Електродвигуни. Електровимірювальні прилади

Урок № 8. Електродвигуни. Електровимірювальні прилади

Мета уроку:

Навчальна: сформувати уявлення про електродвигун; ввести поняття електровимірювальні прилади; розповісти про дію електровимірювальних приладів різних систем; більш глибоко ознайомити учнів із проявами дії сили Ампера;

Розвиваюча: розвивати інтерес учнів до вивчення фізики, логічне мислення; робити правильні висновки;

Виховна: виховувати активність, культуру поведінки, математичну грамотність,;

Тип уроку: комбінований.

Обладнання та наочність: амперметри та вольтметри, плакати зі схемами будови електровимірювальних приладів.

Відеофрагмент або комп’ютерне демонстрування: динамічна модель роботи електровимірювальних приладів різних систем.

Хід уроку

Ⅰ. Організаційний етап.

Ⅱ. Перевірка виконання домашнього завдання.

Ⅲ. Актуалізація опорних знань та вмінь.

Запитання для фронтального опитування:

• Що називається силою Ампера?
• Як знайти напрямок дії сили Ампера?
• Сформулюйте правило «лівої руки».

Ⅳ. Вивчення нового матеріалу.

План вивчення нової теми:

• Застосування електродвигунів. Переваги та недоліки електродвигунів.
• Прилади магнітоелектричної системи.
• Прилади електромагнітної системи.
• Прилади електродинамічної системи.

Опорний конспект.

Електричний двигун

Фізичний принцип роботи:

Якщо по обмотці, розташованій між полюсами  електромагніту, пропустити електричний струм, то вона почне обертатися.

Будова:

Електродвигун складається з обертової частини- ротора та нерухомої частини- статора.

Розрізняють електродвигуни постійного та змінного струму.

Переваги:

• Простота будови та управління;
• Легко регулювати частоту обертання;
• Хороші пускові властивості(великий пусковий момент);
• За однакової потужності набагато менші розміри , ніж у теплових двигунів;
• Можна виготовити з великим діапазоном потужності;
• Не забруднюють атмосферу;
• ККД значно вищий, ніж у теплових двигунів (≈ 98 %);

Недоліки:

• Дороге виготовлення;
• Для живлення електродвигуна від мережі змінного струму необхідно використовувати випрямні пристрої;
• Необхідність профілактичного обслуговування колекторно- щіткових вузлів;
• Обмежений термін служби через зношення колектора;

Застосування:

• Промисловість (крани, ліфти, ескалатори);
• Електротранспорт (електровози, тролейбус, трамвай, електропоїзд метро);
• Побутові прилади (пральні машини, мікрохвильові пічки, жорсткі диски, СD-програвачі, вентилятори, газонокосарки, іграшки);

Прилади магнітоелектричної системи

Принцип дії:

Взаємодія магнітного поля постійного магніту зі струмами у провідниках обмотки рухомої котушки.

В амперметрів і вольтметрів вимірювальні механізми в принципі однакові.

Їхня відмінність полягає лише в  електричному опорі рамок. В амперметра опір рамки значно менший, ніж у вольтметра.

Переваги:

• Шкала вимірювального приладу рівномірна;
• Застосовуються для вимірювання постійних струмів і напруг;
• Мають високий клас точності;
• Споживають мало енергії;

Недоліки:

• Непридатність до роботи в полях змінного струму;
• Чутливість до перевантажень;
• Захищені від впливу зовнішніх магнітних полів;
• Залежність від температури оточення

Прилади електромагнітної системи

Принцип дії:

• Грунтується  на взаємодії магнітного поля котушки з рухомим феромаггнітним осердям. Внаслідок цієї взаємодії осердя втягується в котушку і рухома вісь повертається на деякий кут під дією обертального моменту, пропорційного квадрату сили струму.

Переваги:

• Простота конструкції, дешевизна;
• Механічна стійкість(надійність);
• Можуть використовуватись у колах як постійного, так і змінного струму;
• Системи можуть безпосередньо вимірювати значні струми (до 300 А) та напруги (до 600 В);
• Здатність витримувати короткочасні перевантаження

Недоліки:

• Менша точність порівняно з приладами магнітоелектричної системи;
• Нерівномірність шкали;
• Досит велика споживана потужність;
• Недостатня періодичність;
• Залежність показів від впливу зовнішніх магнітних полів

Прилади електродинамічної системи

Принцип дії:

• Взаємодія магнітних полів, створених рухомою і нерухомою котушками зі струмом;

Переваги:

• Придатні для роботи в колах змінного струму;

Недоліки:

• Поступаються за точністю вимірювальним механізмам електродинамічної системи;
• Не можуть бути застосовані для вимірювань постійного струму;
• На роботу впливають зовнішні магнітні поля.

Ⅴ. Закріплення нових знань і вмінь.

• Який принцип дії приладів магнітоелектричної системи?
• Який принцип дії приладів електромагнітної системи?
• Який принцип дії приладів електродинамічної системи?
• У чому полягає принципова відмінність амперметра від вольтметра?
• У чому полягає фізичний принцип роботи електричного двигуна?

Задачник : впр.№  4.4.

Ⅵ. Підбиття підсумків уроку.

Ⅶ. Коментар до домашнього завдання:

Домашнє завдання:

• Опрацювати § 7, вивчити із конспекту;
• Розв’язати вправи із задачника(збірник задач І.М. Гельфгат, І.Ю.Ненашев): 4.5, 4.9,4.16.
• Пройти тест № 2 на naurok.com.ua