第四节 直流发电机
复习提问:
1.要改变通电导体在磁场里受力方向,可以通过改变( )或改变( )来实现.
2.通电线圈在磁场里转动,消耗了( )能得到了( )能.
教师引导:
从上节实验我们看到线圈在磁场里不能持续转动,这说明从发现磁场对电流的作用到电动机的发明还需要走一段路程.
一、直流电动机的原理
演示实验:
直流电动机模型的工作
提问:
直流电动机原理是什么?
二、换向器的作用
讨论:
线圈在图12-10乙位置,为什么摆动几下才停下来?
提问:
1、线圈为什么能转过平衡位置?
由于惯性
2、线圈转过平衡位置为什么还向回转?
因为线圈受力方向没有改变.
启发提问:
能不能想一个办法让线圈继续转动呢?
讨论总结:
要让线圈继续转动,就必须改变受力方向.根据上节所学知识,可以用两种方法,一是在平衡位置及时改变电流方向;二是及时改变磁场方向.
提问:
1、从实际出发,在两种方法中,哪一种方法最好呢?
应选用改变电流方向的方法,于是出现了换向器.
2、换向器的作用是什么呢?(让学生观察电动机模型上的换向器,介绍构造.)
总结:
每当线圈刚转过平衡位置,换向器就能自动改变线圈中的电流方向.这样就改变了线圈的受力方向,使得线圈继续转动.
三、直流电动机和交流发电机的区别
1、结构以及能量转化
结构 |
实质能量转化 |
|
发电机 |
集流环 |
机械能→电能 |
发动机 |
换向器 |
电能→机械能 |
2.电动机的优点
与热机相比,电动机有哪些优点?
启止方便,构造简单,效率高,无污染.
3、电动机的结构
转子→机壳和磁极,换向器→许多铜片.
4、电动机的应用
1、提出问题:
从上一节学习我们知道,通电的线圈在磁场中可以转动,在这一过程中,电能转化成机械能械能.那么,怎样才能使线圈持续转动?怎样才能实际利用这一现象?
2、引导学生实验探究线圈的持续转动:
在演示线圈转动现象的基础上,让学生亲自动手制作“小小电动机”并实验.
(1)线圈的制作
线圈的制作比较简单:用漆包线在火柴盒等模子上绕3-4圈,不必绕得太多.把两个引出端固定在线圈上,使两端引线在一条直线上,如图1所示.用小刀刮去两端引线的漆皮时,注意一端全部刮掉(可以用砂纸打),另一端只刮去半周.这样线圈就做成了.
(2)支架的制作
支架的制作要点是:剪两段直径约lmm,长度约100mm的相同的铜丝,上端弯成Z字型,下端与导线相连并用图钉固定在硬纸板(或木板)上,与线圈相连的端点要大致保持在同一水平面上,如图2所示.如果时间太紧,可以让学生只制作线圈部分,把线圈放在老师制作的支架上转动.
(3)让线圈转动
把线圈放在支架上,磁铁放在线圈下方.调整磁铁位置,使磁铁与线圈尽量靠近,但又不能相互接触.给线圈通电并用手轻推,线圈就会不停地转下去.改变电流的方向或改变磁铁极性,线圈的转动方向就会改变.
(4)思考讨论
制作线圈用小刀刮去两端引线的漆皮时,注意一端全部刮掉(可以用砂纸打),另一端
只刮去半周.为什么另一端只刮去半周?线圈为什么能够持续转动?
对这一点可画图说明.
图3所示,线圈中有电流通过,上面的导线受到离开纸面向前的力,下面的导线受到进入纸面向里的力,线圈绕轴转动;当线圈转到未刮漆皮的半周时,线圈中没有电流,不受磁场力作用,线圈靠惯性继续转动,当转到刮掉漆皮一半时,线圈又受磁场力作用而转动.
3、介绍直流动机的基本构造
转子:在电动机里转动的部分叫做转子.
定子:在电动机里固定不动的部分叫做定子.
4、换向器
通过阅读教材175页图12-9直流电动机原理图,体会换向器的作用.若将换向器换成发电机的滑环,并把永磁铁换成电磁铁,直流电动机就变成了交流电动机.
5、电动机的优点
阅读教材、观察图12-10,了解实际电动机的转子,定子是由机壳和磁极组成,为了增加磁性,用的是电磁铁.
电动机跟热机的比较:
电动机 |
热机 |
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构造 |
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原理 |
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应用 |
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环保 |
对以上表格的内容,组织学生讨论、填写.
板书设计
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