如果线环的端部附接到两个半圆形金属条,则布置成使得两个条带几乎形成完整的圆圈,并且这些条带由两个“刷子”接触,两个“刷子”连接到电池的相对杆的两个“刷子”电线回路是否会旋转?
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开关关闭时,电表将最初注册大量电流,然后随着电机速度的加速,电流随时间衰减到更大的值:
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鉴于欧姆的法律,电流应该是电压和电阻的直接函数(i =E./R.),解释为什么会发生这种情况。毕竟,电机的绕组阻力不会随着它的旋转而改变,电池电压相当恒定。那么,为什么当前的初始启动和完整的操作速度之间的可能性大大变化?
如果在电机轴上加机械负载,迫使它减速,你认为电机达到满(空载)速度后,电流表会记录什么?
电动机电流由于电枢由旋转而产生的反电动势而成反比,速度成反比。
随访问题:绘制示意图,示出了电池,开关,电流表和电机等效电路,电机的反电动机作为另一个电池符号表示。哪种方式必须对反EMF电压面,反对电池电压,或答复电池电压?
启动期间电动机的所谓的“浪涌”电流可能是非常大的,正常全负载电流的向上的向上10倍!
4500 RPM的直流电动机纺纱绘制3个电流电流,在其端子处测量110伏。当电动机静置时,用欧姆计测量的电枢绕组的电阻为2.45欧姆。电机是多少计数器,在4500 rpm处产生?
当电机初始上电时(电枢转速= 0 RPM)会有多少“涌流”,再次假设端子处为110伏?
E.计数器= 102.65 v @ 4500 rpm
一世侵入= 44.9 A.
该计算有助于学生实现电动机的“浪涌”电流的显着。
如果电流通过这条导线,(在磁场的相互作用下)这条导线会被推向哪个方向?
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这是一个电的例子吗发动机或电动发电机?
如果我们分析垂直于两个条形磁铁之间的磁场的载流导体的磁通量线,相互作用看起来像这样:
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磁通量线(棒状磁铁直线与电线圆圈)的这种相互作用将在电线上产生机械力(称为洛伦兹力量)。这个力量的行为是哪个方向?而且,通过导体(从上图中看出)的电流方向来确定产生圆形磁通量的导体。
如果电流通过一个线圈,如图所示,线圈会朝哪个方向旋转?
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顺时针旋转四分之一圈(90度)。
让你的学生识别这个载流导线回路产生的电磁场的极点,然后它的转矩方向可能会变得更容易理解。
DC电动机可以被认为是一系列电磁铁,周围围绕公共轴间隔开:
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这个特殊的电机是“永磁体“型,仅在电枢上绕组。
在电枢的电磁杆尖端上写下必要的磁极(“N”和南方的“S”),以维持一个顺时针回转。
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后续问题:假设这个电机在通电时没有像它应该的那样旋转。确定一些可能导致电机在通电时不移动的(具体的)故障。
问题和答案中所示的插图为讨论交换提供了一个很好的媒介。与您的学生讨论如何,为了电机的旋转是连续的,电磁铁围绕轴的径向间距必须在正确的时间通电和断电,始终是“拉”和“推动”在正确的方向。
一定要花时间和你的学生讨论后续问题,考虑非电气故障和电气故障的可能性。
定义以下直流电机术语:
学生可以在搜索这些术语的定义中找到DC电动机的照片。如果可能,它们会将这些照片显示到课堂上。而且,用于讨论电动机命名的拆卸电动机是一个很好的“支柱”。
当DC电动机运行时,通常可以看到火花,其中碳刷刷接触“换向器”段。解释为什么发生这种火花,并且还在电气用途中定义“换向”字样。
这一现象表明什么有关直流电机的寿命,以及他们在某些环境的适用性?
“换向”在这个词的电学意义上是“反向”的意思。换向棒和电刷与电枢绕组交替形成和断开电路的结果总是会导致一定程度的火花发生。
后续问题:确定一个产生火花的发动机可能不安全的环境。
如果你的学生发现自己在一些电气维护工作,他们认为他们可能需要做直流电机的例行维护,鉴于火花的存在在换向器?问问他们,在某些环境下,这种火花会产生什么安全问题。问他们是否认为有任何环境会特别不利于这样的发动机设计。
当直流电动机的电枢线圈通过固定磁极产生的磁通量线旋转时,电压将在这些线圈中感应。描述这个现象是如何与法拉第电磁感应定律联系起来的,特别是关于哪些变量影响感应电压的大小:
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由旋转电枢产生的自诱导电压通常被称为反电压, 或者反EMF.。为什么它被称为“柜台”?该术语暗示,以及这种诱导电压的“反击”性质所示的电磁原理?
反EMF在电枢速度直接变化,电枢绕组中的匝数,以及场强。它被称为“反”EMF,因为Lenz的法律:诱导效果反对原因。
我希望大多数问题沟通的原则是,每个电机在操作时,也充当发电机(产生反EMF)。这种概念对于了解电动机行为,特别是扭矩/速度曲线至关重要。
施加在永磁体直流电机上的电压量,以及通过永磁体直流电机电枢绕组的电流量,与两个机械量有关:最大转速和扭矩输出(扭转力)。
哪些电量涉及哪种机械量?是否与速度和电流相关的电压,或者visa Versa?解释你的答案。
施加到永磁直流电动机的电压量决定了其无负载速度,而通过电枢绕组的电流量表示扭矩输出。
这个问题要求学生将电磁和电磁诱导的概念与电压和电流相关联。虽然直流电机的永磁风格在这些变量之间表现出几乎线性关系,但所有直流电动机都表现出相同的一般图案:更多电压,更速度;更电流,更扭矩;所有其他变量相等。
在该电动机电路中开发了一个问题。当开关转动“开”时,电机不会转动。但是,它确实绘制了大量的电流(正常工作电流)如上所述:
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基于此信息,电路可能对此有何意思是错误的?有什么我们知道的是不电路失败了?解释你的答案。
一个可能的原因是绕线绕组或电枢中的东西(刷子,也许)失败。然而,内部电机问题不是唯一可能性!
这个问题是诊断思维的练习。在进行进一步的测量或观察之前,总是挑战你的学生尝试用给定的信息诊断问题的本质。人们经常采取比必要的更多的测量来解决电气系统的故障,因为他们没有仔细考虑他们正在做什么。
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