Відповіді до підручника: Стр.99

Готова відповідь до завдання Стр.99 з ГДЗ Фізика 9 клас Засєкіна.

Фізика, 9 клас · Відповіді до підручника

Текстова відповідь

§ 16. Досліджуємо дію магнітного поля на рамку зі струмом

ДУМАЙ

Дай відповіді на запитання: 1) Чому рамка зі струмом повертається у зовнішньому магнітному полі? У якому випадку вона зупиняється? 2) У якому випадку рамка в магнітному полі не просто повертається, а обертається? 3) У чому полягають принцип дії та будова електродвигуна постійного струму? 4) Для чого в конструкції електродвигуна передбачено колектор?

На протилежні сторони рамки зі струмом діють рівні за модулем і протилежні за напрямком сили Ампера, які створюють обертальний момент, тому рамка повертається; вона зупиняється, коли встановиться в положенні, де момент цих сил дорівнює нулю (рамка розташована перпендикулярно до ліній магнітного поля і далі її утримує тертя).
Рамка не просто повертається, а безперервно обертається, якщо кожні півоберта змінюється напрям струму в ній (або полярність магніту), так що обертальний момент весь час спрямований в один бік.
Принцип дії електродвигуна постійного струму: магнітне поле статора діє на обмотки ротора зі струмом, створюючи крутний момент і обертання ротора; колектор періодично змінює напрям струму в обмотці, щоб зберігати обертання в одному напрямі. Будова: статор (постійний магніт або електромагніт), ротор (якір з обмотками), вал, колектор (секційні півкільця) та щітки, під’єднані до джерела струму.
Колектор потрібен для автоматичної зміни напряму струму в обмотці ротора через кожні півоберта, щоб рамка (ротор) безперервно оберталася в одному напрямі.

ВИКОНАЙ ДОСЛІДЖЕННЯ 1

Зберіть двигун постійного струму за лабораторною моделлю. 1) Під’єднайте модель електродвигуна до джерела електричного струму і ключа послідовно. Замкніть ключ і спостерігайте за роботою електродвигуна. Переключивши дроти, змініть напрям струму в колі, знову спостерігайте за роботою електродвигуна. Зробіть висновок.

Приклад результатів досліду (умовні спостереження): при першому замиканні кола ротор двигуна починає обертатися, наприклад, за годинниковою стрілкою і обертається рівномірно, поки через обмотку проходить струм. Після перестановки проводів на клемах джерела (зміни напряму струму) ротор починає обертатися в протилежний бік, проти годинникової стрілки.
Висновок: електродвигун перетворює електричну енергію струму на механічну енергію обертання, а напрям обертання двигуна залежить від напряму струму в його обмотці.

ВИКОНАЙ ДОСЛІДЖЕННЯ 2

Виготовте власноруч електричний двигун, скориставшись відеоінструкцією з мережі Інтернет.

Приклад простої конструкції електродвигуна:

З товстого мідного дроту зроби круглу рамку з 10–15 витків діаметром 2–3 см, залишивши по 2–3 см прямого дроту на кінцях.
Зніми із кінців дроту ізоляцію; один кінець зачисти повністю, на другому зніми ізоляцію лише з верхнього боку (щоб контакт був переривчастим).
Закріпи два тримачі для осі рамки (наприклад, зігнуті канцелярські скріпки) на дерев’яній основі й під’єднай до них дроти від батарейки 1,5–3 В.
Під рамкою розмісти сильний постійний магніт так, щоб площина рамки проходила між його полюсами.
Встав кінці рамки у тримачі-скріпки, щоб вона могла вільно обертатися, і злегка штовхни рамку.
Коли через рамку піде струм, сили Ампера на її сторонах створять крутний момент, і рамка почне обертатися; завдяки напівзачищеному кінцю дроту напрям струму в рамці змінюватиметься кожні півоберта, підтримуючи безперервне обертання.