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简易直流电动机模型

2019-4-16 00:21| 发布者: admin| 查看: 1798| 评论: 0|原作者: 皮蛋豆腐

摘要: 这是“我爱制作网www.52zhizuo.com”原创的简易直流电动机模型,把电磁学原理和电路知识结合在一起,用来教学的话知识点很丰满。优点:1、电动机转子线圈与电阻串联,限制了电流,避免了短路的发生;2、电阻让电动机 ...
   这是“我爱制作网www.52zhizuo.com”原创的简易直流电动机模型,把电磁学原理和电路知识结合在一起,用来教学的话知识点很丰满。

优点:

1、电动机转子线圈与电阻串联,限制了电流,避免了短路的发生;

2、电阻让电动机以合理的电流运转,可以工作很长时间不损坏电池;

3、两个发光二极管电极方向相反,与电阻并联在一起,能够指示电流的方向;

4、发光二极管能显示电动机转子线圈转动时电流的通断情况;

下面是演示视频:

优酷视频:

https://v.youku.com/v_show/id_XNDEzODgxNTg5Ng==.html?spm=a2h3j.8428770.3416059.1

腾讯视频:

https://v.qq.com/x/page/j086189wrtk.html

套件内容:

   电路拼贴图,导电胶带,漆包线,磁铁,5号2节电池盒,曲别针,电阻,发光二极管

需要您自备:

   2节5号电池,剪刀,小刀,钳子(可选),双面胶带

制作过程:

   导电胶带跟普通胶带差不多,撕掉免胶纸后,粘的一面能粘在纸上,区别是它不带胶的一面能够导电。

   按照电路拼贴图粘贴导电胶带,到位置后用剪刀剪断。

   电子元件的引脚弯折,放在下图所示位置。

   发光二极管长的引脚是正极,也可以观察“小玻璃泡”里面,小的电极对应正极。注意两个发光二极管(LED)的电极方向是相反的。

   电源红的引线是正极,黑的是负极,这里正负极随意安排。

   剪小段胶带,把电子元件引脚粘贴进电路,用手指压紧。电源线同样粘进电路。

下图显示用曲别针制作线圈支架的方法

   把曲别针的外圈向上折,成90度竖直以后,把钢丝末端向内折,直到成45度角向上翘。

   剪2段胶带把线圈支架粘进电路,支架的边缘要与导电胶带边缘对齐,立柱对正拼贴图上的虚线。用手指把胶带压紧粘牢。

下面制作转子线圈

   漆包线就是细铜丝,表面涂了一层绝缘漆。

   漆包线末端留出5、6厘米长的线头,然后在2节5号电池上绕15圈,然后再留出5、6厘米长的线头,用剪刀(有钳子更好)剪断。我们给的漆包线足够做3个线圈的。

   两边的线头分别绕2、3圈,把线圈固定。
   线圈两端剩下的线头要与线圈的对称轴重合,这样才能平稳地运转。
   把线圈竖直放置,一端轴上的绝缘漆全部用小刀刮净,露出光亮的铜丝,保证能够良好导电;另一端轴只刮上半圆周的漆包线。

   在拼贴图四角各剪一刀,沿着黑色边框折叠。

   把拼贴图粘成盒状,这样方便拿走。装上2节5号电池,磁铁放进图里的小圆圈。

   把线圈放在支架上面,适当调节线圈转轴的角度,还有支架的高度和角度,直到轻轻一碰线圈,它就能灵活转动。

实验方法

   用手转动线圈,能够看到线圈在半个圆周上时某个发光二极管发光,说明线圈中有电流通过,此时线圈受到电磁力的推动;线圈转到另外半个圆周时,发光二极管不亮,说明此时线圈中没有电流。

   用手轻轻推动线圈,让它自己转动,会在电磁力的作用下越转越快,此时能看到发光二极管不断闪烁,说明电流在持续通断。

   改变磁铁的磁极,线圈的转动方向改变。

   改变电源的极性,另外一个发光二极管发光,线圈的转动方向也同时改变。

教学要点:

1、直流电动机原理的详尽解释,请参考中学物理的相关章节;

2、这种简易直流电动机的原理

   转子线圈一边的转轴完全导电,另一边只在半圆周里导电。在导电的半圆周里,线圈里的电流在磁场中受到安培力的作用,开始向某一方向转动。转到另外一个半圆周的时候,电流断开,转子靠惯性转动,直到重新有电流通过,再次受到安培力的驱动。

   如果您熟知直流电动机的原理,就知道这样省略了直流电动机的一个关键部件——换向器,让制作非常简单,可以完全在家庭条件下容易地完成;
3、下面是电路原理图,两个发光二极管极性相反地并联,再与电阻并联,然后与电动机转子串联:

   发光二极管具有单向导电性,因此在电流方向一定时,只有一个发光二极管发光,这样就能判断电流的方向。

   发光二极管在导通时,两端的电压几乎是恒定的,大约等于2伏,由于电阻与它们并联,因此电阻两端的电压也是2伏,如果电阻值是10欧姆,我们能够算出通过电阻的电流大约为0.2安培,而通过发光二极管的电流大约为0.01安培,可以忽略不计。不考虑电源内阻和转子线圈的电阻以及感抗的情况下,这个直流电动机模型的工作电流大约就是0.2安培,符合一般5号干电池的正常工作电流。

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