simple site templates

Презентация к школьной научной работе: «Вращающиеся магнитный поля»

Запись опубликована 11.01.2012 в 22:02 в следующих рубриках: Физика (уч.мат.).



Презентация к школьной научной работе: «Вращающиеся магнитный поля»

Выступление А. Сорокина, ученика 9 “б” класса по школьной научной работе: «Вращающиеся магнитные поля». Средняя общеобразовательная школа № 78 г. Нижний Новгород. Научное общество учащихся. Секция физика 5 (Электричество и магнетизм).

Видеоматериалы к школьной научной работе «Вращающиеся магнитный поля» PowerPoint .ppt (~2,0 Мб).

1. Тема работы «Вращающиеся магнитные поля».

2. В процессе этой работы собрана установка, демонстрирующую возможности вращающихся магнитных полей. Эта установка может с успехом использоваться в школе на уроках физики по электричеству.

3. Рассмотрим алюминиевый диск, подвешенный к опоре за центр тяжести. Поднесем к нему магнит, и мы можем наблюдать, что диск не магнитится.

Если под этот диск поставить обычный магнит и начать его вращать, (плакат) то вращение магнита вызовет вращение и алюминиевого диска.

Сразу возникает вопрос, почему диск вращается?

И так же быстро напрашивается ответ, магнит раскручивает воздух, а воздух раскручивает диск.

Но это не так. И для того, чтобы исключить такую вероятность, мы поставили между вращающимся магнитом и диском оргстекло.

ОПЫТ. Ставим на наш прибор компас или небольшой магнит и убедимся, что там находится вращающийся магнит. Наш прибор состоит из двухфазного двигателя, взятого от радиолы «Ригонда». И оттуда же взяли конденсатор. Магнит прикреплен на этот двигатель.

Проведем эксперимент и убедимся, что диск вслед за вращающимся магнитом тоже начал вращаться.

Известно, что при изменении магнитного поля возникает э.д.с. индукции, а вращение это и есть изменение магнитного поля по направлению. Э.Д.С. индукции вызывает в алюминиевом диске электрические токи, которые впервые были обнаружены Фуко, и они часто называются токами Фуко. А электрический ток в свою очередь создает свое магнитное поле. Эти магнитные поля взаимодействуют между собой, и появившийся электрический ток своим магнитным действием противодействует изменению внешнего магнитного поля.

На принципе вращения магнитных полей основана большая отрасль техники – электродвигатели.

4. В работе исследован вопрос, как можно, не вращая магнита, т.е. не вращая твердого тела, с помощью особенностей переменного электрического тока создать вращающееся магнитное поле.

Давайте возьмем две пары обмоток и расположим их попарно перпендикулярно друг другу. Сетевой ток подадим на одну пару обмоток, а затем этот же сетевой ток, но через конденсатор подадим на вторую пару обмоток. Тогда на второй паре обмоток напряжение будет сдвинуто относительно тока на π/2. Мы получили двухфазный ток. (плакат).

Если, например, в какой-то момент времени на первой паре обмоток напряжение равно нулю и сила тока равна нулю, то магнитного поля нет, а на второй обмотке в этот момент будет создан максимальный ток, и магнитное поле максимально.

В результате суммарный вектор магнитного поля будет вращаться, изменяя только направление, но не изменяя своей величины. Именно такой двигатель в нашей установке (открыть и показать устройство прибора).

Такие двигатели получили название конденсаторные.

5. Весь мир работает на основе переменного тока, который является трехфазным.

Трехфазный ток передается по четырем проводам , один из которых нулевой, а три синусоидальных сдвинуты на 120º по фазе.

Трехфазная система электрического тока получила широкое распространение, как система, обеспечивающая оптимальную передачу энергии по сравнению с однофазной системой. Кроме того, она позволяет создать простые по устройству и надежные в эксплуатации двигатели и генераторы.

6. Можно показать, что если три катушки расположить под углом 120º, и три фазы подать на эти три катушки, то получим тоже вращающееся магнитное поле, которое может служить основой трехфазного двигателя.

Будучи прост, дешев и надежен в эксплуатации, этот двигатель имеет хорошие механические характеристики. Он применяется для привода машин и механизмов, не требующих строго постоянной частоты вращения и регулирования ее.

7. На этом принципе основана большая часть мощных двигателей на заводских станках.

8. Но двигатели такого типа можно использовать не везде, потому что скорость вращения плавно не регулируется, так как частота их вращения определяется частотой вращения магнитного поля, т.е. 50Гц. При этом скорость вращения обязательно должна отставать от скорости вращения магнитного поля (приблизительно в два раза), т.к. иначе не возникнет явление магнитной индукции. Плавно регулировать с помощью реостатов можно рамку с током или двигатель постоянного тока. Поэтому троллейбусы, трамваи, метро все работают на постоянном токе. Там есть возможность регулировать скорость реостатом.

9. А железная дорога работает на переменном токе, потому что там нужно тащить очень тяжелые поезда, и нужна очень большая мощность, напряжение на проводе равно 28 тысяч вольт переменного тока. Этот ток прямо в электровозе выпрямляется с помощью большого числа выпрямителей, которые занимают почти целый вагон за кабиной машинистов.

10. Огромным преимуществом асинхронных двигателей переменного тока является очень высокий КПД=98%.

Важно отметить, что роторная часть асинхронного двигателя – это немагнитный кусок металла. Причем лучше всего электрические токи возбуждаются в алюминии.

Недостатком является постоянное число оборотов, поэтому на транспорте используют двигатели постоянного ток.


Выше приведенная задача про диск представляет основной принцип устройства трехфазного двигателя.

А целью этой работы было показать принцип действия двигателя переменного тока и в частности трехфазного двигателя.

Сорокин А., faito.ru

КОНТАКТНАЯ ФОРМА

ПОДПИСКА НА НОВОСТИ

Ежедневные обновления и бесплатные ресурсы.