Teori Motor DC

Cara Kerja Motor DC Arus Searah (Jun 2019).

$config[ads_text] not found
Anonim

Teori Motor DC

DC Litar Elektrik


soalan 1

Sekiranya hujung gelung dawai dilekatkan pada dua jalur logam pekeliling separuh, diatur supaya kedua-dua jalur itu hampir membentuk bulatan lengkap, dan jalur tersebut dihubungi oleh dua "berus" yang menyambung ke kutub bertentangan dengan bateri, yang mana akan gelung wayar berputar "// www.beautycrew.com.au//sub.allaboutcircuits.com/images/quiz/00384x01.png">

Mendedahkan jawapan Sembunyikan jawapan

Gerak arah jam, secara berterusan.

Nota:

Cabar pelajar anda dengan soalan ini: apakah ada cara kami boleh mendapatkan gelung dawai untuk terus berputar tanpa menggunakan jalur logam setengah bulatan untuk membuat dan memecahkan hubungan dengan bateri? Tanya pelajar anda apa yang dipanggil jalur setengah bulatan logam, dalam istilah motor elektrik / penjana.

Soalan 2

Apabila suis ditutup, ammeter pada mulanya akan mencatatkan sejumlah besar arus, maka arus akan merosot ke nilai yang lebih rendah dari masa ke masa apabila motor berkelajuan tinggi:

Memandangkan Undang-undang Ohm, di mana arus sepatutnya menjadi fungsi langsung voltan dan rintangan (I = E / R ), terangkan mengapa ini berlaku. Lagipun, rintangan penggulungan motor tidak berubah kerana berputar, dan voltan bateri agak tetap. Kenapa, maka, semasa ini berbeza sangat banyak antara permulaan permulaan dan kelajuan operasi penuh "# 2"> Menerangkan jawapan Sembunyikan jawapan

Arus motor berkadar songsang dengan kelajuan, disebabkan oleh kaunter-EMF yang dihasilkan oleh angker ketika berputar.

Soalan susulan: lukis gambarajah skematik yang menunjukkan litar bersamaan bateri, suis, ammeter, dan motor, dengan kaunter-EMF motor yang diwakili sebagai simbol bateri yang lain. Cara manakah mesti menghadapi voltan kaunter-EMF, menentang voltan bateri, atau membantu voltan bateri?

Nota:

Apa yang disebut "inrush" semasa motor elektrik semasa permulaan boleh agak besar, ke atas sepuluh kali arus beban penuh normal!

Soalan 3

Motor elektrik DC berputar pada 4500 RPM menarik 3 amps semasa dengan 110 volt diukur pada terminalnya. Rintangan lintasan angker, diukur dengan ohmmeter apabila motor berada pada rehat, tanpa kuasa, adalah 2.45 ohm. Berapa kaunter-EMF adalah motor yang menjana pada 4500 RPM?

Berapa arus "terbakar" yang akan berlaku apabila motor pada awalnya dikuasakan (kelajuan sayap = 0 RPM), sekali lagi dengan menganggap 110 volt di terminal?

Mendedahkan jawapan Sembunyikan jawapan

E counter = 102.65 V @ 4500 RPM

Saya mabuk = 44.9 A

Nota:

Pengiraan ini membantu pelajar menyedari betapa pentingnya arus elektrik "terbakar" yang berlaku.

Soalan 4

Jika arus elektrik dilalui melalui dawai ini, arah mana akan wayar ditolak (oleh interaksi medan magnet)?

Adakah ini contoh motor elektrik atau penjana elektrik "# 4"> Menerangkan jawapan Sembunyikan jawapan

Kawat akan ditolak dalam contoh motor ini.

Nota:

Satu bantuan visual untuk memahami interaksi dua medan magnet adalah gambarajah yang memperlihatkan garis-garis fluks yang berasal dari magnet tetap, melawan garis pekeliling fluks sekitar wayar. Tanya pelajar-pelajar yang menemui ilustrasi serupa dalam penyelidikan mereka untuk membuat gambar ini di papan di depan kelas, bagi mereka yang tidak melihatnya.

Soalan 5

Sekiranya kita menganalisis garis pengaliran magnetik konduktor yang membawa arus, berorientasikan secara serentak ke medan magnet di antara dua magnet bar, interaksi itu akan kelihatan seperti ini:

Interaksi ini garis-garis fluks magnet (garis magnet magnet 'garis lurus terhadap bulatan wayar) akan menghasilkan daya mekanikal pada dawai (dipanggil gaya Lorentz ). Arah yang mana akan bertindak ini "# 5"> Menerangkan jawapan Sembunyikan jawapan

Nota:

Persoalan ini berfungsi sebagai penerapan yang baik dari aturan sebelah kanan (atau peraturan kiri, jika anda mengikuti notasi aliran elektron).

Soalan 6

Jika arus dilalui melalui dawai, seperti yang ditunjukkan, arah mana akan gelung berputar "// www.beautycrew.com.au//sub.allaboutcircuits.com/images/quiz/00383x01.png">

Mendedahkan jawapan Sembunyikan jawapan

Arah arah jarum jam, pusing satu suku (90 darjah).

Nota:

Tanyakan kepada pelajar anda untuk mengenal pasti tiang-tiang medan elektromagnetik yang dihasilkan oleh gelung dawai semasa ini, dan kemudian arah tork mungkin lebih mudah difahami.

Soalan 7

Sebuah motor DC mungkin dianggap sebagai satu siri elektromagnet, jarak radiasi di sekitar aci umum:

Motor tertentu ini adalah "magnet kekal" jenis, dengan lilitan wayar hanya pada angker.

Tulis polariti magnetik yang diperlukan ("N" untuk utara dan "S" untuk selatan) pada petua tiang elektromagnet yang dipakai, untuk mengekalkan putaran mengikut arah jam .

Mendedahkan jawapan Sembunyikan jawapan

Soalan susulan: katakan motor ini tidak berputar seperti sepatutnya apabila bertenaga. Kenal pasti beberapa kemungkinan (spesifik) kegagalan yang boleh mengakibatkan motor tidak bergerak semasa penggiat.

Nota:

Ilustrasi yang ditunjukkan dalam kedua-dua soalan dan jawapannya memberikan medium yang baik untuk membincangkan penggantian. Bincangkan dengan pelajar anda bagaimana, agar putaran motor berterusan, elektromagnet yang berada di sekitar aci mestilah memberi tenaga dan de-energize pada masa yang sesuai untuk sentiasa "menarik" dan "menolak" ke arah yang betul.

Pastikan anda meluangkan masa pada soalan susulan dengan pelajar anda, menganggap kemungkinan tidak bersalah elektrik dan elektrik.

Soalan 8

Tentukan istilah motor DC yang berikut:

• Bidang
• Armature
• Commutator
• Berus
Mendedahkan jawapan Sembunyikan jawapan

• Bidang: bahagian motor yang mewujudkan medan magnet pegun
• Armature: bahagian berputar motor
• Commutator: jalur tembaga di mana gegelung gegelang memimpin menamatkan, biasanya terletak di satu hujung batang
• Berus: blok karbon pegun yang dirancang untuk menyentuh elektrik dengan bar commutator yang bergerak

Nota:

Pelajar boleh mencari gambar motor elektrik DC dalam pencarian mereka untuk definisi istilah '. Adakah mereka menunjukkan gambar-gambar ini ke kelas jika boleh. Juga, motor elektrik yang disassembled adalah "prop" yang hebat untuk perbincangan mengenai tataletak motor elektrik.

Soalan 9

Apabila motor DC sedang berjalan, percikan api umumnya boleh dilihat di mana berus karbon menghubungi segmen "commutator". Terangkan mengapa percikan ini berlaku, dan juga menentukan perkataan "commutation" dalam penggunaan elektriknya.

Apakah fenomena ini menunjukkan tentang umur panjang motor DC, dan kesesuaian mereka dalam persekitaran tertentu "# 9"> Mendedahkan jawapan Sembunyikan jawapan

Untuk "commutate" bermaksud "untuk arah arah balik, " dalam erti kata elektrik. Hasil daripada bar komutator dan berus bergilir-gilir membuat dan memecahkan litar elektrik dengan belitan angker selalu menyebabkan beberapa darjah sparking berlaku.

Soalan susulan: mengenalpasti persekitaran di mana motor yang berkilauan akan tidak selamat.

Nota:

Jika pelajar anda mendapati diri mereka bekerja dalam beberapa jenis kerja penyelenggaraan elektrik, apakah jenis penyelenggaraan rutin yang mereka fikir mereka mungkin perlu lakukan pada motor elektrik DC, memandangkan kehadiran memancut di commutator? Tanya kepada mereka apa isu keselamatan yang dapat menyampaikan masalah ini dalam persekitaran tertentu. Tanya kepada mereka jika mereka fikir ada persekitaran yang akan menjejaskan reka bentuk motor seperti ini.

Soalan 10

Oleh kerana gegelung gegelung dalam motor DC berputar melalui garisan fluks magnet yang dihasilkan oleh tiang medan pegun, voltan akan diinduksi dalam gegelung tersebut. Huraikan bagaimana fenomena ini berkaitan dengan Hukum Faraday induksi elektromagnetik, khusus berkenaan dengan apa pembolehubah mempengaruhi magnitud voltan yang diinduksi:

e = N


dt

Voltan yang diinduksi sendiri yang dihasilkan oleh mesin berputar sering disebut voltan kaunter, atau kaunter-EMF . Kenapa ia dipanggil "kaunter"? Apakah yang dimaksudkan dengan istilah ini, dan prinsip elektromagnetik yang diilustrasikan oleh sifat "kaunter" voltan teraruh ini?

Mendedahkan jawapan Sembunyikan jawapan

Counter-EMF bervariasi secara langsung dengan kelajuan angker, dengan jumlah giliran dalam belitan angker, dan juga dengan kekuatan medan. Ia dipanggil "counter-" EMF kerana Hukum Lenz: kesan yang ditimbulkan menentang penyebabnya.

Nota:

Prinsip saya ingin berkomunikasi dengan kebanyakan masalah ini ialah setiap motor, ketika beroperasi, juga bertindak sebagai penjana (menghasilkan counter-EMF). Konsep ini penting untuk memahami perilaku motor elektrik, terutamanya lengkung tork / laju.

Soalan 11

Jumlah voltan yang digunakan untuk motor magnet magnet kekal, dan jumlah arus yang melalui lekapan angker dari motor magnet magnet kekal, berkaitan dengan dua kuantiti mekanikal: kelajuan maksimum, dan output tork (daya memutar).

Kuantiti elektrik yang berkaitan dengan kuantiti mekanikal? Adakah voltan yang berkaitan dengan kelajuan dan arus tork, atau visa? Terangkan jawapan anda.

Mendedahkan jawapan Sembunyikan jawapan

Jumlah voltan yang digunakan untuk motor DC magnet kekal menentukan kelajuan tanpa beban, manakala jumlah arus melalui lilitan angker menunjukkan petunjuk tork.

Nota:

Persoalan ini meminta para pelajar untuk mengaitkan konsep elektromagnetisme dan induksi elektromagnetik bersama dengan voltan dan arus. Walaupun gaya magnet kekal DC motor mempamerkan hubungan hampir linear antara pembolehubah ini, semua motor elektrik DC mempamerkan corak umum yang sama: lebih banyak voltan, lebih laju; lebih semasa, lebih banyak tork; semua pembolehubah lain sama.

Soalan 12

Masalah telah dibangunkan dalam litar motor ini. Apabila suis dihidupkan "pada", motor tidak berubah. Walau bagaimanapun, ia menarik banyak arus (beberapa kali arus kendalian biasa) seperti yang ditunjukkan oleh ammeter:

Berdasarkan maklumat ini, apa yang anda fikir mungkin salah dengan litar "# 12"> Menerangkan jawapan Sembunyikan jawapan

Salah satu sebab yang mungkin berlaku ialah sama ada bidang yang berliku atau sesuatu yang di dalam tangan (berus, mungkin) gagal terbuka. Masalah motor dalaman bukan satu-satunya kemungkinan, bagaimanapun!

Nota:

Soalan ini adalah latihan dalam pemikiran diagnostik. Sentiasa mencabar pelajar anda untuk cuba mendiagnosis sifat masalah dengan maklumat yang diberikan sebelum mengambil pengukuran atau pemerhatian lanjut. Jauh terlalu sering orang mengambil lebih banyak ukuran daripada yang diperlukan untuk menyelesaikan masalah sistem elektrik, kerana mereka tidak berfikir dengan teliti tentang apa yang mereka lakukan.

  • ← Lembaran Kerja Sebelumnya

  • Indeks Lembaran Kerja

  • Lembaran kerja seterusnya →