【电动机原理与构造】
电动机,作为物理学中一个重要的概念,主要利用电磁感应的原理,将电能转化为机械能,使物体发生转动。在九年级的物理课程中,学生通常会接触到电动机的基本原理和构造。这个PPT课件正是针对这一主题进行详细讲解。
电动机工作的基础是磁场对通电导线的作用。当一条导线通电后,它会在磁场中受到力的作用,这种力的方向与电流方向和磁场方向都有关系。通过演示实验,我们可以看到,如果保持磁场方向不变,改变电流方向,导线的运动方向也会随之改变;反之,如果电流方向不变,改变磁场方向,同样会改变导线的运动方向。这表明,磁场力与电流和磁场方向之间存在特定的相互关系。
然而,简单的直导线在磁场中受力后只能运动一段距离,无法持续转动。这是因为当导线的平面与磁场垂直时,它会受到一对平衡力的作用,导致其在达到平衡位置后停止。为了解决这个问题,电动机采用了线圈结构,线圈可以在磁场中转动一定角度,但由于平衡力的作用,线圈最终还是会静止在平衡位置。
实际的电动机,如车床、水泵、电风扇、电力机车和洗衣机内部所使用的电动机,它们的核心构造包括两部分:一是可以转动的线圈,称为转子;二是固定不动的磁体,称为定子。为了使电动机能连续转动,引入了换向器这一关键组件。换向器的作用是在线圈转过平衡位置时,立即改变线圈中的电流方向,使得线圈在后半周也能获得推动力,从而实现平稳的连续转动。
换向器由两个铜半环组成,与电刷相连,电刷则是与外部电源接触的部分。当线圈转动时,换向器会自动调整与电刷的接触点,使得通过线圈的电流方向每半周改变一次,这样就克服了线圈在平衡位置停留的问题,实现了电动机的持续运转。
总结来说,电动机的工作原理基于磁场对通电导线的力的作用,通过线圈结构和换向器的设计,克服了平衡力的影响,实现了电能到机械能的有效转换。在九年级的物理教学中,理解这些基本概念和原理对于深入学习电磁学以及后续的工程技术领域非常重要。