ điện một chiều có hai bộ phận chính là:
Nam châm tạo ra từ trường
Khung dây dẫn có dòng điện chạy qua
Bộ phận góp điện: để khung dây có thể quay liên tục
Thanh quẹt C1, C2 đư dòng điện từ nguồn điện vào khung dây
Động cơ điện một chiều hoạt động dựa trên tác dụng của từ trường lên khung dây dẫn có dòng điện chạy qua đặt trong từ trường. Khi hoạt động động cơ điện một chiều biến điện năng của dòng điện một chiều thành cơ năng.
Động cơ điện một chiều có hai bộ phận chính là nam châm điện nam châm tạo ra từ trường ( bộ phận đứng yên) và khung dây dẫn cho dòng điện chạy qua ( bộ phân quay). Bộ phận quay được gọi là rôto
Khi đặt khung dây dẫn ABCD trong từ trường và cho dòng điện chạy qua khung thì dưới tác dụng của lực điện từ, khung dây sẽ quay
Trong động cơ điện kỹ thuật, bộ phận tạo ta từ trường là nam châm điện
Bộ phận quay của động cơ điện kỹ thuật không đơn giản là một khung dây mà gồm nhiều cuộn dây đặt lệch nhau và song song với trục của một khối trụ làm bằng các lá thép kỹ thuật ghép lại
Ngoài động cơ điện một chiều còn có động cơ điện xoay chiều
Hình 28.1 trình bày một động cơ điện gọi là “Bánh xe Bác-lô”. Có một đĩa bằng đồng đặt thẳng đứng giữa hai cực của một nam châm hình chữ U và có thể dễ dàng quay xung quanh một trục nằm ngang PQ làm bằng kim loại. Mép dưới của đĩa chạm vào thủy ngân được đựng trong một cái chậu. Nối trục của đĩa và thủy ngân vào hai cực của một nguồn điện thì thấy đĩa quay.
Đây là một “động cơ điện” thô sơ, phát minh bởi P.Bác-lô (Peter Barlon, 1766-1862). Hãy giải thích hoạt động của động cơ này.
Dòng điện chạy từ trục đĩa theo đường bán kính OA (A là điểm mà đĩa tiếp xúc với thủy ngân). Lực điện từ do từ trường của nam châm tác dụng vào dòng điện (theo quy tắc bàn tay trái) là lực kéo OA ra phía ngoài nam châm. Kết quả là đĩa quay theo chiều kim đồng hồ như đã biểu diễn trên hình 28.1
Hình 28.2 vẽ cắt ngang một khung dây dẫn có dòng điện chạy qua được đặt trong từ trường. Ban đầu hai cạnh của khung dây có vị trí 1. Do tác dụng của lực điện từ, khung quay lần lượt qua các vị trí 2, 3, 4, 5, 6.
a. Biểu diễn lực điện từ tác dụng lên khung tại các vị trí xác định ở trên.
b. Tại vị trí thứ 6, lực điện từ có tác dụng làm khung quay không? Nếu do quán tính, khung quay thêm một chút nữa thì tại vị trí mới, lực điện từ sẽ tác dụng làm khung quay như thế nào?
c. Giả sử khi đã vượt vị trí thứ 6, ta đổi chiều dòng điện trong khung, hiện tượng sẽ ra sao?
a. Lực điện từ tác dụng lên khung tại các vị trí từ 1 đến 6 được biểu diễn trên hình 28.2
Qua bài này, các em sẽ được làm quen với các kiến thức liên quan đến Động cơ điện một chiều cùng với các bài tập liên quan theo nhiều cấp độ từ dễ đến khó…, các em cần phải nắm được:
Nguyên tắc cấu tạo và hoạt động của động cơ điện 1 chiều
Động cơ điện một chiều trong kỹ thuật
Các em có thể hệ thống lại nội dung kiến thức đã học được thông qua bài kiểm tra Trắc nghiệm Vật lý 9 Bài 28 cực hay có đáp án và lời giải chi tiết.
Rôto của một động cơ điện một chiều trong kỹ thuật được cấu tạo như thế nào?
Muốn cho động cơ điện quay được, cho ta cơ năng thì phải cung cấp cho nó năng lượng dưới dạng nào?
Câu 3-5: Mời các em đăng nhập xem tiếp nội dung và thi thử Online để củng cố kiến thức về bài học này nhé!
Các em có thể xem thêm phần hướng dẫn Giải bài tập Vật lý 9 Bài 28để giúp các em nắm vững bài học và các phương pháp giải bài tập.
Bài tập C1 trang 76 SGK Vật lý 9
Bài tập C2 trang 76 SGK Vật lý 9
Bài tập C3 trang 76 SGK Vật lý 9
Bài tập C4 trang 77 SGK Vật lý 9
Bài tập C5 trang 78 SGK Vật lý 9
Bài tập C6 trang 78 SGK Vật lý 9
Bài tập C7 trang 78 SGK Vật lý 9
Bài tập 28.1 trang 64 SBT Vật lý 9
Bài tập 28.2 trang 64 SBT Vật lý 9
Bài tập 28.3 trang 65 SBT Vật lý 9
Bài tập 28.4 trang 65 SBT Vật lý 9
Bài tập 28.5 trang 65 SBT Vật lý 9
Bài tập 28.6 trang 65 SBT Vật lý 9
Bài tập 28.7 trang 65 SBT Vật lý 9
Bài tập 28.8 trang 65 SBT Vật lý 9
Trong quá trình học tập nếu có thắc mắc hay cần trợ giúp gì thì các em hãy comment ở mục Hỏi đáp, Cộng đồng Vật lý DapAnHay sẽ hỗ trợ cho các em một cách nhanh chóng!
Chúc các em học tập tốt và luôn đạt thành tích cao trong học tập!
-- Mod Vật Lý 9 DapAnHay
Rôto của một động cơ điện một chiều trong kỹ thuật được cấu tạo như thế nào?
Muốn cho động cơ điện quay được, cho ta cơ năng thì phải cung cấp cho nó năng lượng dưới dạng nào?
Ưu điểm nào dưới đây không phải là ưu điểm của động cơ điện?
Điều nào sau đây là sai khi nói về cấu tạo của động cơ điện một chiều trong thực tế ?
Động cơ điện một chiều hoạt động dựa trên tác dụng nào dưới đây?
Biểu diễn lực điện từ tác dụng lên đoạn AB và CD của khung dây dẫn khi có dòng điện chạy qua như hình 28.1 SGK.
Dự đoán xem có hiện tượng gì xảy ra với khung dây khi đó:
Hãy làm thí nghiệm kiểm tra dự đoán của em bằng cách bật công tắc cho dòng điện đi vào khung dây mô hình.
Nhận xét về sự khác nhau của hai bộ phận chính của nó so với mô hình động cơ điện mà em mới tìm hiểu.
Khung dây trong hình 28.3 SGK quay theo chiều nào?
Tại sao khi chế tạo động cơ điện có công suất lớn, người ta không dùng nam châm vĩnh cửu để tạo ra từ trường.
Kể một số ứng dụng của động cơ điện mà em biết?
Hình 28.1 trình bày một động cơ điện gọi là “Bánh xe Bác-lô”. Có một đĩa bằng đồng đặt thẳng đứng giữa hai cực của một nam châm hình chữ U và có thể dễ dàng quay xung quanh một trục nằm ngang PQ làm bằng kim loại. Mép dưới của đĩa chạm vào thủy ngân được đựng trong một cái chậu. Nối trục của đĩa và thủy ngân vào hai cực của một nguồn điện thì thấy đĩa quay.
Đây là một “động cơ điện” thô sơ, phát minh bởi P.Bác-lô (Peter Barlon, 1766-1862). Hãy giải thích hoạt động của động cơ này.
Hình 28.2 vẽ cắt ngang một khung dây dẫn có dòng điện chạy qua được đặt trong từ trường. Ban đầu hai cạnh của khung dây có vị trí 1. Do tác dụng của lực điện từ, khung quay lần lượt qua các vị trí 2, 3, 4, 5, 6.
a. Biểu diễn lực điện từ tác dụng lên khung tại các vị trí xác định ở trên.
b. Tại vị trí thứ 6, lực điện từ có tác dụng làm khung quay không? Nếu do quán tính, khung quay thêm một chút nữa thì tại vị trí mới, lực điện từ sẽ tác dụng làm khung quay như thế nào?
c. Giả sử khi đã vượt vị trí thứ 6, ta đổi chiều dòng điện trong khung, hiện tượng sẽ ra sao?
Ưu điểm nào dưới đây không phải là ưu điểm của động cơ điện?
A. Không thải ra ngoài các chất khí hay hơi làm ô nhiễm môi trường xung quanh.
B. Có thể có công suất từ vài oát đến hàng trăm, hàng ngàn, chục ngàn kilôoat.
C. Hiệu suất rất cao, có thể đạt tới 98%.
D. Có thể biến đổi trực tiếp năng lượng của nhiên liệu thành cơ năng.
Hãy ghép mỗi phần a, b, c, d, e với một phần 1, 2, 3, 4, 5, 6 để được một câu có nội dung đúng.
a. Động cơ điện hoạt động dựa vào
b. Nam châm điện hoạt động dựa vào
c. Nam châm vĩnh cửu được chế tạo dựa vào
d. Động cơ điện là động cơ trong đó
e. Đông cơ nhiệt là động cơ trong đó
1. sự nhiễm từ của sắt, thép.
2. năng lượng của nhiên liệu bị đốt cháy chuyển thành cơ năng.
3. tác dụng của từ trường lên dòng điện đặt trong từ trường.
4. tác dụng từ của dòng điện.
5. khả năng giữ được từ tính lâu dài của thép sau khi nhiễm từ.
6. Điện năng chuyển hóa thành cơ năng.
Động cơ điện một chiều quay được do tác dụng của lực nào?
A. Lực hấp dẫn B. Lực đàn hồi
C. Lực từ D. Lực điện từ
Trong động cơ điện một chiều, nếu thay bộ góp điện gồm hai vành bán khuyên bằng một bộ góp điện gồm hai vành khuyên thì động cơ có quay được liên tục không? Tại sao?
Rôto của một động cơ điện một chiều trong kỹ thuật được cấu tạo như thế nào?
A. Là một nam châm vĩnh cửu có trục quay.
B. Là một nam châm điện có trục quay.
C. Là một cuộn dây dẫn có thể quay quanh cùng một trục.
D. Là nhiều cuộn dây dẫn quấn quanh một lõi thép gắn với vỏ máy.
Muốn cho động cơ điện quay được, cho ta cơ năng thì phải cung cấp cho nó năng lượng dưới dạng nào?
A. Động năng.
B. Thế năng.
C. Nhiệt năng.
D. Điện năng.
Họ và tên
Tiêu đề câu hỏi
Nội dung câu hỏi
A. Rôto gồm nhiều khung dây đặt trong các rãnh xẻ dọc theo mặt ngoài của một trụ sắt.
B. Trụ sắt là do một số lớn các lá sắt đặc biệt gọi là tôn silic ghép cách điện với nhau hợp thành.
C. Stato của động cơ làm bằng nam châm vĩnh cửu.
D. Cổ góp điện gồm nhiều vành cung hợp thành.
Câu trả lời của bạn
Chọn C
Câu sai: Stato của động cơ làm bằng nam châm vĩnh cửu.
A. Động năng
B. Thế năng
C. Nhiệt năng
D. Điện năng
Câu trả lời của bạn
Chọn D
Muốn cho động cơ điện quay được, cho ta cơ năng thì phải cung cấp năng lượng dưới dạng điện năng.
Câu trả lời của bạn
- Trong mô hình động cơ điện, bộ phận tạo ra từ trường là nam châm điện. Trong động cơ điện kĩ thuật, bộ phận tạo ra từ trường là nam châm điện.
- Trong mô hình động cơ điện, bộ phận quay là khung dây dẫn. Trong động cơ điện kĩ thuật, bộ phận quay không đơn giản là một khung dây mà gồm nhiều cuộn dây đặt lệch nhau và song song với trục của một khối trụ làm bằng các lá thép kĩ thuật ghép lại.
A. Xuất hiện dòng điện một chiều.
B. Xuất hiện dòng điện xoay chiều.
C. Xuất hiện dòng điện không đổi.
D. Không xuất hiện dòng điện.
Câu trả lời của bạn
Khi cho cuộn dây dẫn kín quay trong từ trường của một nam châm thì trong cuộn dây xuất hiện dòng điện xoay chiều.
Lúc 7 giờ một người đang ở A chuyển động thẳng đều với vận tộc 10m/s đuổi theo nguoi ở B đang chuyển động thẳng đều với vận tốc 18 km/h biết AB = 36km. Chọn trục tọa độ trùng với quỹ đạo chuyển động chiều dương là chiều chuyển động gốc tọa độ
a) lập pt chuyển động mỗi xe
b) tìm vị trí và thời điễm hai xe gặp nhau (2h;36km)
C) t2im lại kết quả câu b bằng đồ thị
Câu trả lời của bạn
A. Sự nhiễm từ của sắt, thép
B. Tác dụng của từ trường lên khung dây dẫn có dòng điện chạy qua
C. Khả năng giữ được từ tính lâu dài của thép
D. Tác dụng của dòng điện lên dây dẫn thẳng có dòng điện chạy qua.
Câu trả lời của bạn
Chọn B
Động cơ điện 1 chiều hoạt động dựa trên tác dụng của từ trường lên khung dây dẫn có dòng điện chạy qua.
Câu trả lời của bạn
Câu trả lời của bạn
Khi chế tạo động cơ điện có công suất lớn, người ta không dùng nam châm vĩnh cửu để tạo ra từ trường vì nam châm vĩnh cửu không tạo ra từ trường mạnh như nam châm điện.
Câu trả lời của bạn
Động cơ điện trong các đồ chơi trẻ em. Động cơ điện trong các dụng cụ gia đình như: quạt điện, máy bơm, máy giặt...
Ví dụ về ứng dụng của động cơ điện một pha
Câu trả lời của bạn
Các vật dụng trong gia đình như quạt điện, bếp lò, máy xay sinh tố,...
Các đồ dùng điện trong gia đình chúng ta chỉ có 1 pha.
Nêu sự giống và khác nhau của động cơ điện 1 chiều và máy phát điện một chiều
Câu trả lời của bạn
- Động cơ điện một chiều là động cơ điện hoạt động với dòng điện một chiều. Stator của động cơ điện 1 chiều thường là 1 hay nhiều cặp nam châm vĩnh cửu hay nam châm điện, rotor có các cuộn dây quấn và được nối với nguồn điện một chiều, một phần quan trọng khác của động cơ điện 1 chiều là bộ phận chỉnh lưu, nó có nhiệm vụ là đổi chiều dòng điện trong khi chuyển động quay của rotor là liên tục.
- Máy phát điện xoay chiều có một loại là nam châm quay, cuộn dây đứng yên; loại kia thì nam châm đứng yên, cuộn dây quay. Loại có cuộn dây quay còn có thêm bộ góp điện gồm vành khuyên và thanh quét, giúp đưa dòng điện ra ngoài dễ dàng. Khi nam châm hoặc cuộn dây quay thì sẽ xuất hiện dòng điện xoay chiều.
C1:Kể một số ứng dụng của động cơ điện mà em biết?
C2:
7. Với số liệu bài 6, hỏi tốc độ của viên bi lúc rời khỏi bàn ?
A. 4,28 m/s;
B. 3 m/s;
C. 12 m/s;
D. 6 m/s;
Câu trả lời của bạn
C2:Áp dụng công thức tích từ xa:
L = V0 => V0 = L
=> V0 = 1.5x = 1,5 . 2
=> V0 = 3m/s
Chọn đáp án: B
Kể một số ứng dụng của động cơ điện mà em biết ?
Câu trả lời của bạn
Động cơ điện có rất nhiều ứng dụng như: quạt, máy bơm, máy giặt ,...
Tại sao khi chế tạo động cơ điện có công suất lớn, người ta không dùng nam châm vĩnh cửu để tạo ra từ trường?
Câu trả lời của bạn
Người ta không dùng nam châm vĩnh cửu do nam châm vĩnh cửu có lực từ yếu.
1 nguồn điện có hiệu điện thế ổn định là 220V được đưa đến nơi tiêu thụ. nguồn điện này cách nơi tiêu thụ 10km. nơi tiêu thụ gồm 100 bóng đèn (220V-100W) mắc song song. tính:
a) điện trở của dây tải điện? Biết dây tải điện có tiết diện 1 cm2 và điện trở suất là 1,6.10−81,6.10−8 ôm.mét
b) điện trở của mạng điện tại nơi sử dụng
c) cường độ dòng điện trên dây tải điện
d) hiệu điện thế sụt trên đường dây
e) hiệu điện thế làm việc của các đèn nơi tiêu thụ bằng bao nhiêu? đèn sáng thế nào?
f) nếu tại nguồn có máy biến thế để biến đổi điện thế từ 200V thành 365V trước khi chuyển về nơi tiêu thụ thì tại nơi tiêu thụ điện thế sẽ bằng bao nhiêu?
Câu trả lời của bạn
Giải:
a) Đổi:
\(l=10km=1000m\\ S=1cm^2=0,0001m^2\)
Điện trở của dây tải điện là:
\(R=\dfrac{\rho.l}{S}=\dfrac{1,6.10^{-8}.10000}{0,0001}=1,6\left(\Omega\right)\)
b) Điện trở của một bóng đèn là:
\(P=\dfrac{U^2}{R_{đèn}}\Rightarrow R_{đèn}=\dfrac{U^2}{P}=\dfrac{220^2}{100}=484\left(\Omega\right)\)
Điện trở của hai bóng đèn như thế mắc song song là:
\(R_{2đ}=\dfrac{R_{đèn}.R_{đèn}}{R_{đèn}+R_{đèn}}=\dfrac{484.484}{484+484}=\dfrac{484}{2}=242\left(\Omega\right)\)
Điện trở của ba bóng đèn như thế mắc song song là:
\(R_{3đ}=\dfrac{R_{2đ}.R_{đèn}}{R_{2đ}+R_{đèn}}=\dfrac{242.484}{242+484}=\dfrac{484}{3}\left(\Omega\right)\)
Như vậy khi mắc thêm một bóng đèn như thế nữa thì mẫu số sẽ tăng lên một đơn vị và tử vẫn giữ nguyên (điện trở của một đèn), nên khi mắc 100 bóng đèn như thế song song với nhau thì điện trở của mạch sẽ là:
\(R_{mạch}=\dfrac{R_{đèn}}{100}=\dfrac{484}{100}=4,84\left(\Omega\right)\)
c) Cường độ dòng điện trên dây tải là:
\(I=\dfrac{U}{R}=\dfrac{220}{1,6}=137,5\left(A\right)\)
d)Công suất hao phí do tỏa nhiệt trên dây là:
\(P_{hp}=\dfrac{R.P^2}{U^2}=\dfrac{1,6.100^2}{220^2}\approx0,33\left(W\right)\)
Hiệu điện thế sụt trên đường dây là:
\(P_{hp}=\dfrac{U'^2}{R}\Rightarrow U'=\sqrt{P_{hp}.R}=\sqrt{0,33.1,6}\approx0,73\left(V\right)\)
e)Vì 100 đèn đó mắc song song với nhau nên:
Hiệu điện thế làm việc của các đèn là:
\(U_1=U_2=U_3=.....=U_{100}=U_{sửdung}=U-U'=220-0,73=219,27\left(V\right)\)
Vì hiệu điện thế nơi sử dụng nhở hơn hiệu điện thế định mức nên cường độ dòng điện sử dụng sẽ nhỏ hơn cường độ định mức, vậy đèn sáng yếu hơn bình thường.
f) Công suất hao phí lúc này là:
\(P'_{hp}=\dfrac{R.P^2}{U_{biến}^2}=\dfrac{1,6.100^2}{365^2}\approx0,12\left(W\right)\)
Hiệu điện thế sụt trên đường dây lúc này là:
\(P'_{hp}=\dfrac{U_{giảm}^2}{R}\Rightarrow U_{giảm}=\sqrt{P'_{hp}.R}=\sqrt{0,12.1,6}=\approx0,44\left(V\right)\)
Hiệu điện thế nơi sử dụng lúc này là:
\(U'_{sửdung}=U_{biến}-U_{giảm}=365-0,44=364,56\left(V\right)\)
Vậy:.....
Một động cơ điện 220V-2,2kW được dùng ở hiệu điện thế 220V để quay một máy điện .
a)Tính công của dòng điện trong thời gian 5 phút
b)Tính chỉ số của công tơ khi động cơ chạy trong 5h?Tính cường độ dòng điện chạy qua động cơ 30 ngày biết 1kW.h=700đ
Câu trả lời của bạn
Tóm tắt :
\(U=220V\)
\(P=2,2kW=2200W\)
\(t=5'=300s\)
a) \(A=?\)
GIẢI :
a) Cường độ dòng điện đo bằng Ampe kế là :
\(P=U.I=>I=\dfrac{P}{U}=\dfrac{2200}{220}=10\left(A\right)\)
Công của dòng điện là :
\(A=U.I.t=220.10.300=660000\left(J\right)\)
b) Ta có : \(1kWh=3600000J\)
\(=>P=\dfrac{A}{t}=\dfrac{3600000}{86400}\approx41,67\left(W\right)\)
\(=>I=\dfrac{P}{U}=\dfrac{41,67}{220}\approx0,19\left(A\right)\)
Trong động cơ điện một chiều, nếu thay đổi bộ góp điện gồm hai vành bán khuyên thì động cơ điện có quay được liên tục hay không? Tại sao?
Câu trả lời của bạn
Trong động cơ điện một chiều, nếu thay bộ góp điện gồm hai vành bán khuyên bằng một bộ góp điện gồm hai vành khuyên thì động cơ có quay được liên tục không? Tại sao?
Trả lời:
Không, vì trong động cơ điện 1 chiều bộ góp điện có tác dụng làm cho khung dây quay qua mặt phẳng trung hòa thì dòng điện trong khung được đổi chiều
0 Bình luận
Để lại bình luận
Địa chỉ email của hạn sẽ không được công bố. Các trường bắt buộc được đánh dấu *