2. Изучение электродвигателя постоянного тока

Цель работы: экспериментально определить зависимость скорости и направления враще­ния якоря двигателя от величины приложенного напряжения и направления тока в двигателе.

Оборудование: источник электропитания, электродвигатель, амперметр, переменный резистор, ключ, металлический планшет, соединительные провода.

Ход работы

1. Рассмотрите электродвигатель, закрепленный на па­нели. Проверните вручную его якорь, определите на­сколько свободно он вращается. Найдите на панели гнезда для подключения двигателя к электрической цепи.

2. Соберите установку, как показано на рисунке 1. Пе­ременное сопротивление гнездами 1 и 3 подключают последовательно с ключом к источнику электропита­ния. К гнездам 1 и 2 подключают амперметр и элек­тродвигатель, соединенные последовательно.

3. Ползунок переменного резистора переведите в поло­жение, при котором сопротивление между гнездами 1 и 2 минимально.

4. Подключите источник питания к сети и замкните ключ.

5. Перемещая ползунок переменного сопротивления, плавно увеличивайте силу тока в двигателе, пока его якорь не начнет медленно вращаться.

6. Определите направление вращения якоря.

7 Продолжая увеличивать силу тока, установите, зависит ли от этого скорость вращения якоря.

8. Зарисуйте схему установки в тетрадь и укажите на ней направление тока в двигателе.

9. Измените направление тока в двигателе, поменяв местами соединительные провода на его па­нели.

10. Установите, изменилось ли при этом направление вращения якоря.

11. Сделайте вывод о том, от чего зависит скорость и направление вращения якоря электродвига­теля постоянного тока.

2. Измерение кпд электродвигателя

Цель работы: оценить эффективность преобразования электродвигателем электрической энергии в механическую.

Оборудование: источник электропитания, амперметр, вольтметр, электродвигатель по­стоянного тока, переменный резистор, ключ, металлический планшет, груз с крючком, весы с разновесами, нить с петлями на концах, измерительная лента с миллиметровыми делениями, часы с секундной стрелкой или секундомер.

Ход работы

1. Зарисуйте в тетрадь электрическую схему установки, изображенной на рисунке 1.

2. Подготовьте таблицу для записи результатов измерений и вычислений.

m, кг	h1, м	h2, м	h, м	АП , Дж	I, А	U, В	t, с	АЗ, Дж	η ,%

3. Соберите установку, как показано на рисунке 1.

4. Электродвигатель установите у кромки металличе­ского планшета. Планшет разместите на рабочем столе так, чтобы вал двигателя выступал на 1 - 2 см за край стола.

5. Измерьте массу груза m.

6. Отрегулируйте длину нити так, чтобы груз, подве­шенный к валу двигателя, находился на высоте в 2 - 3 см от пола.

7. Проведите несколько пробных пусков. С помощью переменного сопротивления установите такой ре­жим работы двигателя, при котором груз поднимался бы равномерно и с минимальной скоро­стью.

8. Измерьте высоту центра груза в нижнем положении h₁.

9. Измерьте высоту центра груза при полностью намотанной нитке h₂.

10. Вычислите высоту, на которую будет поднят груз с помощью двигателя h = h₂ – h₁.

11. Включите двигатель и определите величину тока, который протекает в двигателе при подъеме груза I.

12. Включите двигатель и определите величину напряжения, приложенного к двигателю при подъеме груза U.

13. Включите двигатель и определите время t подъема груза из нижней точки в верхнюю.

14. По данным измерений вычислите полезную работу, совершенную двигателем при подъеме груза: А_п = mgh, где g = 9,8 м/с² , а также работу, затраченную двигателем на подъем груза: А_З=IUt.

15. Вычислите коэффициент полезного действия электродвигателя η= А_п/А_З×100%.