Электродвигатель постоянного тока подключен к источнику тока и поднимает: Решите пожалуйста:)Электродвигатель постоянного тока подключен к источнику тока и поднимает — RC74 — интернет-магазин радиоуправляемых моделей

Содержание

Лукашик В. И. Сборник задач по физике. Для 7-8 кл общеобразоват учреждений. 28-е изд

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение

города Ульяновска «Средняя школа №8 имени Н.В. Пономаревой»

РАССМОТРЕНО

На заседании МО учителей естественно-математического цикла

Протокол №

от « »___________

2016 г.

Романова И.Л.________

СОГЛАСОВАНО

Заместитель директора по УВР
____________________

Срубилин Д.В.

«___»_______________

2016 г.

УТВЕРЖДАЮ

Директор

«Средняя школа № 8»

_____________________

Луценко П. С.
Приказ № ____

от «___»______________

2016 г.

Рабочая программа
Наименование учебного предмета ФИЗИКА

Класс 8 (СКК)

Уровень общего образования основная школа

Учитель Баева Светлана Сергеевна

Срок реализации программы: 2016-2017 учебный год

Количество часов по учебному плану: всего 70 часов в год; в неделю 2 часа
Планирование составлено на основе

Сборник нормативных документов. Физика. /Сост. Э.Д.Днепров, А.Г.Аркадьев. М.: Дрофа, 2010. Программа основного общего образования основного общего образования по физике, авторской программы по физике под редакцией Е.М.Гутник, А.В.Перышкина.

Учебник :

Перышкин А.В. Физика.8 кл.: учебник для общеобразовательных учреждений/ А.В. Перышкин. – М. Дрофа, 2014.

Дополнительная литература:

Лукашик В.И. Сборник задач по физике. Для 7-8 кл. общеобразоват. учреждений. – 28-е изд. – М.: Просвещение, 2015
Ханнанова, Т.А., Ханнанов, Н.К. Физика. 8 класс: рабочая тетрадь / Т.А. Ханнанова, Н.К. Ханнанов. – М.: Дрофа, 2014
Тетрадь для лабораторных работ по физике. 8 класс: к учебнику А.В. Перышкина «Физика. 8 класс» / Р.Д. Минькова, В.В. Иванова. – М.: Издательство «Экзамен», 2015

Рабочую программу составил(а) ______ Баева Светлана Сергеевна___

^{подпись расшифровка подписи (ФИО)}

Содержание

Пояснительная записка 2 Общая характеристика учебного предмета 3

Описание места учебного предмета 4

Личностные, метапредметные и предметные результаты освоения

учебного предмета 4

Содержание учебного предмета

Календарно- тематическое планирование 8

Описание учебно-методического и материально-технического обеспечения

образовательной деятельности. 54

Планируемые результаты освоения обучающимися курса физики основного

общего образования 54

Приложение 56

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

Перечень нормативных документов

Рабочая программа по физике в 8 классе составлена на основе:

Федеральный компонент государственного стандарта основного общего образования. – М.: Просвещение, 2014 г.
Примерная Программа основного общего образования основного общего образования по физике, авторской Программы по физике под редакцией Е.М.Гутник, А.В.Перышкина.
Приказ Министерства образования и науки Российской Федерации от 31 марта 2014 г. № 253 «Об утверждении федерального перечня учебников, рекомендуемых к использованию при реализации имеющих государственную аккредитацию образовательных программ начального общего, основного общего, среднего общего образования».
Учебный план МБОУ СОШ № 8 имени Н.В. Пономарёвой на 2016/2017 учебный год.

Основные цели и задачи изучения физики в 8 классе:

Рабочая программа составлена с учетом: особенностей образовательного учреждения в целом конкретного класса (состояние здоровья учащихся, уровень их способностей, характер учебной мотивации, качество учебных достижений, образовательных потребностей и возможностей, приоритеты педагога, состояние учебно-методического и материально-технического обеспечения образовательного процесса). Обучение предмету «Физика» детей с ограниченными возможностям здоровья ведётся на основе тех же авторских и примерных программ и тех же УМК, что и в общеобразовательных классах. Важными коррекционными задачами курса физики в классах VII вида для детей с ОВЗ являются развитие у учащихся основных мыслительных операций (анализ, синтез, сравнение, обобщение), нормализация взаимосвязи их деятельности с речью, формирование приемов умственной работы: анализ исходных данных, планирование материала, осуществление поэтапного и итогового самоконтроля.

Усвоение программного материала по физике вызывает большие затруднения у обучающихся с ЗПР. Поэтому особое внимание при изучении курса физики уделяется постановке и организации эксперимента, а также проведению (почти на каждом уроке) кратковременных лабораторных работ, которые развивают умение пользоваться простейшими приборами, анализировать полученные данные.

Рабочая программа предусматривает адаптацию содержания предмета и планирование следующей коррекционной работы: восполнение пробелов в знаниях; подготовку к усвоению и отработку наиболее сложных разделов программы; развитие высших психических функций и речи обучающихся, использование приёмов коррекционной педагогики на уроках: наглядные опоры в обучении; алгоритмы, схемы, шаблоны; поэтапное формирование умственных действий; опережающее консультирование по трудным темам, т.е. пропедевтика; безусловное принятие ребёнка, игнорирование некоторых негативных поступков; обеспечение ребёнку успеха в доступных ему видах деятельности
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПРЕДМЕТА
Физика как наука о наиболее общих законах природы, выступая в качестве учебного предмета в школе, вносит существенный вклад в систему знаний об окружающем мире. Она раскрывает роль науки в экономическом и культурном развитии общества, способствует формированию современного научного мировоззрения. Для решения задач формирования основ научного мировоззрения, развития интеллектуальных способностей и познавательных интересов школьников в процессе изучения физики основное внимание следует уделять не передаче суммы готовых знаний, а знакомству с методами научного познания окружающего мира, постановке проблем, требующих от учащихся самостоятельной деятельности по их разрешению. Ознакомление школьников с методами научного познания предполагается проводить при изучении всех разделов курса физики, а не только при изучении специального раздела «Физика и физические методы изучения природы».

Раскрытие общекультурной значимости физики и формирование на этой основе научного мировоззрения и мышления являются приоритетными направлениями в преподавании курса физики на начальном этапе ее изучения в 7 классе. Поэтому особое внимание необходимо уделить формированию у учащихся основ научного подхода к изучению природы, рассмотрению примеров проявления закономерностей в явлениях природы и пониманию сущности законов природы как наиболее общих из этих закономерностей. Полезно в максимально возможной степени — особенно на начальном этапе — связывать изучение физики с пониманием окружающего мира, в том числе с «чудесами» техники, которыми учащиеся пользуются каждый день.

В начале изучения физики целесообразно рассматривать явления и факты, которые не только удивляют учеников, но и находят убедительное объяснение с помощью открытых законов природы. Знание физических законов необходимо для изучения химии, биологии, физической географии, технологии, ОБЖ.

При решении задач надо обращать внимание учащихся, прежде всего, на понимание сути физических явлений и примеров построения математических моделей, принципа записи физических закономерностей в виде формул, в частности, на то, что любая буква в формуле может рассматриваться как неизвестная величина, если известны остальные входящие в эту формулу величины. Желательно начинать изложение каждой новой темы с конкретных наглядных и понятных ученикам примеров, и только после их рассмотрения формулировать определения и закономерности — лучше всего совместно с учащимися.

Гуманитарное значение физики как составной части общего образования состоит в том, что она вооружает школьника научным методом познания, позволяющим получать объективные

знания об окружающем мире.
ОПИСАНИЕ МЕСТА ПРЕДМЕТА В УЧЕБНОМ ПЛАНЕ
Федеральный базисный учебный план для образовательных учреждений Российской Федерации отводит 210 часов для обязательного изучения физики на ступени основного общего образования. В том числе в 7 классе — 70 учебных часов из расчета 2 учебных часа в неделю.
Учебно-тематический план

№ п/п	Раздел	Количество часов	Вид занятий (количество часов)
№ п/п	Раздел	Количество часов	Лабораторные работы	Контрольные работы
1	Тепловые явления	12	2	1
2	Изменение агрегатных состояний вещества	12	—	1
3	Электрические явления	25	5	2
4	Электромагнитные явления	6		
5	Световые явления	8	2	1
6	Резерв	7
7	Итого	70	9	5

Система и способ управления интеллектуальным унитазом

ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА РОДСТВЕННУЮ ЗАЯВКУ

[001] Данная заявка является обычной заявкой, заявляющей приоритет международной заявки PCT/CN2015/094446, дата международной подачи — 12 ноября 2015 г., все содержимое которой посредством ссылки включается в данное описание в прямой форме.

ОПОВЕЩЕНИЕ ОБ АВТОРСКОМ ПРАВЕ

[002] Часть раскрытия данного патентного документа содержит материал, охраняемый нормами авторского права. Владелец авторских прав не возражает против какого-либо воспроизведения кем-либо данного патентного раскрытия так, как оно встречается в патентных файлах и записях Ведомства по патентам и товарным знакам США, но в других обстоятельствах оставляет за собой все какие бы то ни было авторские права.

ПРЕДПОСЫЛКИ НАСТОЯЩЕГО ИЗОБРЕТЕНИЯ

ОБЛАСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[003] Настоящее изобретение относится к интеллектуальному унитазу и, в частности, к системе и способу управления интеллектуальным унитазом.

ОПИСАНИЕ ИЗВЕСТНОГО УРОВНЯ ТЕХНИКИ

[004] Интеллектуальный унитаз создали в США для использования и ухода за пожилыми людьми, при этом первоначальный интеллектуальный унитаз был рассчитан на обеспечение функции гигиенической обработки теплой водой. После этого интеллектуальный унитаз был усовершенствован корейскими и японскими санитарно-техническими компаниями, и в этих странах была представлена производственная технология, предусматривающая многочисленные функции, в том числе функцию сиденья с подогревом, функцию гигиенической обработки теплой водой, функцию сушки теплым воздухом и функцию стерилизации. Существующий интеллектуальный унитаз обычно предусматривает функцию сиденья с подогревом, функцию гигиенической обработки теплой водой после пользования унитазом и функцию сушки теплым воздухом. Стоит упомянуть, что интеллектуальные унитазы первоначально были рассчитаны на медицинское обслуживание пожилых людей и медицинское обслуживание на дому. По мере того как интеллектуальные унитазы становятся более популярными, они могут находиться и использоваться в различных местоположениях. Однако по-прежнему существуют некоторые проблемы, которые в интеллектуальных унитазах решить не удалось.

[005] Крышку сиденья и сиденье унитаза у интеллектуальных унитазов в общественных уборных (таких как гостиничные номера или общественные туалеты) пользователь открывает и закрывает вручную, поэтому нельзя игнорировать потенциальные гигиенические проблемы. Поэтому для современного интеллектуального унитаза нужно рассмотреть бесконтактную автоматическую функцию откидывания сиденья унитаза и крышки сиденья. В дополнение, к интеллектуальному унитазу требуется приспособить отличающиеся требования для мужчин и женщин.

[006] Ранее для обнаружения объекта, приближающегося к интеллектуальному унитазу, с целью выполнения функции автоматического откидывания крышки был встроен инфракрасный датчик. Однако эксплуатационная долговечность инфракрасного датчика является краткой, и не может быть решена проблема интерференции инфракрасного датчика. В дополнение, для установки инфракрасного датчика в верхней поверхности крышки сиденья формируют отверстие, и, таким образом, через это отверстие может просачиваться вода, повреждающая инфракрасный датчик.

[007] В патенте Китая №CN200920199983.0 раскрыт интеллектуальный унитаз, содержащий сиденье унитаза и крышку сиденья с приспособлением для автоматического открывания и закрывания. Это сиденье унитаза и крышка сиденья шарнирно соединены друг с другом на унитазе посредством стержня сиденья и стержня крышки, при этом стержень сиденья и стержень крышки расположены на одной общей стержневой оси. В дополнение, этот интеллектуальный унитаз также содержит два отдельных двигателя, предусмотренные по отдельности соответственно на сиденье унитаза и на крышке сиденья. В частности, двигатель сиденья функционально связан со стержнем сиденья, тогда как двигатель крышки функционально связан со стержнем крышки сиденья. Каждый двигатель содержит пусковую схему и схему управления. Стержень сиденья и стержень крышки связаны друг с другом посредством зубчатой передачи. Стержень сиденья содержит ось стержня, втулку стержня и пружину, присоединенную между осью стержня и втулкой стержня, при этом с одним из концов оси стержня связан электромагнит. Посредством принципа электромагнитного механизма и принципа зубчатого механизма сиденье унитаза может приводиться в действие для открывания отдельно посредством запуска двигателя сиденья. В то же время крышка сиденья сконфигурирована для автоматического открывания и закрывания посредством датчика. Иными словами, сиденье унитаза нельзя привести в действие для поднятия по отдельности или вместе с крышкой сиденья. Поэтому пользователю по-прежнему требуется прикосновение и удерживание сиденья унитаза для того, чтобы поднять сиденье унитаза, поэтому вышеупомянутый интеллектуальный унитаз является неудобным и по-прежнему обладает потенциальными проблемами с загрязнителями.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ НАСТОЯЩЕГО ИЗОБРЕТЕНИЯ

[008] Настоящее изобретение является преимущественным в том, что оно предусматривает систему и способ управления интеллектуальным унитазом, представляющим собой высокоинтеллектуальное устройство, являющееся простым в использовании и предотвращающее какое-либо загрязнение рук пользователя посредством прикосновения к интеллектуальному унитазу.

[009] Другим преимуществом изобретения является создание системы и способа управления интеллектуальным унитазом, в котором интеллектуальный унитаз содержит приводное устройство сиденья унитаза, приводное устройство крышки сиденья и схему управления, при этом схема управления содержит детектор пользователя, предназначенный для обнаружения присутствия пользователя, и микроконтроллер. Для сиденья унитаза и крышки сиденья может быть установлен мужской режим работы и женский режим работы. В мужском режиме работы в ответ на присутствие пользователя, обнаруживаемое детектором пользователя, микроконтроллер одновременно поднимает сиденье унитаза и крышку сиденья посредством приводного устройства сиденья унитаза и приводного устройства крышки сиденья. В женском режиме работы в ответ на присутствие пользователя, обнаруживаемое детектором пользователя, микроконтроллер поднимает только крышку сиденья посредством приводного устройства крышки сиденья.

[0010] В соответствии с вышеупомянутым предпочтительным вариантом осуществления, если детектор пользователя обнаруживает отсутствие движения или отсутствие пользователя, микроконтроллер приводит в действие приводное устройство сиденья унитаза и приводное устройство крышки сиденья для наложения и связывания сиденья унитаза и крышки сиденья друг с другом в опущенном закрытом положении.

[0011] В соответствии с вышеупомянутым предпочтительным вариантом осуществления, детектор пользователя представляет собой микроволновой детектор, и сиденье унитаза и крышку сиденья поднимает микроконтроллер. Схема управления содержит сенсорный переключатель, оставляющий руки свободными, при этом выходной конец этого сенсорного переключателя, оставляющего руки свободными, подключен к микроконтроллеру. В мужском режиме работы сенсорный переключатель, оставляющий руки свободными, представляет собой ножной сенсорный переключатель, которого пользователь касается ногой, и, таким образом, микроконтроллер опускает сиденье унитаза посредством приводного устройства сиденья унитаза.

[0012] В соответствии с вышеупомянутым предпочтительным вариантом осуществления, детектор пользователя содержит два микроволновых детектора, при этом два конца этих двух микроволновых детекторов подключены к микроконтроллеру. Два микроволновых детектора расположены симметрично соответственно справа и слева от верхней крышки для обнаружения и анализа жеста пользователя (рука пользователя движется слева направо или справа налево) с целью отправки выходных сигналов из микроволновых детекторов в определенной последовательности с тем, чтобы определять, какой из режимов работы, мужской или женский, установить и привести в действие. Мужской режим работы и женский режим работы определяют выходные сигналы, генерируемые микроволновыми детекторами.

[0013] В соответствии с вышеупомянутым предпочтительным вариантом осуществления, схема управления содержит сенсорный переключатель, оставляющий руки свободными, и выходные концы этого сенсорного переключателя, оставляющего руки свободными, подключены к микроконтроллеру. Если микроволновой детектор не обнаруживает какого-либо жеста пользователя, можно привести в действие сенсорный переключатель, оставляющий руки свободными, и микроконтроллер может посредством приведения в действие сенсорного переключателя, оставляющего руки свободными, поднимать сиденье унитаза и крышку сиденья посредством приводного устройства крышки сиденья и приводного устройства сиденья унитаза.

[0014] В соответствии с вышеупомянутым предпочтительным вариантом осуществления, каждое приводное устройство, приводное устройство сиденья унитаза и приводное устройство крышки сиденья, содержит электродвигатель постоянного тока, схему управления двигателем и потенциометр, при этом два подвижных контакта потенциометра приводятся в движение электродвигателем постоянного тока. Два закрепленных конца сопротивления потенциометра подключены соответственно к положительному электроду источника питания и к заземлению. Подвижные контакты потенциометра воплощены как измерительные концы, соединенные с микроконтроллером с целью обнаружения угла как сиденья унитаза, так и крышки сиденья. Частоту вращения электродвигателя постоянного тока определяют посредством PMW. Когда сиденье унитаза и крышка сиденья поднимаются или опускаются, углы сиденья унитаза и крышки сиденья часто замеряются микроконтроллером посредством потенциометра, и, таким образом, можно вычислить угловые скорости сиденья унитаза и крышки сиденья. Когда угловые скорости сиденья унитаза и крышки сиденья превышают предопределенные значения, необходимо уменьшить коэффициенты заполнения электродвигателей постоянного тока.

[0015] В соответствии с вышеупомянутым предпочтительным вариантом осуществления, процесс опускания как сиденья унитаза, так и крышки сиденья разделен на множество угловых сегментов, при этом первоначальная угловая скорость как сиденья унитаза, так и крышки сиденья имеет наивысшее значение, когда сиденье унитаза и крышка сиденья начинают опускаться. Конечная угловая скорость как сиденья унитаза, так и крышки сиденья имеет самое низкое значение, когда процесс опускания и сиденья унитаза, и крышки сиденья завершается. Процесс поднятия как сиденья унитаза, так и крышки сиденья разделен на множество угловых сегментов. Начальная угловая скорость как сиденья унитаза, так и крышки сиденья имеет наивысшие значения, когда сиденье унитаза и крышка сиденья начинают подниматься. Конечная угловая скорость как сиденья унитаза, так и крышки сиденья имеет самые низкие значения, когда процесс поднятия как сиденья унитаза, так и крышки сиденья завершен.

[0016] В соответствии с вышеупомянутым предпочтительным вариантом осуществления, как сиденье унитаза, так и крышка сиденья расположены под углом 0°, когда сиденье унитаза и крышка сиденья находятся в наложенном и связанном друг с другом состоянии, а угол как сиденья унитаза, так и крышки сиденья установлен на 120°, когда сиденье унитаза и крышка сиденья подняты. В процессе опускания как сиденья унитаза, так и крышки сиденья угол сиденья унитаза и крышки сиденья устанавливают между 120° и 75°, когда угловая скорость сиденья унитаза и крышки сиденья в процессе опускания установлена при 70°/с. Угол сиденья унитаза и крышки сиденья устанавливают между 75° и 40°, когда угловая скорость сиденья унитаза и крышки сиденья в процессе опускания установлена при 35°/с. Угол сиденья унитаза и крышки сиденья устанавливают между 40° и 0°, когда угловая скорость сиденья унитаза и крышки сиденья в процессе опускания установлена при 25°/с. Угол сиденья унитаза и крышки сиденья устанавливают между 0° и 40°, когда угловая скорость сиденья унитаза и крышки сиденья в процессе поднятия установлена при 70°/с. Угол сиденья унитаза и крышки сиденья устанавливают между 40° и 80°, когда угловая скорость сиденья унитаза и крышки сиденья в процессе поднятия установлена при 35°/с. Угол сиденья унитаза и крышки сиденья устанавливают между 80° и 120°, когда угловая скорость сиденья унитаза и крышки сиденья в процессе поднятия установлена при 25°/с.

[0017] В соответствии с вышеупомянутым предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения, и приводное устройство сиденья унитаза, и приводное устройство крышки сиденья содержат электродвигатель постоянного тока M1, схему управления двигателем и схему опускания при отключенном питании, при этом выходной конец схемы управления двигателем подключен к выходному концу электродвигателя постоянного тока, а управляющий конец схемы управления двигателем подключен к первому выходному концу управляющего сигнала микроконтроллера (MCU). Схема опускания при отключенном питании содержит токоограничивающий резистор, электронный переключатель и реле, при этом электронный переключатель и контрольная катушка реле подключены последовательно, один конец контрольной катушки подключен к источнику питания, а другой конец контрольной катушки подключен к заземлению. Управляющий конец электронного переключателя подключен к выходному концу второго управляющего сигнала микроконтроллера; обмотка электродвигателя постоянного тока, токоограничивающий резистор и замыкающие контакты реле соединены друг с другом, образуя последовательную схему.

[0018] Для предотвращения какого-либо загрязнения рук пользователя при прикосновении к интеллектуальному унитазу во время использования интеллектуального унитаза пользователю нет нужды прикасаться к сиденью унитаза и/или крышке сиденья, поэтому использование настоящего изобретения удобно для пользователя.

[0019] Дополнительные преимущества и характерные признаки изобретения станут очевидны из нижеследующего описания, и их можно реализовать посредством инструментальных средств и комбинаций, в частности, указанных в прилагаемой формуле изобретения.

[0020] Дальнейшие цели и преимущества станут очевидны из рассмотрения нижеследующего описания и графических материалов.

[0021] Эти и другие цели, характерные признаки и преимущества настоящего изобретения станут очевидны из нижеследующего подробного описания, сопроводительных графических материалов и прилагаемой формулы изобретения.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ

[0022] Фиг. 1 — блок-схема системы управления интеллектуальным унитазом в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения.

[0023] Фиг. 2 — вид в перспективе интеллектуального унитаза в соответствии с приведенным выше предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения.

[0024] Фиг. 3 — формы волны для выходной волны, обнаруживаемой микроволновым детектором во время непрерывных передвижений пользователя, в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения.

[0025] Фиг. 4 — блок-схема системы управления интеллектуальным унитазом в соответствии со вторым предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения.

[0026] Фиг. 5 — вид в перспективе двух микроволновых детекторов системы управления в соответствии с приведенным выше вторым предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения.

[0027] Фиг. 6 — принципиальная схема системы опускания при отключенном питании в соответствии с третьим предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНОГО ВАРИАНТА ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

[0028] Со ссылкой на фиг. 1—3 графических материалов изображен способ и система управления интеллектуальным унитазом в соответствии с первым предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения, при этом интеллектуальный унитаз содержит сиденье унитаза и крышку сиденья, связанные на корпусе унитаза. Система управления содержит приводное устройство сиденья унитаза, приводное устройство крышки сиденья и схему управления, при этом схема управления содержит микроволновой детектор, кнопку установки режима, сенсорный переключатель, оставляющий руки свободными, и микроконтроллер.

[0029] Выходные концы микроволнового детектора, кнопки установки режима и сенсорного переключателя, оставляющего руки свободными, соответственно функционально соединены с микроконтроллером, а два выходных конца микроконтроллера соответственно функционально соединены с приводным устройством сиденья унитаза и приводным устройством крышки сиденья.

[0030] Как показано на фиг. 2, микроволновой детектор содержит приёмопередатчик, имеющий высокочастотное микроволновое излучение, такое как излучение с частотой 24,125 ГГц, и антенну-зонд, при этом микроволновой детектор функционально связан с микроконтроллером (MCU) посредством схемы интерфейса ввода-вывода. Микроконтроллер 2 расположен на центральной части верхней крышки 101 корпуса 1 унитаза, при этом микроволновой детектор действует, генерируя электромагнитную волну с частотой 24,125 ГГц для обнаружения объекта, приближающегося к интеллектуальному унитазу, такого как пользователь, перемещающийся перед интеллектуальным унитазом (обычно под углом 30 градусов), на основании частоты отраженной электромагнитной волны и характера ее изменений. Рабочий цикл обнаружения микроволнового детектора составляет около 1,5 секунд. Сенсорный переключатель 3, оставляющий руки свободными, такой как ножной приводной переключатель, предусмотрен спереди у нижнего конца корпуса 1 унитаза.

[0031] Для того чтобы повысить эффективность работы интеллектуального унитаза согласно настоящему изобретению, диапазон обнаружения микроволнового детектора 2 определяют относительно средней линии корпуса 1 унитаза, при этом сенсорный переключатель 3, оставляющий руки свободными, расположен там, где диапазон обнаружения имеет радиус обнаружения около 0,5 метров. Когда объект обнаруживается в пределах этого диапазона радиуса обнаружения, микроволновой детектор 2 в течение 0,1 секунд генерирует сигнал.

[0032] Как показано на фиг. 3, если в пределах диапазона обнаружения (имеющего радиус 0,5 метров) обнаруживается объект, из выходного конца микроволнового детектора 2 генерируется низкоуровневый сигнал с импульсом 0,5 секунд. Микроволновой детектор 2 будет повторно активироваться для обнаружения каждые 1,5 секунд.

[0033] Соответственно перемещения пользователя определяются как приближающееся перемещение пользователя, когда пользователь приближается к интеллектуальному унитазу, удаляющееся перемещение пользователя, когда пользователь удаляется от интеллектуального унитаза, и перемещение присутствия пользователя, когда пользователь находится в пределах диапазона интеллектуального унитаза. Приближающееся перемещение пользователя и перемещение присутствия пользователя определяются микроволновым детектором 2 за счет того, что выходной конец микроволнового детектора 2 постоянно генерирует низкоуровневые сигналы. Удаляющееся перемещение пользователя определяется по тому, что выходной конец микроволнового детектора 2 не генерирует ни одного низкоуровневого сигнала в течение 5 секунд.

[0034] Микроконтроллер (MCU) схемы управления интеллектуального унитаза может быть предустановлен в мужской режим работы и в женский режим работы посредством кнопки установки режима. В мужском режиме работы, когда микроволновой детектор обнаруживает пользователя-мужчину, микроволновой детектор будет генерировать низкоуровневый сигнал и отправлять его в микроконтроллер (MCU) схемы управления. Затем сиденье унитаза и крышка сиденья автоматически поворотно поднимаются посредством приводного устройства сиденья унитаза и приводного устройства крышки сиденья. После этого, если пользователь-мужчина хочет опустить сиденье унитаза в мужском режиме использования, пользователь-мужчина, наступив ногой на сенсорный переключатель, оставляющий руки свободными, может привести этот сенсорный переключатель, оставляющий руки свободными, в действие с тем, чтобы поворотно опустить сиденье унитаза приводным устройством сиденья унитаза посредством микроконтроллера. В женском режиме работы, если микроволновым детектором обнаружен пользователь-женщина, микроволновой детектор будет генерировать низкоуровневый сигнал и отправлять его в микроконтроллер (MCU) схемы управления. Затем посредством приводного устройства крышки сиденья поворотно поднимается только крышка сиденья. Иными словами, сиденье унитаза неизменно остается в его первоначальном положении.

[0035] В дополнение, когда микроволновой детектор 2 обнаруживает удаляющееся перемещение, микроконтроллер приводится в действие для закрывания сиденья унитаза и/или крышки сиденья посредством приводного устройства сиденья унитаза и приводного устройства крышки сиденья. Иными словами, в мужском режиме работы в действие для закрывания приводятся крышка сиденья и сиденье унитаза, тогда как в женском режиме работы в действие для закрывания приводится крышка сиденья.

[0036] Со ссылкой на фиг. 4 и фиг. 5 графических материалов изображен альтернативный первому варианту осуществления настоящего изобретения способ и система управления интеллектуальным унитазом в соответствии со вторым предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения. Как показано на фиг. 4, интеллектуальный унитаз содержит приводное устройство сиденья унитаза, приводное устройство крышки сиденья и схему управления, при этом схема управления содержит два микроволновых детектора 2А, 2В, кнопку установки режима, сенсорный переключатель, оставляющий руки свободными, и микроконтроллер. Два выходных конца двух микроволновых детекторов соответственно функционально соединены с микроконтроллерами. Как показано на фиг. 5, два микроволновых детектора 2А, 2В симметрично расположены соответственно справа и слева от верхней крышки 101 интеллектуального унитаза, при этом два микроволновых детектора 2А, 2В отправляют низкоуровневые сигналы в микроконтроллер на основании жеста пользователя и эти низкоуровневые сигналы, генерируемые данными двумя детекторами 2А, 2В, могут анализироваться микроконтроллером для приведения в действие приводного устройства сиденья унитаза и приводного устройства крышки сиденья.

[0037] Интеллектуальный унитаз согласно настоящему изобретению сконфигурирован для анализа жеста (т.е. движения руки пользователя слева направо или справа налево) пользователя двумя микроволновыми детекторами 2A, 2B с целью определения того, какой режим работы приводить в действие — мужской или женский. Мужской режим работы и женский режим работы определяются микроконтроллером.

[0038] Например, если микроволновыми детекторами обнаружен жест пользователя слева направо, интеллектуальный унитаз устанавливается в мужской режим работы, то есть в действие посредством MСU приводятся сиденье унитаза и крышка сиденья. Иными словами, MCU не устанавливает мужской режим работы и женский режим работы.

[0039] Если микроволновыми детекторами обнаружен жест пользователя справа налево, посредством MCU в действие приводится крышка сиденья, а сиденье унитаза остается в его первоначальном положении, и, в то же время, интеллектуальный унитаз устанавливается в женский режим работы (или в мужской режим работы).

[0040] В соответствии с настоящим изобретением, жест пользователя (слева направо или справа налево) сконфигурирован для MCU как входной сигнал 1/0, при этом посредством данного входного сигнала 1/0 сиденье унитаза и крышка сиденья могут приводиться в действие для поднятия. Когда микроволновые детекторы обнаруживают движение пользователя, для того чтобы привести в действие поднимающее перемещение сиденья унитаза и крышки сиденья, необходимо объединить низкоуровневый сигнал, генерируемый микроволновым детектором, и сигнал сенсорного переключателя, оставляющего руки свободными. Например, сенсорный переключатель, оставляющий руки свободными, может обеспечивать то, что сиденье унитаза и крышка сиденья поднимаются, когда жест пользователя, в особенности в случае пожилых людей, нельзя четко определить посредством микроволновых детекторов.

[0041] В соответствии с вышеупомянутым изобретением, сиденье унитаза и крышка сиденья могут быть подняты посредством MCU, в то время как микроволновые детекторы обнаруживают перемещение, поэтому пользователю нет нужды прикасаться к сиденью унитаза и крышке сиденья для того, чтобы их поднять. Иными словами, сиденье унитаза и крышка сиденья могут приводиться в действие для поднятия по отдельности или оставаться в их первоначальных положениях посредством жеста пользователя.

[0042] В соответствии с первым предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения, интеллектуальный унитаз содержит один микроволновой детектор и один сенсорный переключатель, оставляющий руки свободными, при этом мужской режим работы и женский режим работы можно по выбору менять местами. В мужском режиме работы, когда микроволновой детектор обнаруживает перемещение пользователя-мужчины, MCU принимает низкоуровневый сигнал для поднятия сиденья унитаза и крышки сиденья. Сиденье унитаза может быть приведено в действие для опускания, когда ногой пользователя приводится в действие сенсорный переключатель, оставляющий руки свободными. В женском режиме работы MCU приводит в действие для поднятия только крышку сиденья, а сиденье унитаза остается в его первоначальном положении.

[0043] В соответствии со вторым предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения, интеллектуальный унитаз содержит по меньшей мере два микроволновых детектора, при этом мужской режим работы и женский режим работы также можно по выбору менять местами. При обнаружении микроволновыми детекторами жеста пользователя слева направо интеллектуальный унитаз устанавливается в мужской режим работы (режим мочеиспускания для мужчин), а MCU приводит в действие сиденье унитаза и крышку сидения для поднятия. Если микроволновые детекторы обнаруживают жест пользователя справа налево, то интеллектуальный унитаз устанавливается в женский режим работы (или в мужской режим дефекации). Тогда посредством MCU приводится в действие для поднятия только крышка сиденья, в то время как сиденье унитаза остается в его первоначальном положении.

[0044] Система управления согласно настоящему изобретению также содержит модуль автоматического замедления для опускания сиденья унитаза и крышки сиденья при замедлении движения, при этом модуль замедления запускается посредством запуска электродвигателя постоянного тока. Электродвигатель постоянного тока содержит пять штырей, при этом первый штырь 1 и второй штырь 2 представляют собой соответственно положительный электрод и отрицательный электрод электродвигателя постоянного тока, способного управлять крутящим моментом электродвигателя постоянного тока. Третий штырь 3, четвертый штырь 4 и пятый штырь 5 подключены к потенциометру, при этом два конца сопротивления потенциометра подключены к третьему штырю 3 и четвертому штырю 4. Третий штырь 3 представляет собой штырь +5 В, а четвертый штырь представляет собой штырь GND. Пятый штырь 5 соединен с ползуном потенциометра и представляет собой штырь выборки АЦП (замера напряжения), и он приспособлен для того, чтобы представлять собой измерительный конец, соединенный с микроконтроллером, для замера разных углов сиденья унитаза и крышки сиденья.

[0045] Запуск электродвигателя постоянного тока определяется путем управления напряжением между двумя концами электродвигателя постоянного тока с целью достижения крутящего момента вперед или крутящего момента назад. Например, если первый штырь 1 представляет собой положительный штырь электродвигателя постоянного тока, а второй штырь 2 представляет собой отрицательный штырь электродвигателя постоянного тока, то электродвигатель постоянного тока можно запустить для генерирования крутящего момента вперед, при этом первый штырь 1 имеет высокий уровень напряжения, а второй штырь 2 имеет низкий уровень напряжения. В противном случае, если первый штырь 1 имеет низкий уровень напряжения, а второй штырь 2 имеет высокий уровень напряжения, то электродвигатель постоянного тока можно запустить для генерирования крутящего момента назад. Когда как первый штырь 1, так и второй штырь 2 оба имеют высокий уровень напряжений, электродвигатель постоянного тока не действует. В противном случае, когда как первый штырь 1, так и второй штырь 2 оба имеют низкий уровень напряжений, электродвигатель постоянного тока также не действует.

[0046] Существует два способа регулирования частоты вращения электродвигателя постоянного тока.

[0047] 1. Частоту вращения электродвигателя постоянного тока можно определить посредством разности напряжений между первым штырем 1 и вторым штырем 2, при этом чем больше разность напряжений между первым штырем 1 и вторым штырем 2, тем больше будет частота вращения электродвигателя постоянного тока.

[0048] 2. Частоту вращения электродвигателя постоянного тока можно определить посредством PWM (широтно-импульсной модуляции), при этом PWM модифицирует разность напряжений между первым и вторым штырями 1, 2 как прямоугольный импульс. Если коэффициент заполнения этого прямоугольного импульса является небольшим, то частота вращения электродвигателя постоянного тока является относительно невысокой.

[0049] Предпочтительно к настоящему изобретению применим второй способ регулирования частоты электродвигателя постоянного тока.

[0050] На настоящий момент управление углом сиденья унитаза и крышки сиденья относительно корпуса унитаза осуществляется от 0° до 120° (0—120° представляет собой оптимальный угол, практический угол находится между 0° и 110°).

[0051] Когда сиденье унитаза и крышка сиденья расположены под углом 0°, сиденье унитаза и крышка сиденья находятся в наложенном и связанном друг с другом состоянии. В противном случае, если угол сиденья унитаза и крышки сиденья установлен равным 120°, то сиденье унитаза и крышка сиденья подняты.

[0052] Когда сиденье унитаза и крышка сиденья подняты, угол сиденья унитаза и крышки сиденья может быть определен потенциометром, и этот угол сиденья унитаза и крышки сиденья находится между 110° и 120°. Для того чтобы опустить сиденье унитаза и крышку унитаза, от электродвигателя постоянного тока требуется вращение с коэффициентом заполнения прямоугольного импульса, равным 100%, а углы сиденья унитаза и крышки сиденья замеряются потенциометром.

[0053] 1. Когда электродвигатель постоянного тока вращается на угол между 120° и 75°, частота вращения электродвигателя постоянного тока может быть вычислена как 70 градусов/с, и способ вычисления этой частоты вращения описывается следующим образом:.

[0054] В настоящее время микросхема A/D (аналого-цифровой преобразователь) дискретизирована по 10-битному способу дискретизации, в котором 5 В разделены на 1024 сегмента. Каждый сегмент имеет соответствующее ему напряжение, и однокристальный микрокомпьютер преобразовывает это напряжение в значение A/D.

[0055] Если напряжение, соответствующее 120°, составляет 3,5 В, то значение A/D составляет 716.

[0056] Значение A/D вычисляется один раз в 0,5 секунд. Частота вращения электродвигателя постоянного тока определяется по единичному изменению значения A/D.

[0057] Например, первое замеренное значение A/D равно 120°, а второе замеренное значение A/D равно 85°, и тогда угол вращения электродвигателя постоянного тока составляет 120–85=35°. Таким образом, угловая скорость электродвигателя постоянного тока составляет 70 градусов/с.

[0058] Если фактическая частота вращения электродвигателя постоянного тока больше 70 градусов/с, то PWM посредством алгоритма PI регулирует коэффициент заполнения прямоугольного импульса до менее высокого значения. Если фактическая частота вращения электродвигателя постоянного тока меньше 70 градусов/с, то PWM посредством алгоритма PI регулирует коэффициент заполнения прямоугольного импульса до более высокого значения (значение коэффициента заполнения прямоугольного импульса не достигает 100%).

[0059] 2. Угол электродвигателя постоянного тока находится между 75° и 40°, а его угловая скорость контролируется при 35 градусах/с.

[0060] 3. Угол электродвигателя постоянного тока находится между 40° и 0°, а его угловая скорость контролируется при 25 градусах/с.

[0061] Принципы процессов поднятия и опускания сиденья унитаза и крышки сиденья являются одинаковыми, без учета установки значения угловой скорости и частоты вращения.

[0062] Когда сиденье унитаза и крышка сиденья находятся в наложенном и связанном друг с другом состоянии, то угол электродвигателя постоянного тока, определяемый потенциометром, равен 0°.

[0063] Способ управления интеллектуальным унитазом включает следующие этапы:

[0064] 1. От электродвигателя постоянного тока требуется вращение с коэффициентом заполнения прямоугольного импульса, равным 100%, и этот угол электродвигателя постоянного тока замеряется потенциометром.

[0065] 2. Угол электродвигателя постоянного тока находится между 0° и 45°, а его угловая скорость контролируется при 70 градусах/с.

[0066] 3. Угол электродвигателя постоянного тока находится между 45° и 80°, а его угловая скорость контролируется при 35 градусах/с.

[0067] 4. Угол электродвигателя постоянного тока находится между 80° и 120°, а его угловая скорость контролируется при 25 градусах/с.

[0068] На фиг. 6 показан принцип схемы опускания при отключенном питании в соответствии с третьим предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения.

[0069] Автоматическое поднимающее и опускающее перемещение сиденья унитаза и крышки сиденья можно выполнить посредством автоматического приспособления замедления и схемы управления MCU. Схема опускания при отключенном питании представляет собой схему защиты для схемы управления MCU. В нормальных условиях схема опускания при отключенном питании бездействует. Схема опускания при отключенном питании действует только в ситуации отсутствия питания с целью предотвращения опускания сиденья унитаза и крышки сиденья со слишком большой скоростью.

[0070] Каждое из приводных устройств, приводное устройство сиденья унитаза и приводное устройство крышки сиденья, содержит электродвигатель постоянного тока M1, микросхему DRV8843 управления двигателем, и схему опускания при отключенном питании, при этом выходной конец микросхемы DRV8843 управления двигателем подключен к выходному концу электродвигателя постоянного тока, а управляющий конец микросхемы управления двигателем подключен к первому выходному концу управляющего сигнала микроконтроллера (MCU). Схема опускания при отключенном питании содержит токоограничивающий резистор R1, триод Q1 и реле RLY1. Коллектор триода Q1 подключен к первому концу контрольной катушки реле RLY1, а эмиттер триода Q1 подключен к заземлению. Второй конец контрольной катушки реле RLY1 подключен к источнику питания, а базовый электрод триода Q1 подключен к выходному концу второго управляющего сигнала микроконтроллера через сопротивление R2. Обычно обмотка электродвигателя постоянного тока М1, токоограничивающий резистор R1 и реле R1 подключены друг к другу в замкнутый контакт с образованием последовательной схемы.

[0071] В ситуации отключенного питания работой реле RLY1 управляет MCU посредством сопротивления R2 и триода Q1, причем при размыкании замкнутого контакта реле RLY1 электродвигатель постоянного тока M1 может приводиться в действие посредством микросхемы IC2, приводящей в действие двигатель (драйвер двигателя IC DRV8843 с двойной мостовой схемой управления от Texas Instruments).

[0072] В ситуации отсутствия питания замыкающее контакт реле RLY1 автоматически замыкается посредством внутреннего пружинного механизма. Сопротивление R1 и обмотка двигателя соединяются друг с другом, образуя схему управления с обратной связью. Когда двигатель вращается внешним усилием, в схеме управления с обратной связью генерируется ток, и этот ток потребляется внутренним сопротивлением сопротивления R1 и обмоткой двигателя. Посредством этого тока может быть запущено вращение двигателя, и, таким образом, сиденье унитаза и крышку сиденья можно медленно опустить.

[0073] Настоящее изобретение предусматривает высокочастотную микроволновую методику обнаружения, приспособленную для выполнения функции автоматического обнаружения и поднятия сиденья унитаза и крышки сиденья, и интеллектуальный унитаз может по выбору действовать в мужском или женском режиме работы посредством жеста пользователя. В то же время для поднимающего и опускающего перемещения сиденья унитаза и крышки сиденья с целью достижения нормальной скорости поднятия сиденья унитаза и крышки сиденья применяется автоматическое приспособления замедления, а в ситуации отсутствия питания сиденье унитаза и крышка сиденья не могут опускаться быстро. В дополнение, для пользователей разного возраста и роста предусмотрен сенсорный переключатель, оставляющий руки свободными.

[0074] Специалисту в данной области техники будет понятно, что вариант осуществления настоящего изобретения, показанный в графических материалах и описанный выше, является лишь примерным и не предусмотрен как ограничивающий.

[0075] Таким образом, видно, что цели настоящего изобретения были полностью и эффективно достигнуты. Варианты осуществления были показаны и описаны в целях иллюстрации функциональных и конструктивных принципов настоящего изобретения, и они допускают изменение без отступления от этих принципов. Поэтому данное изобретение включает все модификации, охватываемые в пределах духа и объема нижеследующей формулы изобретения.

Двигатель постоянного тока. Характеристики и регулирование

После предыдущего поста о мотор-редукторе мне пришло несколько вопросов по регулированию двигателя постоянного тока. Так что пора написать очередной пост 🙂

Двигатель постоянного тока (ДПТ) это один из самых привычных и понятных электродвигателей, он изучается даже в школе, на физике. Он используется практически везде, где нужен малогабаритный моторчик, а также не спешит сдавать своих позиций и там, где мощность измеряется десятками киловатт. О нем и поговорим.

▌Конструктив и базовый принцип
Не буду тут особо распинаться, покажу картинку из википедии и укажу ряд основных узлов. Все остальное вы и так знаете и трогали своими руками.

1. Статор состоит из источника магнитного поля. Далеко не всегда это постоянный магнит, более того, постоянный магнит это скорей исключение, чем правило. Обычно все же это обмотка возбуждения. По крайней мере на всем, что больше кулака по размерам.

2. Якорь состоит из обмотки якоря и коллекторного узла.

Работает все очень и очень просто. Обмотка якоря отталкивается от магнитного поля статора силой Ампера и совершает пол оборота, стремясь вывести эту силу на ноль и таки вывела бы если бы не коллектор, который ловко всех обламывает переключает полярность катушки и сила вновь становится максимальной. И так по кругу. Т.е. коллектор служит механическим инвертором напряжения в якоре. Запомните этот момент, он нам еще пригодится 🙂

Обычно в мелких моторчиках всего два полюса обмотки возбуждения (одна пара) и трехзубцовый якорь. Три зуба это минимум для запуска из любого положения, но чем больше зубцов тем более эффективно используется обмотка, меньше токи и более плавный момент, т.к сила является проекцией на угол, а активный участок обмотки проворачивается на меньший угол

▌Происходящие в двигателе процессы
Думаю многие из вас кто баловался с движками могли заметить, что у них есть ярко выраженный пусковой ток, когда мотор на старте может рвануть стрелку амперметра, например, до ампера, а после разгона ток падает до каких-нибудь 200мА.

Почему это происходит? Это работает противоэдс. Когда двигатель стоит, то ток который через него может пройти зависит только лишь от двух параметров — напряжения питания и сопротивления якорной обмотки. Так что предельный ток который может развить движок и на который следует рассчитывать схему узнать несложно. Достаточно замерить сопротивление обмотки двигателя и поделить на это значение напряжение питания. Просто по закону Ома. Это и будет максимальный ток, пусковой.

Но по мере разгона начинается забавная вещь, обмотка якоря движется поперек магнитного поля статора и в ней наводится ЭДС, как в генераторе, но направлена она встречно той, что вращает двигатель. И в результате, ток через якорь резко снижается, тем больше, чем выше скорость.

А если движок дополнительно еще подкручивать по ходу, то противоэдс будет выше питания и движок начнет вкачивать энергию в систему, став генератором.

▌Немного формул
Не буду грузить никого выводами, их найдете сами если захотите. Чтобы было поменьше матана рекомендую найти учебник по электроприводу для средних учебных заведений и годом выпуска подревней. От 50х-60х годов самое то 🙂 Там и картинки винтажные и расписано для вчерашнего выпускника сельской семилетки. Много букв и никакого грузилова, все четко и по делу.

Самая главная формула коллекторного двигателя постоянного тока:

U = Е + I_я*R_я

U — напряжение подаваемое на якорь
R_я — сопротивление якорной цепи. Обычно за этот символ считают только сопротивление обмотки, хотя можно снаружи навесить резистор какой и он к ней приплюсуется. Тогда пишут как (R_я+R_д)
I_я — ток в якорной цепи. Тот самый который замеряется амперметром при попытке измерять потребление движка 🙂
Е — это противоэдс или ЭДС генератора, в генераторном режиме. Она зависит от конструкции двигателя, оборотов и описывается вот такой вот простой формулой

Е = С_е * Ф * n

C_e — одна из конструктивных констант. Они зависят от конструкции двигателя, числа полюсов, количества витков, толщин зазоров между якорем и статором. Нам она не особо нужна, при желании ее можно вычислить экспериментально. Главное, что она константа и на форму кривых не влияет 🙂
Ф — поток возбуждения. Т.е. сила магнитного поля статора. В мелких моторчиках, где оно задается постоянным магнитом это тоже константа. Но бывает под возбуждение выведена отдельная обмотка и тогда мы можем ее менять.
n — обороты якоря.

Ну и зависимость момента от тока и потока:

М = С_м * I_я * Ф

С_м — конструктивная констатнта.

Вот тут стоит обратить внимание, что зависимость момента от тока совершенно прямая. Т.е. просто замеряя ток, при неизменном потоке возбуждения, мы можем совершенно точно узнать величину момента. Это может быть важно, например, чтобы не сломать привод, когда двигло может развить такое усилие, что легко поломает то, что оно там вращает. Особенно с редуктором.

Ну и из этого же следует, что момент у машины постоянного тока зависит только от способности источника снабжать его током. Так что идеальный нерушимый сверхпроводящий движок вам на раз лом в узел завяжет, пусть даже он сам с ноготок будет. Только энергию подавай.

А теперь смешаем все это в кучу и получим зависимость оборотов от момента — механическую характеристику двигателя.

Если ее построить, то будет нечто следующее:

n₀ — это обороты идеального холостого хода сферического двигателя в вакууме. Т.е. когда наш движок ну ваще халявит, момент равен нулю. Ток потребления тоже, естественно, ноль. Т.к. противоэдс равна напряжению. Чисто теоретический вариант. А вторая точка строится уже с каким-либо моментом на валу. Получается прямая зависимость оборотов от момента. А наклон характеристики определяется сопротивлением якорной цепи. Если никаких добавочных резисторов там нет, то это зовут естественной характеристикой.

Обороты идеального холостого хода зависят от напряжения и потока. Больше ни от чего. А если поток константа (постоянный магнит), то только от напряжения. Снижая напряжение вся наша характеристика параллельно смещается вниз. Уменьшили напряжение в два раза — скорость упала в два раза.

Если есть возможность менять поток возбуждения, то можно поднимать скорость выше номинальной. Тут зависимость обратная. Ослабляем поток — двигатель разгоняется, но либо падает момент, либо ему надо жрать больше тока.

Иной двигатель со снятием возбуждения может и в разнос пойти. Помнится сдавал я затянувшийся курсач по электроприводу, уже хрен знает спустя сколько времени после сессии. Вломы мне его делать было, ага 🙂 Ну и сидел в лаборатории, ждал препода. А там какие то балбесы, на курс ниже, лабу делали. Крутили движок вхолостую, а возбуждение к стенду приверчено было на соплях и слетело с клеммы. Движок в разнос пошел. У нас в лаборатории ЭПА ЮУРГУ все серьезно было, машины стояли нешуточные, по десятку киловатт и под сотню другую кг каждый. Все на суровом напряжении в 380 вольт.
В общем, когда эта дура взревела как монстр и стала рваться с креплений, я только и успел крикнуть, что все нахер от машины, вырубай к черту. Не успели, двигло сорвало с креплений, обмотка повылетала с пазов и движку пришел кирдык. Ладно никого не покалечило.
Впрочем, лабы привода это то еще развлечение было. У нас там и горело и взрывалось. Там я приобрел замечательные навыки чинить что угодно, чем угодно в сжатые сроки. В среднем, каждый успел по разу убить стенд наглухо, а лаба часто начиналась с починки паяльника, которым чинили осциллограф с помощью которого реанимировали убитый стенд.

Добавляя резисторы в якорную цепь мы можем увеличить наклон, т.е. чем больше грузим тем больше падает скорость.

Метод плох тем, что резисторы в цепи якоря должны быть расчитаны на ток двигателя, т.е. быть мощными и будут греться зря. Ну и момент резко падает, что плохо.

Есть еще двигатели не независимого, а последовательного возбуждения. Это когда обмотка статора включена последовательно якорю. Не каждый двигатель так можно включить, обмотка возбуждения должна выдерживать ток якоря. Но у них возникает одно интересное свойство. При пуске возникает большой пусковой ток и этот пусковой ток является же током возбуждения, обеспечивая огромный пусковой момент. Механическая характеристика напоминает гиперболу с максимумом в районе нулевых оборотов.

А дальше, по мере разгона, момент падает, а обороты наоборот растут. И если нагрузку убрать с вала, то движок сразу же уходит в разнос. Такие движки ставят на тягловый привод в основном. По крайней мере ставили раньше, до развития силовой электроники. С места эта хрень рвет так, что все стритсракеры нервно закуривают.

▌Режимы работы двигателя постоянного тока
Направление вращения движка зависит от направления тока якоря или направления потока возбуждения. Так что если взять коллекторный двигатель и подключить обмотку возбуждения параллельно якорю, то он будет прекрасно вращаться и на переменном токе (универсальные двигатели, их в кухонную технику часто ставят). Т.к. ток будет одновременно меняться и в якоре и в возбуждении. Момент правда будет пульсирующим, но это мелочи. А для реверса там надо будет поменять полярность включения якоря или возбуждения.

Если нарисовать механическую характеристику в четырех квадрантах, то у нас будет нечто похожее на это:

Вот, например, характеристика 1 на I участке у нас машина работает как двигатель. Нагрузка растет и в определенный момент двигатель останавливается и начинает вращаться в обратную сторону, т.е. нагрузка обращает его вспять. Это тормозной режим, противовключение. Режим очень тяжелый, двигло греется просто зверски, но для торможения очень эффективный. Если же момент на валу сменит направление и пойдет вращать навстречу движку, то мотор сразу же выйдет на генерацию (IV участок).

Характеристика 2 это то же самое, только с обратной полярностью питающего напряжения двигателя.

А характеристика 3 это динамическое торможение. Оно же реостатное. Т.е. когда мы берем и просто коротим наш двигатель на резистор или сам на себя. Можете сами проверить, возьмите любой моторчик и покрутите его, а потом закоротите ему якорь и покрутите снова. На валу будет ощутимое усилие, тем больше, чем качественнее движок.

Кстати, драйвера двигателей вроде L293 или L297 имеют возможность включить реостатное торможение, подачей обоих ключей вверх или вниз. При этом якорь коротится через драйвер на шину земли или питания.

▌Бесколлекторные двигатели постоянного тока
Коллекторный движок он очень хорош. Он чертовски легко и гибко регулируется. Можно повышать обороты, понижать, механическая характеристика жесткая, момент он держит на ура. Зависимость прямая. Ну сказка, а не мотор. Если бы не одна ложка говна во всей этой вкусняшке — коллектор.

Это сложный, дорогой и очень ненадежный узел. Он искрит, создает помехи, забивается проводящей пылью от щеток. А при большой нагрузке может полыхнуть, образовав круговой огонь и тогда все, капец движку. Закоротит все дугой наглухо.

Но что такое коллектор вообще? Нафига он нужен? Выше я говорил, что коллектор это механический инвертор. Его задача переключать напряжение якоря туда сюда, подставляя обмотку под поток.

А на дворе то уже 21 век и дешевые и мощные полупроводники сейчас на каждом шагу. Так зачем нам нужен механический инвертор если мы можем сделать его электронным? Правильно, незачем! Так что берем и заменяем коллектор силовыми ключами, а еще добавляем датчики положения ротора, чтобы знать в какой момент переключать обмотки.

А для пущего удобства выворачиваем двигатель наизнанку — гораздо проще вращать магнит или простенькую обмотку возбуждения, чем якорь со всей этой тряхомудией на борту. В качестве ротора тут выступает либо мощный постоянный магнит, либо обмотка питаемая с контактных колец. Что хоть и смахивает на коллектор, но не в пример надежней его.

И получаем что? Правильно! Бесщеточный двигатель постоянного тока aka BLDC. Все те же няшные и удобные характеристики ДПТ, но без этого мерзкого коллектора. И не надо путать BLDC с синхронными двигателями. Это совсем разные машины и разным принципом действия и управления, хотя конструктивно они ОЧЕНЬ схожи и тот же синхронник вполне может работать как BLDC, добавить ему только датчиков да систему управления. Но это уже совсем другая история.

Как управлять мотором постоянного тока

Двигатель постоянного тока

Для начала рассмотрим повнимательней обычный двигатель постоянного тока. Любой двигатель имеет две основные части — ротор и статор. В коллекторном двигателе статор — неподвижная часть, состоит из постоянных магнитов (или в более мощных двигателях электромагнитов). Ротор (якорь) — вращается, совмещён с валом двигателя и состоит из многих катушек (как минимум трех). Коллектор (щёточно-коллекторный узел) отвечает за переключение выводов катушек ротора. Ток в таком двигателе подводится к катушкам ротора через скользящие контакты (или щётки). В один момент времени подключена только одна катушка, она и создаёт момент вращения двигателя за счет проходящего тока.

С точки зрения базовых элементов схемотехники любой двигатель можно представить в виде следующей эквивалентной схемы:

Когда мотор подключён источнику постоянного тока и еще не начал вращаться, то он представляет из себя обычное сопротивление. То есть через него течет ток согласно закону Ома и сопротивлению его обмотки. Преобладает компонента R. Индуктивность начинает влиять когда напряжение не постоянное, например, если мотор питается от ШИМ (PWM) сигнала.

Сопротивление ротора и индуктивность, как правило, очень малы. Его можно померить обычным мультиметром. Небольшие модельные моторы имеют сопротивление 1-10 Ом. Поэтому, при старте мотора (когда он ещё не начал вращаться), ток сильно превышает рабочий ток мотора и если мотор долго будет неподвижен (его заклинило), то такой высокий ток может привести к перегреву мотора и выходу из строя.

Индуктивность катушек ротора пытается поддерживать ток протекающий через обмотки постоянным. Ее влияние заметно только когда напряжение меняется. Когда мотор начинает вращаться, то коллектор начинает переключать катушки ротора, что вызывает изменение напряжения. Индуктивность пытается в эти моменты поддерживать ток протекающий через мотор на постоянном уровне за счет напряжения.

Во время вращения катушки ротора начинают вырабатывать ток (как генератор) — возникает обратная ЭДС. Чем быстрее вращается ротор, тем выше обратная ЭДС возникающая в катушках, а так как она направлена против напряжения питания, то ток потребляемый мотором снижается.

В дальнейшем нам понадобятся следующие выводы:

пока мотор не начал вращаться он является сопротивлением
если приложить к мотору изменяющееся напряжение (например PWM), то индуктивность будет иметь большое влияние, она будет сопротивляться изменению тока через мотор
когда мотор вращается, то он является генератором, и за счет этого потребляемый ток снижается (итоговое напряжение равно V — Vbemf).

Как подключить мотор к МК

В данной статье мы будем разбираться как управлять с помощью МК скоростью и направлением вращения обычным двигателем постоянного тока.

Для того чтобы коллекторный мотор постоянного тока начал вращаться, достаточно подать на него определённое напряжение. Полярность данного напряжения будет определять направление его вращения, а величина напряжения — скорость вращения. Напряжение нельзя менять безгранично. Каждый мотор рассчитан на определённый диапазон напряжений. При повышении напряжения ток через мотор будет расти, и он начнётся перегреваться и может сгореть. На следующем графике некоего мотора хорошо видна взаимосвязь его основных показателей.

Максимальной мощности (Torque — крутящий момент) мотор достигает при максимальном токе. И зависимость тока и момента — линейная. Максимальной скорости двигатель достигает при отсутствии нагрузки (на холостых оборотах), при увеличении нагрузки скорость вращения падает. Номинальное рабочее напряжение указано в паспорте на двигатель и именно для него и приведён и этот график. Если же снижать напряжение, то скорость вращения, и все остальные показатели будут тоже падать. Как правило, ниже 30-50% от номинального напряжения мотор перестанет вращаться. Если же мотор не сможет прокрутить вал (его заклинило), то по сути станет сопротивлением и потребляемый ток достигает максимальной величины, зависящей от внутреннего сопротивления его обмоток. Обычный мотор не рассчитан на работу в таком режиме и может сгореть.

Посмотрим как меняется ток от нагрузки на реальном моторе R380-2580.

Мы видим, что рабочее напряжение данного мотора — 12В, потребляемый ток под нагрузкой — 1.5А. Ток останова мотора вырастает до 8А, а в холостом же вращении, потребляемый ток равен всего 0.8А.

Как мы знаем, порт микроконтроллера не может выдать ток больше 50мА, и напряжение питания 12В для него слишком большое. Для управления моторами нам понадобится электронный ключ — транзистор, возьмём обычный биполярный транзистор NPN и подключим его по следующей неправильной схеме.

Чтобы мотор начал вращаться, на базу транзистора необходимо подать небольшой ток, далее транзистор откроется и сможет пропустить через себя гораздо больший ток и напряжение — мотор будет вращаться. Стоит отметить что, если мы соберём такую схему, то транзистор очень скоро, если не сразу, выйдет из строя. Чтобы этого не произошло, его необходимо защитить.

Как мы уже знаем одна из компонент мотора — индуктивность — сопротивляется изменению тока. Поэтому, когда мы закроем транзистор, чтобы выключить мотор, то сопротивление транзистора резко увеличится и он перестанет пропускать через себя ток. Однако индуктивность будет сопротивляться этому, и для того, чтобы удержать ток на прежнем уровне, по закону Ома, напряжение на коллекторе транзистора начнёт резко повышаться (может достигнуть даже 1000В, правда очень на малое время) и транзистор сгорит. Чтобы этого не произошло необходимо параллельно обмоткам мотора поставить диод, который откроет путь для обратного напряжения и замкнёт его на обмотке мотора, тем самым защитит транзистор.

Также, все постоянные моторы имеют еще одну неприятность — при вращении механический контакт в коллекторе не идеален, щётки искрят в процессе работы, создавая помехи, что может привести к сбою микроконтроллера. Чтобы снизить эти помехи, необходимо использовать конденсаторы небольшой ёмкости, подключенный параллельно выводам мотора (как можно ближе к самому мотору). Вот окончательная правильная схема (диод может быть не обязательно Шоттки, но он предпочтителен).

Биполярные транзисторы в открытом состоянии они ведут себя как диоды (на них падает около 0.7 В). А это, в свою очередь, вызывает их большой нагрев на больших токах и снижает КПД схемы управления мотором. Поэтому лучше управлять моторами с помощью полевых (MOSFET) транзисторов. В настоящее время они достаточно распространены и имеют невысокую цену. Их низкое сопротивление в открытом состоянии позволяет коммутировать очень высокие токи с минимальными потерями. Однако и у них есть свои недостатки. Так как MOSFET транзисторы управляются напряжением, а не током (и обычно оно составляет 10В), то нужно или выбирать специальные логические MOSFET, которые могут управляться низким напряжением — 1.8 .. 2.5В или использовать специальные схемы накачки напряжения (драйверы полевых транзисторов). Как выбирать MOSFET под вашу схему мы рассмотрим в других статьях, на конкретных приборах.

Теперь, подавая на выход микроконтроллера логическую единицу, мы заставим мотор вращаться, а логический ноль — остановится. Однако вращаться он будет с постоянной скоростью и только в одну сторону. Хотелось бы иметь возможность менять направление вращения мотора, а также его скорость. Рассмотрим, как этого можно добиться с помощью микроконтроллера.

H-Мост — меняем направление вращения мотора

Для управления направлением вращения мотора существует специальная схема, которая называется H-мост (схема выглядит как буква H).

Работает схема очень просто. Если открыть верхний правый и левый нижний транзистор, то на клемах мотора справа будет плюс, а слева будет минус. Мотор будет крутиться в одну сторону. Если открыть левый верхний и правый нижний, то справа будет минус, а слева плюс — полярность тока сменится, и мотор будет крутиться в другую сторону. Паразитные диоды внутри MOSFET транзисторов будут защищать всю схему (параметры этих диодов не очень хорошие и в реальных схемах могут понадобиться более быстродействующие диоды Шотке параллельно паразитным диодам, для снижения нагрева полевого транзистора), так что лишние компоненты не понадобятся, кроме искрогасящего конденсатора.

В схеме H-моста в качестве нижних транзисторов всегда используются N-канальные, а вот верхние могут быть как N-канальные, так и P-канальные. P-канальными транзисторами в верхнем ключе проще управлять, достаточно сделать схему смещения уровня напряжения на затворе. Для этого можно использовать маломощный N-канальный полевой или биполярный транзистор. Нижним транзистором можно управлять напрямую от МК, если выбрать специальный логический полевой транзистор.

Если в вашей схеме будет использоваться высоковольтный мотор постоянного тока (больше 24В) или мощный мотор с токами более 10А, то лучше использовать специальные микросхемы — драйверы MOSFET транзисторов. Драйверы управляются, как правило, сигналами микроконтроллера от 2 до 5В, а на выходе создают напряжение необходимое для полного открытия MOSFET транзисторов — обычно это 10-15В. Также драйверы обеспечивают большой импульсный ток необходимый для ускорения открытия полевых транзисторов. С помощью драйверов легко организовать управление верхним N-канальным транзистором. Очень хорошим драйвером является микросхема L6387D от компании ST. Данная микросхема хороша тем, что не требует диода для схемы накачки напряжения. Вот так она подключается для управления H-мостом на 2-х N-канальных транзисторах.

N-канальные полевые транзисторы, стоят дешевле P-канальных, а также имеют меньшее сопротивление в открытом состоянии, что позволяет коммутировать большие токи. Но ими сложнее управлять в верхнем положении. Проблема использования N-канального транзистора в верхнем ключе состоит в том, что для его открытия нужно подать напряжение 10В относительно Истока, а как вы видите на схеме там может быть все напряжение питания мотора, а не 0 вольт. Таким образом, на базу необходимо подать 10В + напряжение питания мотора. Нужна специальная bootstrap схема для повышения напряжения. Обычно, для этих целей используется схема накачки напряжения на конденсаторе и диоде. Однако такая схема работает только, если вы постоянно подзаряжаете конденсатор — открывая, закрывая нижний транзистор (в ШИМ управлении). Для возможности поддерживания верхнего транзистора постоянно открытым нужно еще усложнять схему — добавлять схему внешней подпитки конденсатора. Вот пример схемы управления N-канальными транзисторами без использования микросхем драйверов.

Перейдём к управлению скоростью вращения мотора.

ШИМ сигнал — управляем скоростью вращения мотора

Моторы постоянного тока имеют линейную зависимость скорости вращения от приложенного напряжения. Таким образом, чтобы снизить скорость вращения, надо подать меньше напряжения. Но надо помнить, что с падением напряжения, у мотора падает мощность. Поэтому, на практике, можно управлять скоростью мотора только в пределах 30%-50% от полной скорости вращения мотора. Для управления скоростью мотора без потери мощности, необходима обратная связь от мотора по оборотам вращения, например как в электрическом шуруповерте. Такой режим управления, требует более сложной схемы. Мы же будет рассматривать простой вариант — управление скоростью мотора без обратной связи.

Итак, нам необходимо менять напряжение подаваемое на мотор. В нашем распоряжении есть MOSFET транзистор. Мы помним, что наш мотор имеет индуктивность. Индуктивность сопротивляется изменению тока. И если быстро включать и выключать напряжение на моторе, то в момент выключения ток будет продолжать течь благодаря индуктивности. А мотор будет продолжать вращаться по инерции, а не остановится. Но естественно, вращаться он будет медленнее, среднее напряжение на его обмотках будет меньшее.

Микроконтроллер, как раз, отлично умеет генерировать импульсный ШИМ (PWM) сигнал. А мотор умеет интегрировать данный сигнал (усреднять) за счёт индуктивности обмоток и инерции ротора. От коэффициента заполнения (скважности) ШИМ сигнала как раз и будет зависеть полученное мотором среднее напряжение, а значит и скорость.

Какая же частота ШИМ нужна для лучшего управления мотором? Ответ очень простой, чем больше, тем лучше. Минимальная частота зависит от индуктивности мотора, а также массы ротора и нагрузки на вал мотора. Если смоделировать в электрическом симуляторе (например, PROTEUS) ШИМ управление мотором, то будет видно, что чем больше частота ШИМ, тем более ровный ток протекает через мотор (ripple current — снижается при увеличении частоты). Низкая частота:

высокая частота:

Если же частота упадёт ниже определённого уровня, ток станет разрывным (будет падать до нуля) и в итоге мотор не сможет крутиться.

Отлично, все просто! Делаем частоту ШИМ побольше, например 1 МГц, и любому мотору хватит. В жизни же, все не так просто. Для понимания всех возможных проблем можно упрощенно принять затвор MOSFET транзистора за идеальный конденсатор. Для того чтобы транзистор полностью открылся, конденсатор необходимо зарядить до 10В (на самом деле меньше). Чем больше ток, который мы можем вкачать в конденсатор, тем быстрее он зарядится, а значит быстрее откроется транзистор. В процессе открытия транзистора, ток и напряжение на нем будут максимальными, и чем больше это время, тем сильнее нагреется транзистор. В datasheet обычно есть такой параметр как Qgate — полный заряд, который надо передать транзистору, чтобы он открылся полностью.

Чем меньше эта величина, тем меньшей ток нужен для управления данным транзистором. Естественно, такой ток нужен только на очень короткое время — какое, опять же написано в datasheet — tr, обычно оно измеряется в наносекундах. Чтобы выдать такой ток, нужны специальные драйверы, если же мы управляем логическим MOSFET напрямую от микроконтроллера, то мы не сможем обеспечить такой ток. Поэтому для защиты микроконтроллера необходимо перед базой MOSFET ставить резистор, а это сильно замедляет время открытия. В итоге, микроконтроллер в прямом управлении не может обеспечить более 1-2 мкc на открытие и закрытие транзистора. Время открытия и закрытия должно занимать не более 10% длительности ШИМ сигнала. Таким образом, мы сразу получаем ограничение в частоте — 50 000 Гц. Дополнительно, сам микроконтроллер должен иметь возможность генерировать ШИМ сигнал с возможностью хотя бы 8 битного управления шириной ШИМ (для этого требуется большая рабочая частота МК). В итоге, обеспечить большую частоту ШИМ не так просто. Так же, на высоких частотах, начитает мешать паразитные ёмкости и индуктивности. На плате, которую можно сделать дома, получить частоту ШИМ больше 300 кГц, очень сложно. Трассировка платы должна быть сделана идеально. Для снижения требований к плате, в настоящее время выпускаются специальные MOSFET, объединённые с драйверами управления, они позволяют на заводских, многослойных платах получить частоту управления MOSFET в 2МГц.

Индуктивность моторов не такая уж маленькая, и такие большие частоты не нужны. Для управления моторами постоянного тока вполне достаточно 8 кГц, лучше около 20кГц (за звуковым диапазоном).

Дополнительно стоит отметить, что для снижения стартового тока необходимо плавно поднимать на старте частоту ШИМ. А еще — лучше контролировать стартовый ток мотора с помощью датчиков тока.

ШИМ управление мотором предполагает очень быстрое изменение напряжение от 0 для максимального, что порождает большие проблемы при трассировке платы. Перечислим коротко правила, которые необходимо соблюдать при трассировке платы.

Земли управления моторами и микроконтроллера обязательно должны быть разделены, соединение в одной точке тонким проводником, например 0.3мм, как можно ближе к проводам питания всей схемы
Драйвера управления MOSFET должны быть как можно ближе к самим MOSFET транзисторам
Исполнение управляющей области обязательно двухсторонее, желательно с земляным слоем с одной стороны. При импульсном управлении возникают электромагнитные помехи, чтобы снизить их, земляной слой должен быть рядом.
Обязательно наличие конденсатора как можно ближе к зоне прохождения больших импульсных токов. Если такого конденсатора не будет, то напряжение на линии питания будет сильно проседать и микроконтроллер будет постоянно сбрасываться. Также без такого конденсатора, за счёт индуктивности проводов питания, напряжения на линии питания может увеличиться в несколько раз и компоненты выйдут из строя!

Более подробно мы рассмотрим как работают эти правила на конкретных приборах.

ШИМ сигнал в H-мосте

Чтобы можно было менять направление вращения и скорость — нужна схема H-моста, а для регулирование скорости нужно управлять транзисторами ШИМ сигналом. В схеме H-моста четыре транзистора. Как лучше ими управлять? На какой транзистор подавать ШИМ сигнал? Разберёмся в этом вопросе (рекомендуем прочитать очень подробную статью на эту тему).

Рассмотрим нашу схему с точки зрения нагрева транзисторов. Это один из основных критериев, по которому наш прибор может выйти из строя. Полевой транзистор состоит из двух элементов — собственно транзистор и паразитный диод. В схеме управления мотором оба элемента работают. Нагрев полевого транзистора происходит в следующие моменты времени:

когда транзистор открыт, нагрев идёт из-за сопротивления в открытом состоянии Rdson, пропорционально времени открытия транзистора выделяется мощность P = I * I * Rdson
когда транзистор закрыт, то ток ЭДС мотора идёт через диод, то есть нагрев идет из-за диода P = I * U diode forward (как правило 1В)
когда транзистор переключается из открытого состояния в закрытое, то нагрев пропорционален времени открытия и закрытия транзистора

Посмотрим, как влияет схема управления на нагрев нашим электронных ключей. Допустим, что мы управляем мотором ШИМ сигналом со скважностью 50% и мотор крутится в одну сторону.

Самый простой вариант — применить ШИМ сигнал к одному из двух транзисторов, а второй оставить все время открытым. Обычно, ШИМ в этом случае подаётся на нижний транзистор (N типа), который обычно быстрее. В этом случае нагрев нижнего будет больше верхнего на величину тепла выделяемого при переключениях транзистора. Чтобы сравнять счёт, можно попеременно подавать ШИМ сигнал то на верхний (если они одинаковые), то на нижний транзистор. Также можно подавать ШИМ на оба транзистора одновременно, но из-за разницы в транзисторах это будет не эффективно, а также будет увеличивать нагрев за счёт переключения транзисторов. При такой схеме управления, два других транзистора работают как диоды. К счастью, наибольший ток через диод будет при наибольшей скважности ШИМ, при этом диод будет задействован очень малое время.

Для исключения тока через диоды, которые дают существенный нагрев, можно мотор никогда не отключать от напряжения, а вместо этого, крутить его в обратную сторону. Таким образом, мы должны, например 70% ШИМ сигнала крутить вправо, а 30% влево. Это даст в итоге 70%-30%=40% скорости вправо. Но при этом не будут задействованы диоды. Такой метод управления называется комплиментарным. Такая схема требует большого конденсатора на линии питания, а также источника питания, который может потреблять ток (например аккумулятора).

Вместо вращения мотора в разные стороны, можно помогать диодам — а именно тормозить мотор, открывать два верхних транзистора в момент низкого уровня ШИМ сигнала. На практике, все эти методы не дают существенного изменения скорости вращения двигателя, но позволяют эффективно управлять нагревом полевых транзисторов. Более подробно про особенности различных схем управления можно в этой статье.

На этом мы закончим нашу статью про моторы. Теперь можно перейти к практике — будем делать плату управления 4-мя моторами для робота.

Электродвигатели постоянного тока — Справочник химика 21

Электродвигатели постоянного тока применяют при отсутствии источника переменного тока и в случаях, когда требуются регулирование скорости в широких пределах или большой начальный пусковой момент. [c.31]

Наиболее часто приводом компрессорной установки являются электродвигатели. Синхронные электродвигатели имеют абсолютно жесткую характеристику и не допускают изменения частоты вращения ротора. Асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором, которые наиболее часто применяются для небольших компрессоров из-за своей дешевизны, также имеют жесткую характеристику. Изменение частоты вращения их роторов соответствует величине скольжения (2%), а это ничтожно мало. Асинхронные двигатели с фазным ротором при включении сопротивлений в цепь статора допускают в ограниченном диапазоне изменение частоты вращения, но работают на этих режимах неэкономично. Только электродвигатели постоянного тока имеют мягкую характеристику. На промышленных предприятиях, как правило, нет постоянного тока, а двигатели, питаемые от выпрямителей, сложны в эксплуатации, имеют большие энергетические потери и дороги. Все эти причины не позволяют широко использовать плавное изменение частоты вращения вала для изменения производительности компрессора. [c.293]

Электротележки приводятся в движение электродвигателями постоянного тока. Мощность двигателей составляет 0,8—6 кВт. Источником питания двигателей являются щелочные и кислотные аккумуляторные батареи. [c.224]

Учитывая пониженный к. п. д. электрических двигателей, допускающих такое регулирование, особенно при пониженных частотах вращения,, в технологических линиях производства полиэтилена один компрессор заменяют иногда двумя половинной производительности, причем приводом для одного из них служит синхронный электродвигатель, работающий при постоянной частоте вращения, а для другого — электродвигатель постоянного тока, работающий при переменной частоте вращения. Регулирование осуществляют, сочетая изменение частоты вращения одного двигателя с пуском или остановкой другого. [c.643]

Для вращения труб при автоматической сварке используются вращатели, состоящие из рамы и двух опор с катками. Катки одной опоры имеют привод от электродвигателя постоянного тока и прижим трубы. Вторая опора является поддерживающей и может перемещаться в горизонтальном направлении по раме. [c.331]

Для привода транспортеров используют чаще всего трехфазные электродвигатели напряжением 220 в с частотой 60 гц. Для установления постоянной скорости применяют электродвигатели постоянного тока. Цилиндрические прямозубые и косозубые редукторы используют при понижении скорости в отношении 10 1 червячные редукторы — в отношении 100 1. [c.7]

Регулирование изменением частоты вращения. Этот способ возможен при использовании в качестве привода двигателей с регулируемой частотой вращения. К таким двигателям относятся электродвигатели постоянного тока, паровая турбина, двигатели внутреннего сгорания и асинхронные двигатели с фазным ротором или регулируемой частотой тока, допускающие плавное изменение частоты вращения. [c.62]

Шпиндель 19 приводят в движение через двухскоростную коробку передач с передаточным числом 1 1 или 1 . 25 и клиноременную передачу 20 от электродвигателя постоянного тока. Число оборотов шпинделя можно плавно регулировать в диапазоне 1-600. Подключение коробки передач производят специальной рукояткой. [c.85]

На рис. 2-24 показана конструкция печи ДС-5МТ емкостью 5 т. Корпус печи цельный цилиндрический днище выполнено в виде усеченного конуса, покоящегося на люльке, опирающейся двумя своими дугообразными рельсами на четыре катка, смонтированных на фундаментных рамах механизма наклона (см. рис. 2-12,6). Привод механизма наклона электромеханический с двигателем переменного тока, редуктором и двумя зубчатыми передачами. Стойки механизма подъема электродов телескопические, перемещающиеся в вертикальных шахтах, закрепленных на люльке. Трубчатые рукава стоек несут электрододержатели с электродами механизм зажатия электрода пружинно-пневматический. Перемещение электродов осуществляется вручную механизмом с приводом, состоящим из электродвигателя постоянного тока и двухступенчатого червячного редуктора. Загрузка печи верхняя корзиной с секторным дном. Над сводом печи имеется портал с площадкой, к которой свод подвешен с помощью цепей. При загрузке электроды поднимают в верхнее положение, свод приподнимают с помощью привода с двигателем переменного тока и винтовым подъемным механизмом, а корпус печи выкатывают из-под портала в сторону рабочего окна. Для выката печь установлена на тележку с восемью катками, из которых четыре — приводные рельсы тележки, имеющиеся на люльке, при горизонтальном положении люльки являются продолжением такого же пути на полу цеха. Привод тележки состоит из двигателя переменного тока, червячного редуктора и системы зубчатых передач. Во избежание самопроизвольного движения тележки при наклоне печи ее фиксируют специальными замками. Дверца рабочего отверстия имеет цепной механизм подъема с электромеханическим приводом. Разлив металла ведут через сливное отверстие и желоб. Ток подводится к корпусу электрододержателя дву- [c.69]

Установка «Тайфун» (рис. 6.11.) выполнена в виде цилиндрической испытательной камеры со скошенным дном, в центре которой на вертикальном валу закреплены диск с сегментами или Т-образная вращающаяся трубка. Вал приводится во вращение электродвигателем постоянного тока скорость вращения регулируется вариатором типа РНО-250-05. Абразив поступает самотеком из бункера в центральный патрубок вращающейся трубки и выбрасывается из нее на образцы за счет центробежной силы, возникающей при вращении. По внутреннему периметру испытательной камеры можно расположить 20 образцов. [c.94]

Установка для измерения поляризационных кривых иа вращающемся дисковом электроде. В состав такой установки прежде всего входит электродвигатель постоянного тока, на валу которого укрепляется исследуемый электрод. Изменение скорости его вращения достигается изменением напряжения, подаваемого на мотор. Электрод можно вращать также с помощью двигателей трехфазного тока, которые обладают стабильной скоростью вращения. В этом случае электрод соединяется с мотором через систему шкивов передачей из крученой капроновой нити, натираемой канифолью. При этом скорость [c.249]

С ПОМОЩЬЮ винтовой передачи от электродвигателя постоянного тока с независимым возбуждением, позволяющим в широких пределах регулировать подачу электрода. Управление подачей электрода выполняется специальным автоматическим регулятором. Питание станка осуществляется от генератора постоянного тока (220 В, 4,8 кВт), приводимого во вращение трехфазным двигателем мощностью 7 кВт. Постоянный ток преобразуется в электрические импульсы с помощью релаксационного / С-генератора, позволяющего получить пять режимов обработки. Электрооборудование станка заключено в отдельный блок панель управления 8 установлена на станине. Выносной стол 5, на котором закрепляются обрабатываемые детали, установлен на угловом [c.365]

Барабан приводится во вращение электродвигателем постоянного тока, позволяющим производить регулировку скоростей вращения барабана, т. е. скорости обкатки. [c.504]

Ванна печи вращается с помощью механизма, приводимого электродвигателем постоянного тока. Общее передаточное число механизма вращения ванны составляет 1 975 000, что обеспечивает вращение ее со скоростью 1 оборот за 33 ч. Схема управления электродвигателем привода позволяет плавно снижать скорость вращения печи дг> 1 оборота за 132 ч. [c.168]

Регулирование изменением числа оборотов насоса. Изменение числа оборотов насоса вед т к изменению его характеристики и, следовательно, к изменению рабочего режима (рис. 2.36). Для осуществления регулирования из-Q менением числа оборотов необходимы — двигатели с переменным числом оборо-Рис. 2.36. Регулирование тов. Такими двигателями являются насоса изменением числа электродвигатели постоянного тока, па-оборотов ровые и газовые турбины и двигатели [c.218]

Для того чтобы иметь возможность изменять частоту вращения, часто применяют электродвигатель постоянного тока. [c.233]

Все трубы и элементы системы охлаждения, кроме обмоточной меди и соединительных шлангов, выполнены из нержавеющей стали. Основная схема имеет резервные дублирующие элементы. При падении давления воды в системе автоматически включаются резервные насосы. Привод насосов осуществляется трехфазными двигателями переменного тока. Кроме того, они могут приводиться во вращение резервными электродвигателями постоянного тока, питаемыми от аварийных агрегатов. [c.102]

Потребляемая насосом мощность (кет) ири работе его с электродвигателем постоянного тока определяется по формуле (282) [c.374]

Для обеспечения такого регулирования требуется применение двигателя, позволяющего изменять скорость вращения без существенного снижения к. п. д., например электродвигателя постоянного тока, паровой или газовой турбины, двигателя внутреннего сгорания и т. д. В том случае когда основной двигатель не позволяет изменять скорость вращения, редукцию оборотов вала насоса можно осуществлять регулирующей гидромуфтой (гидротрансформатором), или при помощи другой передачи. [c.387]

Вращение ротора — от электродвигателя постоянного тока с тиристорным преобразователем. [c.612]

Механизм подачи включает редуктор, электродвигатель постоянного тока с переменной частотой вращения в зависимости от напряжения питания и два ролика, из которых один ведущий, а второй подпружинен н служит для лучшего защемления прутка при подаче его в трубку нагревателя. Включение механизма подачи присадочного прутка дистанционное и осуществляется с рукоятки пистолета. [c.98]

Установка состоит из верхней 13 и нижней 5 массивных плит, соединенных колоннами 6 с помощью башмаков 4, основания 3, В центре нижней плиты закреплена втулка 2, служащая направляющей винта 1, перемещаемого вращением гайки 14.К винту неподвижно присоединен нижний захват 7 и корпус рабочей камеры 8, Верхний захват 9 связан с тягой 10, шарнирно соединенной с нагружающим рычагом 11. Рычаг поворачивается в кронштейне 12, а другим концом опирается на пружину 17, величина сжатия которой может регулироваться перемещением поперечин 15 и 16 по направляющим колоннам вращением маховика 2/, жестко связанного с винтом 20. Переменная составляющая нагрузки создается при мягком способе нагружения узлом динамического нагружения 22, а при жестком способе нагружения — кривошипно-шатунным механизмом 23, которые располагаются на конце рычага. Вращение неуравновешенных масс узла динамического нагружения осуществляется через гибкий вал электродвигателем постоянного тока 24. Регулируемые упоры 19 пре- [c.45]

На отдельных ВПУ применены системы управления подачей насосов-дозаторов изменением частоты вращения электродвигателей постоянного тока или при установке электромагнитных муфт скольжения, а также системы с непосредственным измерением расхода дозируемого раствора и регулированием подачи возвратом части его. [c.265]

Вторую группу образуют устройства, изменяющие частоту враш,ения рабочего колеса (характеристику нагнетателя). При этом характеристика сети не меняется. Известно много устройств, позволяющих изменять частоту вращения рабочего колеса электродвигатели постоянного тока, фрикционные передачи, гидромуфты и индукторные муфты скольжения и др. В вентиляционно-отопительной. технике эти устройства еще не находят широкого применения, хотя они перспективны в тех случаях, когда требуется глубокое регулирование. [c.199]

Электромеханические механизмы перемещения электродов состоят из электродвигателя постоянного тока, самотормозящегося редуктора и передачи, преобразующей вращение выходного вала редуктора в воз-вратно-поступательное движение стоек или кареток. В прежних конструкциях эта передача осуществлялась с помощью троса, охватывав-щего выходной барабан редуктора. Один конец троса закреплялся при этом на каретке, а другой после обхода ряда роликов и барабана — на противовесе, который рассчитывался таким образом, чтобы он уравновещивал вес подвижной части без электрода. Обычно противовес в виде чугунных чушек помещают внутри пустотелых стоек или между стойками. [c.62]

Регулирование производительности центробежных компрессорор г приводом от электродвигателей постоянного тока или паровых гурбин достигается изменением частоты вращения вала двигателей. [c.121]

Схема экспериментальной установки СИТУВД для испытания торцевых уплотнений представлена на рис. 2.103. Установка смонтирована на горизонтальной плите. Уплотняемую среду в камеру уплотнения подают нафужающим устройством, состоящим из баллона (на рисунке не показан) со сжатым газом и цилиндра 4 с дифференциальным поршнем. Штоковое пространство цилиндра 4 и камеры уплотнения заполнены уплотняемой средой. Испытательная головка 11 соединена с дифференциальным цилиндром гибким шлангом 3. Электродвигатель постоянного тока мощностью 3 кВт через клиноременную передачу приводит во вращение вал 8, на каждом конце которого находится обойма с вращающимися уплотнительными кольцами 7. Крутящий момент от вала к вращающимся кольцам передается штифтами. Обойма 5 неподвижного кольца 6 выполнена в виде стакана с центральным отверстием ( / = 5 10 мм) для прохода жидкости в зазор пары фения уплотнения. Неподвижное уплотнительное кольцо поджимается к вращающемуся кольцу комплектом пружин сжатия. Вал установлен на шарикоподшипниках 9, вмонтированных в корпус подшипника 10, который закреплен на горизонтальной плите. Корпус испытываемой головки также установлен на шарикоподшипниках, что позволяет измерять момент фения с большой точностью. Давление среды в цилиндре измеряют маномефом 1. В установке [c.125]

Коэффициент полезного действия электродвигателя Г1э есть отношение получаемой механической мощности к затраченной электрической мощности двигателя. Значения т)э при различных нагрузках сообщаются поставщиком электродвигателя в виде диаграмм. Для точной работы нужно использовать электродвигатели постоянного тока. При малоыасштабных процессах вал мешалкн можно непосредственно соединять с валом электродвигателя и регулировать скорость вращения мешалки реостатом. [c.44]

Электродвигатель постоянного тока типа ПБСТ-22 питается от сети 220 В через стабилизатор напряжения (9) и выпрямительный, мост. Число оборотов двигателя регулируется ЛАТРом (10). Количество циклов отсчитывается счетчиком циклов (11). Образец после разрушения под действием груза (6) падает на микровыключатель (12) и отключает электродвигатель. [c.63]

Вращение вальца — от привода с бесступенчатым регулированием частоты вращения, который включает в себя электродвигатель постоянного тока с тиристорным управлением 2ПФ280МГУ4 с диапазоном регулирования 1 10(и = 750 об/мин(12,5 с» ),Л =45 кВт), редуктор ЦДНД-400 (г = 20) и открытую пару шестерен, применяемую для привода намазывающих валков ( 1=116, 2, =26,2 = 123), [c.777]

Полуавтомат СА-124 (рис. 3.4) состоит из сварочного пистолета и пульта управления, соединенных между собой электрическим кабелем. Присадочный материал разогревается до вязкотекучего состояния в нагревателе пистолета с помощью термоэлемента (проволочной спирали высокого омического сопротивления), помещенного в керамическую трубку. Концы термоэлемента снабжены вилкой штекерного разъема, а нагреватель выполнен сменным. При использовании комплекта сменных нагревателей с трубками нагрева различного диаметра появляется возможность получить пруток присадочного материала различной толщины, а следова-. тельно, и сварочные швы необходимого профиля (различных ширины и высоты). Нагреватель снабжен теплоизоляционным кожухом из асбеста и фторлона. В кожухе также крепятся механизм подачи прутка присадочного материала и электродвигатель постоянного тока. [c.98]

ООЛШ. При работе установки расходный и весовой бункера находятся йод давлением. Из расходного бункера топливо подается в первичную магистраль сдвоенным шнековым питателем, имеющим привод от электродвигателя постоянного тока с регулируемым числом оборотов. На стенке расходного бункера для улучшения равномерности подачи топлива установлен электрический вибратор. Топливо первичным воздухом вводится в горелку аксиальной камеры или в топливные сопла тангенциальной циклонной камеры. [c.87]

Электродвигатель постоянного тока позволяет плавно изменять скорость вращения планшайбы, что облегчает настройку манипулятора на нужную для наплавки и сварки скорость вращения детали. Габариты 8 000Х Х8000X5480 мм, масса 100 кг. [c.155]

Необходимость корректировки характеристик элементов схемы и правильной настройки ее наглядно иллюстрируется следующими результатами испытания Л. 24] типовой схемы на парогенераторе производительностью 61 кг/с (220 т/ч). Оборудование системы регулирования типовое. Пыль в горелки подается восемью пылепитателями УЛПП-1, приводимыми электродвигателями постоянного тока 4 на 220 В, типа ПН-85, мощностью по 0,9 кВт. Так как типовые магнитные станции рассчитаны на 6 электродвигателей, то на две группы по 4 электродвигателя установлены две станции с устройством, синхронизирующим перемещение траверс их контроллеров. Магазины имеют по 30 ступеней сопротивлений, присоединенных к 31 (включая нулевой ) контакту контроллеров. Набор сопротивлений в каждой цепи магазина, рассчитанный на напряжение питающего тока 220 В, следующий [c.72]

Целесообразным следует считать регулирование подачи топлива изменением скорости ленты электродвигателем с регулируемой частотой вращения. Такой метод регулирования обеспечивает более плавное и точное регулирование расхода угля и облегчает задачу синхронизации регулироваиия нескольких мельниц. Поскольку необходимым условием регулирования подачи топлива в мельницы в схеме прямого вдувания является поддержание равенства подач топлива в параллельно работающие мельницы, необходимо централизованное групповое регулирование переменных скоростей ПСУ, подобное )ассмотренному выше регулированию пылепитателей. 3 этом отличие условий регулирования ПСУ в схеме прямого вдувания от условий в схеме с пылевым бункером, где задача регулирования ограничивается стабилизацией постоянного режима максимальной производительности мельниц и где допустимо индивидуальное регулирование отдельных мельничных систем. Так же, как и при регулировании пылепитателей (см. 13), регулирование частоты вращения двигателей здесь может быть ступенчатым — с помощью магазина сопротивлений в цепи возбуждения электродвигателей постоянного тока, либо бесступенчатым — плавным изменением напряжения тока, питающего электродвигатели. В обоих случаях для синхронизации регулирования электродвигателей следует руководствоваться рекомендациями, изложенными применительно к регулированию пылепитателей. [c.83]

Проще всего вопрос решается в случае привода от электродвигателя постоянного тока. Но такие приводы при-, меняются очень редко. Хотя и существуют схемы, позволяющие изменять скорость вращения асинхронных электродвигателей, но они настолько громоздки, что практическое их использование маловероятно. В случае привода от асинхронного электродвигателя имеется возможность изменять скорость вращения гидромуфтой. Тогда между валом насоса и электродвигателя должна устанавливаться гидромуфта, позволяющая за счет скольжения уменьщать скорость вращения насоса при постоянной скорости двигателя. Это, конечно, приводит к определенному усложнению и удорожанию насосной установки. [c.383]

В Стерлитамакском филиале УГЬТГУ была разработана конструкция магнитного уловителя, основным элементом которого является якорь, вращающийся в корпусе определецной формы. Бьши рассмотрены якоря двух типов двухконечный и крестообразный. Корпус вьшолнен из листового, но ненамагничивающегося материала. Якорь выполнен из листовой электротехнической стали марки Э47 и заострен с концов Обмотка выполнена из медной проволоки диаметром 1 мм. Якорь приводится во вращение электродвигателем постоянного тока через клиноременную передачу. Углекислый барий с ферромагнитными примесями приходит в корпусе. При пропускании через обмотку электрического тока в якоре возникает магнитное поле, максимальный градиент которого находится на концах якоря. Ферромагнитные примеси, двигаясь с потоком углекислого бария, увлекаются под действием этого магнитного поля по направлению вращения ротора в отдельный бункер-приемник. [c.112]

Достаточно совершенным является способ регулирования подачи компрессорам путем изменения частоты вращения привода. При этом способе обеспечивается плавное изменение нодачи, он не требует изменения конструкции компрессора, КПД компрессорной установки практически не снижается. Но возможности применения описываемого способа довольно ограничены. Его можно использовать для установок с приводом от двигателя внутреннего сгорания, паровых или газовых турбин, а таклэлектродвигателя постоянного тока. При использовании наиболее распространенного привода от асиихропного трехфазного электродвигателя регулирование подачп изменением частоты вращения привода ие применяется. [c.259]

Установка состоит из следующих элементов входного коллектора цилиндрической камеры всасывания дросселирующего устройства в виде кольцевой диафрагмы для регулирования суммарных потерь в установке и режима работы вентилятора диффузора сеток для выравнивания потока в камере испытуемого вентилятора, снабженного для измерения подачи входным коллектором ЦАГИ и соединенного с баламснриым станком, состоящим нз электродвигателя постоянного тока, вал которого вращается в подшипниках, а статор не прикреплен, как обычно, к основанию, а может колебаться вокруг пала электродвигателя, при этом колебаниям его препятствует балансир, представляющий собой рычаг с чашкой весов и грузом (3. Для регулирования частоты вращения электродвигателя предназначен реостат. [c.309]

Двигатель постоянного тока — PDF Free Download

Электромагнитная индукция

И. В. Яковлев Материалы по физике MthUs.ru Электромагнитная индукция Задача 1. Проволочное кольцо радиусом r находится в однородном магнитном поле, линии которого перпендикулярны плоскости кольца. Индукция

Подробнее Неконсервативные системы
И. В. Яковлев Материалы по физике MathUs.ru Неконсервативные системы В неконсервативной системе механическая энергия E = K +W не сохраняется. Если, например, на тела системы действуют силы трения, то справедлив
Подробнее Электромагнитная индукция
Вариант 1. 1. Определить среднее значение ЭДС индукции в контуре, если магнитный поток, пронизывающий контур, изменяется от 0 до 40мВб за время 2 мс. (20В) 2. На картонный каркас длиной 50см и площадью
Подробнее Кинематические связи в динамике
И. В. Яковлев Материалы по физике MathUs.ru Содержание Кинематические связи в динамике 1 Всероссийская олимпиада школьников по физике………………. 3 2 Московская олимпиада школьников по физике………………..
Подробнее КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА 3 ВАРИАНТ 1
КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА 3 ВАРИАНТ 1 1. Три источника тока с ЭДС ξ 1 = 1,8 В, ξ 2 = 1,4 В, ξ 3 = 1,1 В соединены накоротко одноименными полюсами. Внутреннее сопротивление первого источника r 1 = 0,4 Ом, второго
Подробнее Отложенные задания (23)
Отложенные задания (23) Виток провода находится в магнитном поле, перпендикулярном плоскости витка, и своими концами замкнут на амперметр. Магнитная индукция поля меняется с течением времени согласно графику
Подробнее Электромагнитная индукция
И. В. Яковлев Материалы по физике MthUs.ru Электромагнитная индукция Задача 1. Проволочное кольцо радиусом r находится в однородном магнитном поле, линии которого перпендикулярны плоскости кольца. Индукция
Подробнее Олимпиада «Физтех» по физике
И. В. Яковлев Материалы по физике MathUs.ru Олимпиада «Физтех» по физике 11 класс, онлайн-этап, 2013/14 год 1. Камень, брошенный с крыши сарая почти вертикально вверх со скоростью 15 м/с, упал на землю
Подробнее БИЛЕТ 02: Задания и возможные решения
ЗАДАНИЯ ТЕОРЕТИЧЕСКОГО ТУРА ЗАКЛЮЧИТЕЛЬНОГО ЭТАПА ПО ФИЗИКЕ: условия, решения и ответы и классы БИЛЕТ : Задания и возможные решения Задание : Вопрос: Цилиндрическая труба радиусом см катится по ровной
Подробнее ИНДИВИДУАЛЬНОЕ ЗАДАНИЕ 3 МАГНЕТИЗМ
ИНДИВИДУАЛЬНОЕ ЗАДАНИЕ 3 МАГНЕТИЗМ 1-1. Определить величину индукции магнитного поля, создаваемого горизонтальным отрезком проводника длиной l = 10 см с током i = 10 А в точке над ним на высоте 5 м. Найти
Подробнее 2,5 2,5. a x, м/с 2 2,5
Часть 1 Ответами к заданиям 1 4 являются цифра, число или последовательность цифр. Запишите ответ в поле ответа в тексте работы, а затем перенесите в БЛАНК ОТВЕТОВ 1 справа от номера соответствующего задания,
Подробнее Отложенные задания (25)
Отложенные задания (25) В области пространства, где находится частица с массой 1 мг и зарядом 2 10 11 Кл, создано однородное горизонтальное электрическое поле. Какова напряжённость этого поля, если из
Подробнее Сборник задач для специальности АТ 251
Сборник задач для специальности АТ 251 1 Электрические цепи постоянного тока Задания средней сложности 1. Определить, какими должны быть полярность и расстояние между двумя зарядами 1,6 10 -б Кл и 8 10
Подробнее Кинематические связи в динамике
И. В. Яковлев Материалы по физике MathUs.ru Кинематические связи в динамике В некоторых задачах динамики наряду с законами Ньютона требуются нетривиальные дополнительные соотношения между ускорениями тел
Подробнее Образцы комбинированных заданий Часть 3
Образцы комбинированных заданий Часть 3 1. Автомобиль трогается с места и, двигаясь равноускоренно, через 20 с приобретает скорость 72 км/ч. Чему равна масса автомобиля, если известно, что работа, совершенная
Подробнее Задания А24 по физике
Задания А24 по физике 1. На графике показана зависимость от времени силы переменного электрического тока I, протекающего через катушку индуктивностью 5 мгн. Чему равен модуль ЭДС самоиндукции, действующей
Подробнее Электричество и магнетизм
Оглавление 3 Электричество и магнетизм 2 3.1 Электростатика………………………. 2 3.1.1 Пример поле и потенциал сферы…………. 2 3.1.2 Пример поле и потенциал шара………….. 3 3.1.3 Пример
Подробнее Расчетно-графические работы по механике
Расчетно-графические работы по механике Задача 1. 1 Зависимость ускорения от времени при некотором движении тела представлена на рис. Определите среднюю путевую скорость за первые 8 с. Начальная скорость
Подробнее Контрольная работа 2 Вариант 1
Вариант 1 1. Заряды по 10 нкл расположены на расстоянии 6 см друг от друга. Найти напряженность поля и потенциал в точке, удаленной на 5 см от каждого заряда. 2. Два заряда по +2нКл каждый находятся на
Подробнее Задачи. Принцип суперпозиции.
Задачи. Принцип суперпозиции. 1. В вершинах квадрата находятся одинаковые заряды Q = 0, 3 нкл каждый. Какой отрицательный заряд Q x нужно поместить в центре квадрата, чтобы сила взаимного отталкивания
Подробнее Сила Лоренца и сила Ампера
Вариант 1. 1. С какой силой действует магнитное поле индукцией 1Тл на отрезок прямого провода длиной 2м, расположенного перпендикулярно линиям индукции, если по проводу течет ток 1кА? (2кН) 2. Рамка гальванометра
Подробнее Электромагнитные колебания
И. В. Яковлев Материалы по физике MathUs.ru Электромагнитные колебания Задача 1. (МФО, 2014, 11 ) Заряженный конденсатор начинает разряжаться через катушку индуктивности. За две миллисекунды его электрический
Подробнее Часть А. n n A A 3) A
ЭЛЕКТРОДИНАМИКА Кириллов А.М., учитель гимназии 44 г. Сочи (http://kirilladrey7.arod.ru/) Данная подборка тестов сделана на основе учебного пособия «Веретельник В.И., Сивов Ю.А., Толмачева Н.Д., Хоружий
Подробнее Тема 3.2 Переменный ток
. Вращение рамки в магнитном поле. Переменный ток 3. Трансформаторы Тема 3. Переменный ток. Вращение рамки в магнитном поле Явление электромагнитной индукции применяется для преобразования механической
Подробнее Скорость изображения
И. В. Яковлев Материалы по физике MathUs.ru Скорость изображения Задача 1. Направим ось x вдоль главной оси линзы, ось y перпендикулярно ей начало координат можно выбрать произвольно. Пусть предмет находится
Подробнее Олимпиада «Физтех» по физике 2017 год
Олимпиада «Физтех» по физике 07 год Класс 9 Шифр Билет 09-0 (заполняется секретарём) Мальчик бьет ногой по мячу, который лежит на горизонтальной поверхности земли на некотором 0 расстоянии от вертикальной
Подробнее Решение задач ЕГЭ части С: Магнетизм
С1.1. Рамку с постоянным током удерживают неподвижно в поле полосового магнита (см. рисунок). Полярность подключения источника тока к выводам рамки показана на рисунке. Как будет двигаться рамка на неподвижной
Подробнее Магнитное поле токов
И. В. Яковлев Материалы по физике MathUs.ru Магнитное поле токов В основе учения о магнитном поле лежат два экспериментальных наблюдения: 1) магнитное поле действует на движущиеся заряды; ) магнитное поле
Подробнее Глава 9 Постоянный электрический ток 75
Глава 9 Постоянный электрический ток 75 Электрический ток, сила и плотность тока Электродинамика это раздел электричества, в котором рассматриваются процессы и явления, обусловленные движением электрических
Подробнее Решения и критерии оценивания
Решения и критерии оценивания Задача 1 Колесо обозрения радиусом R = 60 м вращается с постоянной угловой скоростью в вертикальной плоскости, совершая полный оборот за время T = 2 мин. В момент, когда пол
Подробнее VIII. Электромагнетизм
VIII. Электромагнетизм 48.1. Два одинаковых круговых проволочных витка расположены в двух взаимно перпендикулярных плоскостях так, что центры витков совпадают. По виткам текут токи I 1 и I 2. Как следует
Подробнее КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА 3 ВАРИАНТ 1
КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА 3 ВАРИАНТ 1 1. Четыре одинаковых заряда Q 1 = Q 2 = Q 3 = Q 4 = 40 кнл закреплены в вершинах квадрата со стороной а = 10 см. Определить силу F, действующую на каждый из этих зарядов
Подробнее Задание 1. Ответ: 31.
Задание 1. Установите соответствие между физическими величинами, описывающими протекание постоянного тока через резистор, и формулами для их расчёта. В формулах использованы обозначения: R сопротивление
Подробнее Тема №7739 Ответы к тестам по физике 10 тем
1. Для получения постоянного электрического тока в веществе необходимо:
1) наличие свободных заряженных частиц внутри проводника.
2) действие на заряженные частицы этого проводника в определенном направлении электрического поля.
3) существование магнитного поля вокруг проводника.
4) наличие электрического и магнитного полей.
5) наличие свободных электрических зарядов и действия на них электрической силы.
2. Основная характеристика электрического тока:
1) сила тока.
2) заряд переносимый через поперечное сечение проводника.
3) скорость заряженных частиц.
4) напряженность поля.
5) сопротивление.
3. Сопротивление проводника зависит от:
1) материала проводника.
2) его длины.
3) геометрических размеров.
4) температуры.
5) материала проводника, его геометрических размеров и температуры.
4. Электрическим током называется:
1) заряд, протекающий через поперечное сечение проводника в единицу времени.
2) направленное движение заряженных частиц.
3) количество носителей электрического заряда.
4) концентрация заряженных частиц.
5) взаимодействие движущихся частиц с ионами кристаллической решетки.
5. О существовании электрического тока в металлическом проводнике можно судить по действиям:
1) только тепловым.
2) только магнитным.
3) только химическим.
4) магнитным и химическим.
5) магнитным и тепловым.
6. Основная электрическая характеристика проводника:
1) напряжение.
2) площадь поперечного сечения.
3) длина.
4) сопротивление.
5) сила тока.
7. Удельное сопротивление проводника зависит от:
1) рода вещества.
2) напряжения.
3) рода вещества и напряжения.
4) температуры.
5) от рода вещества и температуры.
8. За 2 минуты через поперечное сечение проводника прошел заряд 2,4 Кл. Найти силу тока в проводнике.
9. Концентрация свободных электронов в меди равна 1028 м -3. Определить в квадратных миллиметрах
площадь поперечного сечения проводника, если при силе тока 800 А средняя скорость направленного движения электронов в нем равна 1 см/с.
10. При подключении электрической лампочки к круглой батарейке через нить накала лампочки протекает 6 Кл за минуту, а при подключении к плоской батарейке — 3 Кл за 10 с. Во сколько раз увеличивается сила тока при смене батареек?
11. Во сколько раз возрастет сопротивление медного провода при увеличении площади поперечного сечения в 2 раза, а длины провода в 3 раза?
12. По проводнику сечением 2 мм2 течет ток 2 А. Концентрация электронов в проводнике равна
8,5•1022 см–3. Средняя скорость направленного движения электронов в проводнике равна:
13. Проводник АВ поместили в электростатическое поле. При этом потенциал точки А поля выше точки
В. В каком направлении по проводнику будет идти ток?
1) От А к В. Потенциал точки А выше.
2) От В к А. Носителями электрического заряда в проводнике являются электроны.
3) От В к А до тех пор, пока в проводнике не образуется поле, направленное противоположно
первоначальному.
4) От А к В до тех пор, пока поле, образовавшееся в проводнике, не компенсирует электростатическое поле.
5) Движение зарядов в проводнике не возникнет.
14. Ускоритель разгоняет 2•1018 протонов каждую секунду. Определить величину средней силы тока, создаваемого пучком протонов. Заряд протона равен 1,6•10-19 Кл.
15. Во сколько раз уменьшится сопротивление проволочного проводника без изоляции, если его сложить пополам и скрутить?
16. Температура накала нити электролампы 2000 °С, Температурный коэффициент сопротивления лампы 0,0045 1/К. Во сколько раз сопротивление раскаленной нити больше, чем холодной, при 0 °С?
17. По проводу течет электрический ток силой 16 А. Определить в миллиграммах массу электронов, проходящих через поперечное сечение проводника за 100 мин. Массу электронов считать равной 9•10-31 кг.
18. Какой заряд пройдет по проводнику за 20 с, если сила тока в нем за это время линейно возрастала от 2 до 8 А?
19. На сколько равных частей нужно разрезать кусок однородной проволоки, чтобы при параллельном
соединении этих частей получить в 25 раз меньшее сопротивление?
20. Длину проволоки увеличили растяжением в 2 раза. Во сколько раз увеличилось ее сопротивление?
21. Определите сопротивление нихромовой проволоки длиной 1 м и массой 0,83 г. Удельное сопротивление нихрома 10-6 Ом•м, плотность 8300 кг/м3.
22. Плотность тока в проводнике равна 10 А/м2. Определить заряд, прошедший через поперечное сечение проводника за одну минуту, если площадь сечения равна 2 см2.
23. Какой заряд пройдет через поперечное сечение проводника за время от 5 до 10 с от момента включения тока если сила тока в проводнике изменяется со временем по закону I=6+3t.
24. Моток медной проволоки имеет массу 1,78 кг и сопротивление 3,4 Ом. Определить в квадратных миллиметрах поперечное сечение проволоки. Удельное сопротивление меди равно 1,7•10-8 Ом•м, а плотность меди — 8,9•103кг/м3.
25.Температурный коэффициент сопротивления проводника равен.Чтобы повысить
сопротивление проводника в k раз, его необходимо нагреть от температуры t1 до t2, где t2 равно:
26. За первую секунду сила тока в проводнике равномерно увеличивается от нуля до 7 А, затем 1 с остается постоянной, а затем равномерно уменьшается до нуля за 1 с. Какой заряд прошел через проводник за 3 с?
27. Плоский конденсатор заполнен средой с диэлектрической проницаемостью и удельным сопротивлением. Чему равно его сопротивление при прохождении постоянного тока, если емкость конденсатора равна С?
28. Если два проводника с удельными сопротивлениями 1 и 2
и плотностями D1 и D2 имеют одинаковую массу и площадь поперечного сечения, то при одной и той же температуре отношение их сопротивлений равно:
29. Две проволоки — медная и алюминиевая — имеют одинаковые массы. Длина медной проволоки в 10 раз больше длины алюминиевой. Во сколько раз больше сопротивление медной проволоки? Плотность меди в 3,3 раза больше, чем плотность алюминия, а удельное сопротивление в 1,65 раза меньше.
30. По медному проводнику с поперечным сечением 1 мм2 течет ток с силой 10 А. Определить среднюю скорость упорядоченного движения (скорость дрейфа) электронов в проводнике.
1. Во сколько раз сопротивление цепи, составленной из равных 25 резисторов, включенных последовательно, больше сопротивления цепи, полученной параллельным включением этих резисторов.
2. Чему равно минимальное сопротивление цепи, составленной из 10 резисторов по 5 Ом и 40 резисторов по 20 Ом?
3. Из 80 одинаковых сопротивлений сделали составное двумя способами: один раз — соединив последовательно 16 одинаковых групп по 5 параллельно соединенных сопротивлений в каждой группе,
второй раз — соединив параллельно 20 одинаковых групп по 4 последовательно соединенных сопротивления в каждой группе. Во сколько раз сопротивление во втором случае меньше, чем в первом?
4. Напряжение, приложенное к участку цепи, равно 168 В. Сила тока в цепи равна 7 А. Найти сопротивление участка цепи.
5. По проводнику с сопротивлением 20 Ом за 1 мин прошел заряд величиной 300 Кл. Напряжение,
приложенное к концам проводника, равно:
6. На одном конце провода сопротивлением 5 Ом поддерживается потенциал, равный 27,5 В относительно земли, другом — потенциал 22,5 В относительно земли. Найти силу тока в проводе.
7. Четыре лампы, рассчитанные на напряжение 120 В и силу тока 0,5 А каждая, включены параллельно. Лампы нужно питать от сети напряжением 220 В. Какое сопротивление нужно включить
дополнительно, чтобы схема работала?
8. Три резистора соединены последовательно и подключены к источнику постоянного напряжения 16
В. Сопротивление первого резистора 13 Ом, второго — 8 Ом. Определить сопротивление третьего
резистора, если разность потенциалов на его концах равна 8 В.
9. Определить среднее значение модуля напряженности электрического поля в однородном проводнике длиной 2 м и сопротивлением 3 Ом при силе тока 8 А.
10. Участок цепи состоит из 3 проводников сопротивлением 1 Ом, 2 Ом и 3 Ом, включенных последовательно. Найти падение напряжения на участке цепи, если сила тока в проводнике сопротивлением
1 Ом равна 2 А.
11. К источнику тока подсоединили провод длиной 3 м, сила тока в котором равна 1 А. Найти силу тока при увеличении длины провода до 15 м при неизменном напряжении источника тока.
12. Гирлянда из 10 одинаковых лампочек включена в сеть напряжением 210 В и потребляет ток силой 2,5 А. Определить сопротивление одной лампочки, если все они соединены параллельно.
13. На конденсатор переменной емкости подано напряжение 100 В. Какова сила тока (в мкА), текущего по проводам, если емкость конденсатора изменяется равномерно со скоростью 10 нФ/с?
14. Кипятильник рассчитан на напряжение 120 В и силу тока 3 А. В электрической сети напряжение 220 В. Какое сопротивление нужно подключить дополнительно, чтобы сила тока не превышала допустимое напряжение?
15. Три проводника, изготовленные из одного материала, одинаковой длины, но разного диаметра:
d2=2d1, d3=3d1; соединены параллельно. Силы токов в проводниках I1:I2:I3 относятся как:
16. По приведенной электрической схеме определите величину сопротивления R3. R1=6 Ом; R2=4 Ом;
I2=3 А; I1=9 А.
22. В результате нагрева нити накала сила тока, протекающего через лампочку, уменьшилась на 20%. Во сколько возросло сопротивление нити накала, если падение напряжения на лампочке осталось неизменным?
23. Найдите напряжение на железной проволоке длиной 100 м при силе тока в ней 2 А. Сечение проволоки имеет форму квадрата со стороной 3 мм. Удельное сопротивление железа 9•10-8 Ом•м.
24. Два проводника одинаковой длины из одного и того же материала соединены последовательно. Диаметр первого проводника 1 мм, второго 2 мм. К системе приложено напряжение 300 В. Определите напряжение на втором проводнике.
25. К сети напряжением 120 В подключены два резистора. При их последовательном соединении общий ток равен 3 А, а при параллельном – 16 А. Сопротивления резисторов равны:
26. К концам проводника приложено напряжение. Изменится ли скорость направленного движения электронов, если такое же напряжение подать на проводник того же материала и поперечного сечения, но большей длины?
1. Амперметр имеет внутреннее сопротивление 0,02 Ом, его шкала рассчитана на силу тока 1,2 А. Определите сопротивление (в мОм) шунта, который надо присоединить к амперметру параллельно,
чтобы им можно было измерять силу тока до 6 А.
2. Определите силу тока в магистрали, если через амперметр, снабженный шунтом с сопротивлением
0,4 Ом, идет ток силой 5 А. Внутреннее сопротивление амперметра 1,2 Ом.
3. Вольтметр имеет сопротивление 500 Ом, для увеличения цены деления последовательно с ним включен резистор сопротивлением 1000 Ом. Во сколько раз возросла цена деления вольтметра?
4. Вольтметр, рассчитанный на измерение напряжения до 30 В, имеет внутреннее сопротивление 3 кОм. Найти сопротивление добавочного резистора, который необходимо подсоединить к вольтметру для измерения напряжения до 300 В. Ответ дать в килоомах.
5. У вольтметра сопротивлением 2 кОм необходимо расширить предел измерения в 10 раз. Вычислить в килоомах значение сопротивления добавочного резистора.
6. Амперметр сопротивлением 0,1 Ом неопытный школьник зашунтировал сопротивлением 5 Ом. Во сколько раз возросла цена деления прибора?
7. Имеется миллиамперметр с внутренним сопротивлением 10 Ом, предназначенный для измерения силы тока не более 0,01 А. Какое добавочное сопротивление надо включить последовательно с этим прибором, чтобы им можно было измерять разность потенциалов до 1 В?
8. Вольтметр, рассчитанный на измерение напряжений до 2 В, необходимо включить в сеть с напряжением 12 В. Какое для этого потребуется дополнительное сопротивление, если сила тока в вольтметре не должна превышать 0,05 А?
9. При последовательном подключении к вольтметру с внутренним сопротивлением 2 кОм дополнительного резистора сопротивлением 20 кОм показания вольтметра:
10. Показания амперметра в приведенной электрической схеме 1 А, а вольтметра – 40 В. Сопротивление
резистора R=50 Ом. Сопротивление вольтметра равно:
11. Какое сопротивление и как его необходимо подключить, чтобы гальванометр, рассчитанный на измерение тока до 15 мА и напряжение 750 мВ, превратить в амперметр, который сможет измерять
ток до 25 А?
12. Шкала гальванометра имеет 20 делений. Напряжение, при котором стрелка прибора отклоняется на
одно деление – 1,5•10-2 В/дел. Сопротивление прибора 2,8 Ом. Прибор предполагают использовать
как вольтметр с пределом измерений 20 В. Каким должно быть добавочное сопротивление к вольтметру?
13. Вольтметр, подключенный к зажимам источника тока, показал 6 В. Когда к тем же зажимам подключили резистор, вольтметр стал показывать 3 В. Что покажет вольтметр, если вместо одного подключить два таких же резистора, соединенных параллельно?
14. При подключении добавочного сопротивления предел измерения напряжения увеличился в 5 раз.
Во сколько раз надо увеличить добавочное сопротивление, чтобы увеличить предел измерения еще
в 5 раз?
15. Если вольтметр соединить последовательно с сопротивлением 14 кОм, то при напряжении в сети
120 В он покажет 50 В. Если соединить его последовательно с неизвестным сопротивлением, то при
подключении к той же сети он покажет 10 В. Определите величину неизвестного сопротивления (в
кОм).
16. После присоединения шунта предел измерения силы тока увеличился в 10 раз. Во сколько раз надо
уменьшить сопротивление шунта, чтобы увеличить предел измерения еще в 10 раз?
1. Под ЭДС источника тока, действующей в замкнутой цепи, понимают:
1) работу, совершенную силами электрического поля при перемещении заряда вдоль замкнутой цепи.
2) отношение работы, совершаемой силами электрического поля по перемещению заряда
вдоль замкнутой цепи, к величине перемещаемого заряда.
3) напряжение в цепи.
4) работу, совершаемую сторонними силами при перемещении заряда вдоль всей замкнутой
цепи.
5) отношение работы, совершаемой сторонними силами при перемещении заряда по замкнутой цепи, к величине этого заряда.
2. Природа сторонних сил разнообразна. Это силы:
1) магнитные.
2) кулоновские.
3) механические.
4) химические.
5) любые силы за исключением кулоновских.
4. Если I сила тока в цепи, r –внутреннее сопротивления, E – ЭДС источника тока и U – напряжение
на полюсах источника тока, то закон Ома для полной цепи имеет вид:
5. Разность потенциалов на клеммах замкнутого на резистор 5 Ом источника тока равна 4 В. Внутреннее сопротивление источника 2,5 Ом. ЭДС источника равна:
6. Если перегорит лампочка, то идеальные амперметр и вольтметр покажут:
7. ЭДС источника тока равна 12 В. Определить напряжение на зажимах источника тока, когда сопротивление нагрузки цепи равно внутреннему сопротивлению источника тока.
8. Два элемента с ЭДС 1,5 В и 2,1 В и внутренними сопротивлениями 0,2 Ом и 0,6 Ом соединены
разноименными полюсами. Найти силу тока в цепи.
9. Внутреннее сопротивление источника тока 0,5 Ом. Идеальный вольтметр, подключенный к источнику, показывает напряжение 3 В. Что покажет вольтметр, если источник тока замкнуть на резистор
сопротивлением 1 Ом?
10. Если к источнику тока подключить сопротивление R, то напряжение на его зажимах станет равным
12 В, если к источнику подключить сопротивление 3R, то напряжение станет равным 18 В. ЭДС
источника тока:
11. Электрическая цепь состоит из источника с ЭДС E и внутренним сопротивлением r и резистора
сопротивлением R. Если увеличить внутреннее сопротивление в 2 раза, то напряжение на
резисторе R:
12. Источник тока замкнут проводником, сопротивление которого 10 Ом. Напряжение на проводнике
равно 12 В. Если этот проводник заменить другим, сопротивление которого 5 Ом, то сила тока в
цепи окажется равной 2 А. ЭДС источника тока равна:
13. Как изменятся показания амперметра и вольтметра, если замкнуть ключ К?
14. При замыкании источника тока на внешнее сопротивление 8 Ом в цепи возникает ток 1 А, а при
замыкании на сопротивление 4 Ом возникает ток 1,6 А. Ток короткого замыкания этого источника
равен:
15. Источник постоянного тока с ЭДС 15 В и внутренним сопротивлением 1,4 Ом питает внешнюю
цепь, состоящую из двух параллельно соединенных сопротивлений 2 и 8 Ом. Найдите разность потенциалов на зажимах источника.
16. В цепи, состоящей из источника тока с ЭДС 6 В и внутренним сопротивлением 2 Ом и реостата,
идет ток силой 1 А. Какова будет сила тока в цепи, если сопротивление реостата уменьшить в 4
раза?
17. Аккумулятор с внутренним сопротивлением 0,2 Ом и ЭДС 2 В замкнут проволокой сечением 1 мм2
и удельным сопротивлением 10-7 Ом•м. Найдите длину проволоки, если сила тока в цепи 4 А.
18. При внешнем сопротивлении R1 по цепи идет ток I1. При внешнем сопротивлении R2 по цепи идет
ток I2. Найти ЭДС и внутреннее сопротивление источника тока.
19. Движок реостата двигают влево. Показания амперметра и вольтметра:
20. Аккумулятор замкнут на сопротивление 5 Ом. Для измерения силы тока в сеть включили амперметр
с внутренним сопротивлением 2,5 Ом, и он показал 2 А. Какова была сила тока в цепи до включения
амперметра? Внутренним сопротивлением аккумулятора пренебречь.
21. К клеммам источника тока с внутренним сопротивлением 10 Ом подключены два параллельно соединенных проводника сопротивлением 60 Ом и 20 Ом. Определить отношение токов, протекавших
через первый проводник до и после обрыва в цепи второго проводника.
22. К источнику тока присоединили последовательно два одинаковых сопротивления. Когда их соединили параллельно, сила тока в цепи увеличилась в 3 раза. Во сколько раз каждое из сопротивлений
больше внутреннего сопротивления источника?
23. Два последовательно соединенных вольтметра подсоединены к источнику тока с некоторым
внутренним сопротивлением, Показания вольтметров равны 12 и 4 В. Если подключить к источнику только первый вольтметр, то он покажет 15 В. Чему равна ЭДС источника?
24. В цепь, состоящую из аккумулятора и сопротивления 20 Ом, подключают вольтметр, сначала последовательно, а потом параллельно сопротивлению. Показания вольтметра в обоих случаях одинаковы. Каково сопротивление вольтметра, если внутреннее сопротивление аккумулятора 0,1 Ом?
25. Цепь состоит из аккумулятора и нагрузки сопротивлением 400 Ом. Вольтметр сопротивлением
800 Ом, подключенный последовательно, а затем параллельно к сопротивлению, показывает одинаковое напряжение. Внутреннее сопротивление аккумулятора равно:
26. Аккумулятор, внутренним сопротивлением которого можно пренебречь, поочередно замыкали на
два различных резистора. Зная, что в первом случае сила тока равна 3 А, а во втором — 6 А, определить силу тока, текущую через аккумулятор, при замыкании его на эти резисторы, соединенные
последовательно.
3. Две одинаковые батареи с ЭДС 20 В и внутренним сопротивлением 2 Ом каждая соединены параллельно и подключены к сопротивлению 9 Ом. Найдите силу тока, протекающего через сопротивление.
4. Три источника постоянного тока с ЭДС 1, 2 и 3 В и внутренними сопротивлениями соответственно
1, 2 и 3 Ом соединены последовательно и замкнуты накоротко. Определите силу тока в цепи.
5. Какое количество аккумуляторов с ЭДС по 2 В и внутренним сопротивлением по 1 Ом каждый
необходимо соединить в батарею последовательно, чтобы в проводнике сопротивлением 6 Ом, подключенном к батарее, получить силу тока 0,5 А?
6. Сколько элементов нужно соединить параллельно в батарею, чтобы при подключении к ней сопротивления 49 Ом получить силу тока в цепи 2 А? ЭДС каждого элемента 100 В, внутреннее сопротивление 2 Ом.
7. Два источника тока с ЭДС E1 и E2 (E2>E1) и внутренними сопротивлениями r1 и r2 включены последовательно и замкнуты на резистор R. Если полярность источника E2 переключить на противоположную, то ток в цепи уменьшится в k раз, где k равно:
8. К полюсам батареи из двух источников, каждый с ЭДС 75 В и внутренним
сопротивлением 4 Ом, подведены две параллельные медные шины сопротивлением 10 Ом каждая. К концам шин и к их серединам подключены
две лампочки сопротивлением 20 Ом каждая. Если пренебречь сопротивлением подводящих проводов, то ток в первой лампочке равен:
9. Двигатель мощностью 30 Вт, рассчитанный на напряжение 15 В, необходимо подключить к источнику тока, составленному из батареек с ЭДС 1,5 В и внутренним сопротивлением 0,5 Ом. Определить минимальное число батареек, которые необходимо включить в последовательную цепь.
10. Три одинаковые батареи с внутренним сопротивлением 6 Ом каждая замкнули, один раз соединив
параллельно, а другой – последовательно, на некоторое сопротивление. При этом сила тока во внешней цепи была в обоих случаях одна и та же. Чему равно внешнее сопротивление?
11. Два одинаковых элемента соединяют параллельно и замыкают на сопротивление 4 Ом. Затем эти
же элементы соединяют последовательно и замыкают на такое же сопротивление. Оказалось, что
ток через внешнее сопротивление при этом не изменился. Чему равно внутреннее сопротивление
каждого элемента?
12. Батарея элементов с внутренним сопротивлением 3 Ом замкнута на два одинаковых параллельно
соединенных резистора. Идеальный вольтметр, подключенный к зажимам батареи, показывает
напряжение 4 В. Если один из резисторов отключить, то показание вольтметра возрастет до 6 В.
Сопротивления резисторов равны:
13. К полюсам батареи из двух источников с ЭДС по 50 В и внутренним сопротивлением по 4 Ом подведено через резисторы R по 8 Ом каждый напряжение к лампочкам 1 и 2. Сопротивление каждой
лампочки 16 Ом. Ток в лампочке 2 равен:
14. ЭДС источников тока Е, внутреннее сопротивление r. В цепь включены резисторы с сопротивлением R1 и R2 и идеальный вольтметр. Отношение показаний вольтметра при замкнутом и разомкнутом ключе К равно:
15. К полюсам батареи из двух источников с ЭДС по 50 В и внутренним сопротивлением по 4 Ом подведено через резисторы R по 8 Ом каждый напряжение к лампочкам 1 и 2. Сопротивление каждой
лампочки 16 Ом. Напряжение на второй лампочке равно:
1. Какое количество энергии (в кДж) расходуется на нагревание электроутюга в течение 50 с, если
напряжение в сети постоянно и равно 220 В, а сила тока 2 А?
2. Мотор подключен к сети напряжением 220 В. Найти работу, совершенную мотором при прохождении по его обмотке заряда 2 Кл, если вся электрическая энергия превратилась в механическую работу.
3. По неподвижному проводнику сопротивлением 2 Ом течет ток силой 3 А. Определить время, за
которое в проводнике выделится количество теплоты, равное 90 Дж.
4. Мощность тока в проводнике в зависимости от силы тока меняется по закону: N=5,1•I
2 Вт, где I —
сила тока в амперах. Определить сопротивление проводника.
5. Определить, сколько килоджоулей энергии содержится в одном киловатт-часе.
6. Если две лампы рассчитаны на одинаковое напряжение и имеют мощности 40 и 100 Вт, то отношение сопротивлений их спиралей
2
1
R
R
соответственно будет равно:
7. Лампочка, рассчитанная на напряжение 110В, имеет мощность 40 Вт. Сопротивление лампочки
равно:
8. Квартира освещается 10 лампочками мощностью по 100 Вт каждая. Сколько киловатт-часов расходуется на освещение квартиры за сутки, если все лампы включены по 3 ч в сутки?
9. Два резистора сопротивлением 2 Ом и 5 Ом соединены последовательно и включены в сеть постоянного напряжения. Какая мощность выделяется на резисторе 5 Ом, если на резисторе 2 Ом выделяется мощность 30 Вт?
10. Сколько метров нихромовой проволоки нужно взять для изготовления реостата, если при напряжении на реостате 10 В он потребляет мощность 20 Вт? Площадь поперечного сечения проволоки 1
мм2
, удельное сопротивление нихрома 10-6 Ом•м.
11. На сколько изменится температура воды в калориметре, если через нагреватель пройдет заряд 100
Кл? Напряжение на нагревателе 210 В, масса воды 1 кг, удельная теплоемкость воды 4200 Дж/(кг•К).
12. В цепь последовательно включены вольфрамовая и алюминиевая проволоки одинаковой длины и
диаметра. Во сколько раз больше теплоты выделится на вольфрамовой проволоке, если удельное
сопротивление вольфрама в два раза больше, чем алюминия?
13. Номинальные мощности двух лампочек одинаковы, а номинальные напряжения 120 и 240 В. Во
сколько раз сопротивление второй лампы больше, чем первой?
14. Две электролампы, на которых указаны их мощности 100 и 150 Вт, включены последовательно в
сеть с постоянным напряжением, соответствующим номинальному напряжению ламп. Какая суммарная мощность будет выделяться на лампах? Сопротивления ламп не зависят от условий работы.
15. Электрическая лебедка подняла груз весом 100 Н на высоту 7 м с небольшой постоянной скоростью.
Определить электрическую энергию, затраченную в лебедке, если КПД механизма равен 100%.
16. Электрическая цепь, состоящая из резисторов R1,
2
R1
и
3
R1
, включенных последовательно, подсоединена к электрической сети. Если эти резисторы подключить параллельно друг к другу и подсоединить к той же сети, то расход электроэнергии:
17. Гирлянда из пятнадцати электрических лампочек, соединенных последовательно, подключена к источнику постоянного напряжения. Как изменится расход электроэнергии, если количество ламп сократить до десяти?
18. Два проводника с сопротивлениями 7 и 5 Ом соединяют параллельно и подключают к источнику
тока. В первом проводнике выделилось 300 Дж теплоты. Какое количество теплоты выделится во
втором проводнике за то же время?
19. Нагреватель в электрическом чайнике состоит из одинаковых секций. При включении одной секции
вода в чайнике закипает через 26 минут. Через сколько минут закипит вода, если обе секции включить параллельно? Сопротивления секций не зависят от условий работы.
20. В сеть включены три одинаковые лампы. Изменится ли яркость первой и второй ламп, если третья
перегорит?
21. Если три проводника одинаковыми сечениями и длиной с удельными сопротивлениями
1  2  3
соединить параллельно и подключить к источнику тока, то сильнее нагреется проводник номер …
22. При ремонте электрического нагревателя спираль укоротили на четверть длины. Мощность нагревателя:
1) увеличилась на четверть.
2) уменьшилась на четверть.
3) увеличилась на треть.
4) уменьшилась на треть.
5) не изменилась.
23. В каком из резисторов выделится большее количество теплоты, если R1=R3=R5=4 Ом, R2=1 Ом,
R4=2 Ом, R6=3 Ом?
24. Участок электрической цепи состоит из четырех резисторов с номиналами R1=1 Ом, R2=2 Ом, R3=3
Ом, R4=4 Ом. Наибольшее количество теплоты за одно и то же время выделится в резисторе:
25. Две лампочки имеют маркировку 100 Вт, 220 В и 60 Вт, 220 В. Лампочки соединены последовательно и включены в сеть напряжением 220 В. Мощность, выделяемая в каждой лампочке соответственно равна:
26. Груз массой 1000 кг равномерно поднимают на высоту 20 м за 10 с. Напряжение на зажимах мотора
подъемника 380 В. КПД мотора 80 %. Сила тока в моторе и его мощность равны:
27. Электродвигатель подъемного крана работает под напряжением 380 В. Сила тока в его обмотке
равна 20 А. Каков КПД установки, если груз массой 1 т кран поднимает равномерно на высоту 19 м
за 50 с?
28. Два нагревателя мощностью 100 и 50 Вт нагревают воду за 1 ч. Через 16 мин после включения
нагреватель мощностью 50 Вт перегорел. На сколько увеличится время нагревания воды?
29. Две одинаковые спирали электроплитки можно соединить последовательно или параллельно. Во
сколько раз большее количество теплоты выделится при параллельном соединении, чем при последовательном, за одно и то же время? Сопротивления спиралей не зависят от условий работы.
30. Два проводника соединены параллельно и подключены к сети постоянного напряжения. Длина первого проводника в 3 раза больше, а площадь его поперечного сечения в 9 раз больше, чем второго.
В проводниках выделяется одинаковая мощность. Во сколько раз удельное сопротивление первого
проводника больше, чем второго?
31. Два сопротивления 5 и 7 Ом соединены последовательно. На обоих сопротивлениях выделилось 960
Дж теплоты. Какое количество теплоты выделилось за это время на первом сопротивлении?
32. Перегоревшую спираль электрической плитки с номинальной мощностью 420 Вт укоротили на 1/8
ее первоначальной длины. Какой стала ее мощность при включении в ту же сеть?
33. На участке пути электровоз развивает силу тяги 2•104 Н. Сила тока в двигателе электровоза 400 А,
напряжение 800 В. КПД двигателя 0,75. Скорость движения электровоза равна:
34. Из двух спиралей сопротивлением 100 Ом и 200 Ом изготовлен электронагреватель, мощность которого можно изменять переключением спиралей. Найти максимально возможную мощность нагревателя при напряжении 220 В.
35. Электрический чайник имеет две обмотки. При включении только первой из них вода закипает через 40 мин, только второй — через 60 мин. Через сколько минут закипит вода при одновременном
включении обеих обмоток параллельно?
36. Какой длины надо взять проводник, имеющий сечение 0,1 мм2
, чтобы изготовить нагреватель, на
котором можно за время 5 мин довести до кипения 1,5 л воды, взятой при температуре 20 0С? Напряжение в сети 220 В. КПД кипятильника 90%. Удельное сопротивление нихрома 1,10 мкОм•м.
37. Электронагреватель имеет две секции нагревательного элемента, сопротивления которых различны. При включении одной из них вода закипает за время t1, вторая нагревает эту же воду до
кипения за время t2. Если включить эти секции параллельно, то через какое время вода закипит?
38. Велосипедист включил генератор, питающий фару напряжением 6 В при токе 1,5 А. Считая КПД
генератора равным 100%, найти, на сколько возрастет сила сопротивления движению. Скорость
постоянна и равна 18 км/ч.
39. Нагреватель сопротивлением 640 Ом за 1 ч вскипятил 4,2 кг воды, взятой при 293 К. Определить
заряд, прошедший через нагреватель. Удельная теплоемкость воды равна 4200 Дж/(К•кг), КПД
нагревателя 80 %, а ток в цепи постоянный.
40. Электрический чайник с водой объемом 600 см3 при температуре 20 °С забыли выключить. Через
сколько секунд после этого вся вода выкипит? Нагреватель чайника имеет сопротивление 30 Ом и
включен в сеть с постоянным напряжением 300 В. КПД чайника 40%. Удельная теплоемкость воды
4200 Дж/(кг*К), удельная теплота парообразования воды 2,3 МДж/кг.
41. Две одинаковые электролампы включены в сеть постоянного напряжения 20 В: один раз последовательно, второй раз параллельно. Во втором случае потребляемая лампами мощность на 6 Вт
больше, чем в первом. Найдите сопротивление каждой лампы, считая его постоянным.
42. Два заполненных водой электрических чайника, имеющие номинальные мощности 800 и 400 Вт, при
параллельном включении в сеть, закипают за одинаковое время 16 минут. При последовательном
включении тех же чайников время их закипания оказывается различным. Найдите большее из этих
времен (в минутах). Сопротивления чайников не зависят от условий работы.
43. Какая мощность будет выделяться в электропечи, когда она нагреется до 1000 0С, если при температуре печи 500 0С в ней выделяется мощность 480 Вт? Температурный коэффициент сопротивления проволоки печи 0,005 1/К.
44. Электрическая кастрюля и чайник, потребляющие мощности 600 и 300 Вт, включены в сеть параллельно, и вода в них закипает одновременно через 20 минут. На сколько минут позже закипит
вода в кастрюле, чем в чайнике, если их включить последовательно?
45. Две проволоки из одинакового материала диаметрами 0,2 мм и 0,8 мм служат нагревателями и
включаются в сеть параллельно. При длительной работе температуры проволок оказываются
одинаковыми. Найдите длину (в см) более толстой проволоки, если длина более тонкой 55 см, а
количество теплоты, отдаваемое за 1 с в окружающую среду, пропорционально площади поверхности (при одинаковой температуре).
46. В плоском конденсаторе диэлектрик между пластинами промок и стал пропускать ток. При плотности тока 0,02 А/м2
в диэлектрике ежесекундно выделялось 10 Дж/м3 теплоты (в расчете на
единицу объема). Чему равна напряженность электрического поля в конденсаторе?

1. Батарея состоит из 5 одинаковых последовательно соединенных элементов с ЭДС 2 В каждый. Чему
равна полная мощность, выделяемая в цепи при силе тока 4 А?
2. Источник тока замкнут внешним резистором. Определить в процентах КПД источника тока, если
ЭДС источника тока равна 10 В, а падение напряжения на клеммах источника составляет 6,5 В.
3. Источник тока замкнут внешним резистором. Определить отношение электродвижущей силы источника тока к разности потенциалов на его клеммах, если сопротивление резистора в 4 раза больше
внутреннего сопротивления источников тока.
4. Какова полная мощность, развиваемая источником тока с внутренним сопротивлением 2 Ом при
подключении к нему сопротивления 3 Ом, если напряжение на этом сопротивлении 6 В?
5. Элемент с внутренним сопротивлением 4 Ом и ЭДС 12 В замкнут проводником с сопротивлением
8 Ом. Какое количество теплоты будет выделяться во внешней части цепи за 1 с?
6. К аккумулятору с ЭДС 12,6 В подключен резистор, в котором протекает ток силой 5 А. Определить
работу сторонних сил по разделению заряда в аккумуляторе за 1 мин.
7. Каково внутреннее сопротивление источника тока, если на сопротивлении 10 Ом, подключенном к
источнику тока, выделяется мощность 100 Вт, а во всей цепи 110 Вт?
8. Элемент замкнут на внешнее сопротивление, величина которого в 2 раза больше величины внутреннего сопротивления элемента. Найдите ЭДС элемента, если на внешнем сопротивлении выделяется мощность 18 Вт при силе тока в цепи 3 А.
9. При силе тока 2 А во внешней цепи выделяется мощность 24 Вт, а при силе тока 5 А — мощность
30 Вт. ЭДС источника тока равна:
10. Через лампочку сопротивлением 1 Ом, подключенную к аккумулятору, протекает ток силой 15 А.
На сколько килоджоулей уменьшится энергия, запасенная в аккумуляторе, за 20 мин? Внутренним
сопротивлением аккумулятора и сопротивлением проводящих проводов пренебречь.
11. Источник тока с внутренним сопротивлением 2 Ом замкнут на внешний резистор. При каком значении сопротивления резистора падение напряжения на зажимах источника тока составляет 60% от
электродвижущей силы источника?
12. Найдите полезную мощность батареи с ЭДС 24 В, если внешнее сопротивление 23 Ом, а внутреннее
сопротивление батареи 1 Ом.
13. Батарея состоит из параллельно соединенных между собой элементов с сопротивлением 1,4 Ом и
ЭДС 3,5 В каждый. При силе тока во внешней цепи 1 А полезная мощность батареи 3,3 Вт. Сколько
в батарее элементов?
14. Батарея состоит из последовательно соединенных между собой элементов с сопротивлением 0,2 Ом
и ЭДС 0,5 В каждый. При силе тока во внешней цепи 2 А полезная мощность батареи 1 Вт. Сколько
в батарее элементов?
15. При увеличении внешнего сопротивления с 3 до 10,5 Ом КПД источника тока увеличивается вдвое.
Чему равно внутреннее сопротивление источника?
16. ЭДС источника тока составляет 12 В. Ток короткого замыкания равен 6 А. Если к источнику тока
подключить резистор 3 Ом, то КПД такой цепи будет равен:
17. При двух различных сопротивлениях нагрузки отношение напряжений на зажимах источника тока
равно 5, а полезная мощность в обоих случаях равна 25 Вт. Вычислить силу тока короткого замыкания, если ЭДС источника 25 В.
18. ЭДС источника тока E, внутреннее сопротивление r. Внешняя цепь состоит из реостата. Максимальная мощность, выделяющаяся во внешней цепи, равна 9 Вт. Сила тока при максимальной мощности
3 А. Величины E и r при этих условиях равны:
19. Источник тока с внутренним сопротивлением 4 Ом замкнут на сопротивление 8 Ом. При каком другом внешнем сопротивлении во внешней цепи будет выделяться такая же мощность, что и при сопротивлении 8 Ом?
20. ЭДС источника тока 6 В, внутреннее сопротивление 2 Ом. Два одинаковых сопротивления подключают к источнику один раз последовательно, второй раз — параллельно. В обоих случаях во внешней цепи выделяется одинаковая мощность. Чему равна эта мощность?
21. ЭДС источника тока 2 В, внутреннее сопротивление 1 Ом. Внешняя цепь потребляет мощность 0,75
Вт. Этим условиям удовлетворяют два значения силы тока. Чему равна их разность?
22. ЭДС батареи аккумуляторов 12 В, сила тока короткого замыкания 5 А. Какую наибольшую мощность можно получить во внешней цепи?
23. При замыкании на сопротивление 5 Ом батарея дает ток силой 1 А. Сила тока короткого замыкания
батареи равна 6 А. Какую наибольшую полезную мощность может дать батарея?
24. Элемент замыкают один раз сопротивлением 4 Ом, другой — сопротивлением 9 Ом. В обоих случаях во внешней цепи выделяется одинаковая мощность. При каком внешнем сопротивлении она
будет наибольшей?
25. Полезная мощность батареи равна 32 Вт при двух различных внешних сопротивлениях: 2 и 8 Ом.
Какую наибольшую полезную мощность может дать батарея?
26. Полезная мощность батареи равна 6 Вт при двух значениях силы тока в цепи: 2 и 6 А. Чему равна
максимальная полезная мощность этой батареи?
27. Максимальная мощность, выделяемая гальваническим элементом во внешней цепи, равна Р. Сила
тока в этом случае равна I. ЭДС источника тока равна:
28. На резисторе сопротивлением R1, подключенном к источнику тока, выделилась мощность P. При
замене резистора R1, на резистор R2
  R2  R1
значение мощности не изменилось. ЭДС источника
тока равна:
29. Два одинаковых резистора, сопротивление которых равно по 10 Ом, подключены к источнику тока.
Мощность, которая выделится во внешней цепи, равна 20 Вт и одинакова при последовательном и
параллельном соединении резисторов. ЭДС источника тока равна:
30. КПД источника тока равен 0,6, а мощность, выделяющаяся во внешней цепи — 20 Вт. Найти количество теплоты, выделившееся в источнике тока за 5 мин.
31. Источник тока замыкается на сопротивление 4 Ом, а затем на сопротивление 9 Ом. На сколько процентов КПД источника тока во втором случае больше, чем в первом, если на этих сопротивлениях
за одно и то же время выделяется одинаковое количество теплоты?
32. Лампочки, сопротивления которых 3 и 12 Ом, поочередно подключенные к источнику тока, потребляют одинаковую мощность. Во сколько раз КПД источника тока во втором случае больше, чем в
первом?
33. При замыкании источника тока на внешнее сопротивление 2 Ом на нем выделяется мощность 32
Вт, а при замыкании на внешнее сопротивление 3 Ом – мощность 27 Вт. Какую наибольшую полезную мощность может дать этот источник?
34. Если n одинаковых источников ЭДС с внутренним сопротивлением r соединить последовательно и
замкнуть на резистор, а затем соединить параллельно и замкнуть на этот же резистор, то выделившаяся на резисторе мощность уменьшится в k раз. Сопротивление резистора равно:
35. К автомобильному генератору подключены параллельно две фары по 100 Вт, мотор стеклоочистителя 70 Вт и система зажигания, потребляющая ток 2,1 А. Определить ток разряда аккумулятора,
если напряжение сети равно 12 В. Внутренним сопротивлением аккумулятора пренебречь.
1. Незаряженный конденсатор емкостью 4 мкФ присоединили к зажимам источника тока с U=200 В.
Сколько теплоты (в мДж) выделилось в процессе зарядки конденсатора?
1. 20 2. 40 3. 60 4. 80
2. Конденсаторы емкостями 3 и 1 мкФ соединены последовательно и подключены к источнику тока с
U=200 В. Сколько теплоты (в мДж) выделится при пробое конденсатора меньшей емкости?
1. 30 2. 45 3. 50 4. 60
3. Батарея конденсаторов, состоящая из трех последовательно соединенных конденсаторов емкостями
С1=10 мкФ, С2=20 мкФ и С3=50 мкФ, подключена к источнику с U=120 В. Сколько теплоты (в мДж)
выделится при пробое конденсатора С1?
1. 50 2. 70 3. 75 4. 95
4. Батарея конденсаторов, состоящая из двух параллельно соединенных конденсаторов емкостями С1
= 5 мкФ и С2 = 15 мкФ и присоединенного к ним последовательно конденсатора емкостью С3 = 30
мкФ, подключена к источнику 100 В. Сколько теплоты (в мДж) выделится при пробое конденсатора
С1?
1. 45 2. 60 3. 90 4. 100
5. Конденсатор емкостью 6 мкФ, заряженный до напряжения 200 В, подсоединяют для перезарядки к
источнику с U=100 В, причем положительно заряженную обкладку соединяют с положительным
полюсом источника, а отрицательно заряженную – с отрицательным. Сколько теплоты (в мДж) выделилось при перезарядке?
1. 15 2. 20 3. 30 4. 60
6. Конденсатор емкостью 8 мкФ, заряженный до напряжения 100 В, подсоединили для подзарядки к
источнику тока с U=200 В, но перепутали обкладки: положительную подключили к отрицательному
зажиму, а отрицательную – к положительному. Сколько теплоты (в мДж) выделилось при перезарядке?
1. 180 2. 200 3. 300 4. 360
7. Внутри плоского конденсатора находится стеклянная диэлектрическая пластина, полностью заполняющая пространство между обкладками. Емкость конденсатора без пластины 10 мкФ, диэлектрическая проницаемость стекла 1,5. Какую работу (в мДж) надо совершить, чтобы медленно извлечь
пластину из конденсатора, если он подключен к источнику тока с U=200 В?
1. 50 2. 100 3. 150 4. 200
8. Плоский конденсатор, подключенный к источнику с U=100 В, содержит стеклянную пластину, полностью заполняющую все пространство между обкладками. Одну из обкладок отодвигают, втрое
увеличивая расстояние между обкладками. Какую при этом совершают работу (в мДж)? Начальная
емкость конденсатора 8 мкФ, диэлектрическая проницаемость стекла 1,5.
1. 15 2. 20 3. 25 4. 30
9. Плоский конденсатор, подключенный к источнику с U=100 В, содержит стеклянную пластину, полностью заполняющую все пространство между обкладками. Какую работу (в мДж) надо совершить,
чтобы наполовину извлечь пластину из конденсатора? Емкость конденсатора без пластины 8 мкФ,
диэлектрическая проницаемость стекла 1,5.
1. 10 2. 15 3. 17 4. 19
10. Два одинаковых плоских воздушных конденсатора емкостями 12 мкФ соединены последовательно
и присоединены к источнику с U=200 В. Какую надо совершить работу (в мДж), чтобы у одного из
них вдвое увеличить расстояние между обкладками?
1. 10 2. 20 3. 30 4. 40
11. Электромотор поднимает груз массой 50 кг со скоростью 2 м/с. При каком напряжении работает
мотор, если по его обмотке сопротивлением 12 Ом течет ток силой 10 А? g = 10 м/с2
.
1. 100 2. 120 3. 220 4. 240
12. Незаряженный конденсатор емкостью 4 мкФ присоединили к зажимам источника тока с ЭДС 200
В. Сколько теплоты (в мДж) выделилось в процессе зарядки конденсатора?
1. Найти силу тока в электролите, если через поперечное сечение сосуда с электролитом за секунду
проходит 1020 однозарядных ионов.
2. Электрохимический эквивалент меди при электролизе медного купороса равен 3•10-7
кг/Кл. Найти
массу меди, осажденной за час на катоде, если сила тока в ванне равна 5000 А.
3. Сколько минут длилось никелирование током силой 2 А, если масса выделившегося никеля равна
1,8 г? Электрохимический эквивалент никеля 0,3 мг/Кл.
4. Под электролитической диссоциацией понимают процесс:
1) прохождения электрического тока через электролиты.
2) распада молекул растворяемого вещества в электролите на ионы и электроны.
3) распада растворяемого вещества на ионы.
4) выделения составных частей вещества электролита на электродах при прохождении тока.
5) нагревания электролита при прохождении электрического тока.
5. Электрохимический эквивалент численно равен массе вещества, выделившегося на электроде при:
1) напряжении на электродах 1 В.
2) сопротивлении электролита 1 Ом.
3) силе тока в электролите 1 А.
4) прохождении через электролит заряда 1 Кл.
5) прохождении тока через электролит.
6. Катионы — это:
1) атомы, потерявшие все свои электроны.
2) отрицательные ионы.
3) положительные ионы.
4) электроны и ионы, двигающиеся к катоду.
5) ионы, выбитые из катода потоком электронов.
7. При прохождении электрического тока электролит нагревается. Сопротивление электролита при
этом:
1) уменьшается.
2) увеличивается.
3) не изменяется.
4) ответ зависит от вида электролита.
5) сопротивление электролита зависит от концентрации, а не от температуры электролита.
8. Пусть F — число Фарадея, M — молярная масса, n — валентность, е — величина элементарного
заряда. Через электролит прошел заряд Q Кл. На электроде при этом выделилась масса вещества,
равная:
9. Закон Фарадея для электролиза при следующих обозначениях (m — масса вещества, выделившегося
на электроде за время t при прохождении электрического тока силой I; NA — число Авогадро; е —
заряд электрона; Z — валентность; F — число Фарадея; М — молярная масса; р — давление; V —
объем; Т — температура;
 — плотность) имеет вид:
10. Одинаковые ли количества хлора выделяются при электролизе из растворов I, II, III?
1) Больше на I.
2) Больше на II.
3) Больше на III.
4) Больше на I и II.
5) Одинаково.
11. Для наращивания слоя меди в электролитической ванне (электрохимический эквивалент k, плотность меди) на h м при плотности тока j А/м2 потребуется время, равное:
12. Пусть N0 — число Авогадро, а е — величина заряда электрона. В процессе электролиза через электролит прошли ионы одного моля трехвалентного вещества. Заряд, перенесенный через электролит этими ионами, равен:
13. Электрохимический эквивалент растворенного вещества k кг/Кл, валентность n. Сила тока в растворе равномерно возрастает от 0 до I А. За время t с на катоде выделится масса вещества:
14. Во сколько раз электрохимический эквивалент двухвалентной меди больше электрохимического
эквивалента одновалентного водорода? Молярная масса меди равна 64 г/моль.
15. Через сколько минут медный анод станет толще на 0,03 мм, если плотность тока при электролизе
300 А/м2? Электрохимический эквивалент меди 3•10-7кг/Кл, ее плотность 9000 кг/м3
.
16. Какое количество электроэнергии (в МДж) расходуется на получение 1 кг алюминия, если электролиз ведется при напряжении 9 В, а КПД установки 50%? Электрохимический эквивалент алюминия 9•10-8 кг/Кл.
17. Сколько миллиграмм меди выделится в течение 200 с на катоде при электролизе сернокислой меди, если в течение первых 100 с сила тока равномерно возрастает от 0 до 6 А, а в течение последующих 100 с она равномерно уменьшается до 2 А? Электрохимический эквивалент меди 3,3•10-7
кг/Кл.
18. Батарея состоит из десяти последовательно включенных элементов с ЭДС 10 В и внутренним сопротивлением 4 Ом каждый. К батарее присоединяют электролитическую ванну сопротивлением 200 Ом. Сколько миллиграмм цинка выделится на электроде за 6 часов работы? Электрохимический
эквивалент цинка 0,4 мг/Кл.
19. За один час на 1 м2 железного листа при электролизе осаждается 576 г двухвалентного цинка. Плотность тока в электролитической ванне равна 500 А/м2
, молярная масса цинка 0,064 кг/моль. Определить по этим данным число Фарадея в килокулонах на моль.
20. Чему равен КПД (в процентах) установки для электролиза раствора серебряной соли, если при затрате 80 кДж энергии выделилось 5,6 г серебра при разности потенциалов на электродах 4 В? Электрохимический эквивалент серебра 1,12 мг/Кл.
21. Определить валентность алюминия, если при прохождении через раствор электролита заряда 28,95
Кл на катоде выделилось 2,7 мг алюминия. Молярная масса алюминия равна 27 г/моль. Число Фарадея принять равным 96500 Кл/моль.
22. В одной электролитической ванне находится раствор хлористого железа FeCl2, во второй — раствор хлорного железа FeCl3. Ванны включены последовательно. Если в первой ванне на катоде выделилось m кг железа, то во второй выделится железа:
23. Для получения меди последовательно включено N электролитических ванн. Площадь катодных пластин в каждой ванне S м2. Плотность тока j А/м2. Электрохимический эквивалент меди k. Напряжение на ванне U. Расход электроэнергии при электролизе за время t, если КПД процесса, будет равен:
24. При какой плотности тока в растворе сернокислой меди слой меди растет со скоростью 1 мм/ч? Электрохимический эквивалент и плотность меди равны 0,329 мг/Кл, 8900 кг/м3.
25. Определите величину энергии (в кВт•ч), необходимой для получения 1 кг алюминия, если электролиз ведется при напряжении 10 В, а КПД установки 60 %. Электрохимический эквивалент алюминия 0,0932 мг/Кл.
2. В газе между двумя электродами образуется 2•1018 ионов в секунду. Найти силу тока в газе, если все ионы достигают катода, а заряд каждого иона равен 1,6•10-19 Кл.
3. Требуется увеличить скорость электронов, падающих на анод электронно-лучевой трубки, в 9 раз. Во сколько раз для этого следует повысить напряжение между катодом и анодом трубки:
4. На электронную пушку подано напряжение 3 кВ. Масса электрона 9,1•10-31 кг, заряд электрона 1,6•1019 Кл. Скорость электронов после электронной пушки равна:
5. Плоский конденсатор подключен к источнику напряжением 6 кВ. При каком расстоянии между пластинами наступит пробой, если ударная ионизация воздуха начинается при напряженности поля 3 МВ/м?
6. Конденсатор емкостью 0,01 мкФ разряжается за счет ионизации воздуха в узком зазоре между пластинами, дающей 5•1010 однозарядных ионов в секунду и такое же число электронов. Найти время разряда, если начальная энергия конденсатора равна 2 мкДж. Рекомбинацией ионов и электронов пренебречь.
7. Какова сила тока насыщения при несамостоятельном газовом разряде, если ионизатор образует ежесекундно 109 пар ионов в одном кубическом сантиметре, площадь каждого из двух плоских параллельных электродов 100 см2 и расстояние между ними 5 см?
8. Расстояние между катодом и анодом диода равно 1 см. Сколько времени движется электрон от катода к аноду при анодном напряжении 440 В? Движение считать равноускоренным.
Что делает электрическое соединение между источником питания и коммутатором в двигателе постоянного тока? — MVOrganizing
Что делает электрическое соединение между источником питания и коммутатором в двигателе постоянного тока?
Две или более неподвижные щетки подключаются к внешней цепи, либо к источнику тока для двигателя, либо к нагрузке для генератора. Сегменты коммутатора подключены к катушкам якоря, причем количество катушек (и сегментов коммутатора) зависит от скорости и напряжения машины.
Для чего нужен коммутатор?
В двигателях постоянного и большинства переменного тока назначение коммутатора состоит в том, чтобы гарантировать, что ток, протекающий через обмотки ротора, всегда будет в одном и том же направлении, и что соответствующая катушка на роторе находится под напряжением по отношению к катушкам возбуждения.
Каковы причины искрения на коммутаторе?
Вибрация самой машины может вызвать искрение щеток и, в конечном итоге, привести к повреждению коллектора. Такая вибрация может быть вызвана дисбалансом якоря, плохим фундаментом или другими механическими неисправностями.Это также может быть результатом дефектных подшипников.
Какая клемма коммутатора подключена к положительной клемме источника питания?
зажимы якоря
Какие приложения требуют высокого пускового момента?
Применяется в автомобилях, подъемниках, подъемниках и кранах, поскольку имеет высокий пусковой крутящий момент. Шунтирующая обмотка — этот тип имеет один источник напряжения, а обмотка возбуждения подключена параллельно обмотке ротора и может обеспечивать повышенный крутящий момент без снижения скорости из-за увеличения тока двигателя.
Какой тип следующих двигателей наиболее эффективен?
Двигатели
BLDC обычно имеют КПД 85–90% или более. Сообщается о КПД двигателя BLDC до 96,5%, тогда как электродвигатели постоянного тока с щеткой обычно имеют КПД 75–80%.
Какой тип нагрузки требует большого крутящего момента при пуске?
С точки зрения пуска двигателя высокоинерционная нагрузка — это нагрузка, которая требует относительно длительного периода ускорения, прежде чем двигатель достигнет нормальной рабочей скорости.В зависимости от приложения этот период ускорения часто может превышать две минуты.
Какой двигатель постоянного тока используется для конвейера?
Основываясь на приведенных выше ответах, лучшим выбором для этого применения будет бесщеточный двигатель постоянного тока / мотор-редуктор с регулятором скорости переменного тока или трехфазный двигатель / мотор-редуктор с регулятором скорости переменного тока.
Что контролирует скорость двигателя постоянного тока?
Таким образом, скорость двигателя постоянного тока можно регулировать тремя способами: изменяя магнитный поток и изменяя ток через обмотку возбуждения.Изменяя напряжение якоря и сопротивление якоря. Через напряжение питания.
Какой двигатель лучше всего подходит для переменного или постоянного тока?
Какой двигатель более мощный: переменного или постоянного тока? Двигатели переменного тока обычно считаются более мощными, чем двигатели постоянного тока, поскольку они могут создавать более высокий крутящий момент за счет использования более мощного тока. Однако двигатели постоянного тока обычно более эффективны и лучше используют входную энергию.
Где используются двигатели постоянного тока?
Малые двигатели постоянного тока используются в инструментах, игрушках и приборах.Универсальный двигатель может работать от постоянного тока, но представляет собой легкий щеточный двигатель, используемый для портативных электроинструментов и приборов. В настоящее время более крупные двигатели постоянного тока используются в приводах электромобилей, лифтов и подъемников, а также в приводах сталепрокатных станов.
Какова функция арматуры?
В якоре электродвижущая сила создается за счет относительного движения якоря и поля. Когда машина или двигатель используются в качестве двигателя, эта ЭДС противодействует току якоря, и якорь преобразует электрическую мощность в механическую энергию в форме крутящего момента и передает ее через вал.
Что такое серийный двигатель постоянного тока?
Двигатели постоянного тока серии
представляют собой группу двигателей постоянного тока с самовозбуждением, в которых катушка возбуждения подключена последовательно к обмотке якоря и, таким образом, через нее проходит более высокий ток. Миссия серийного двигателя постоянного тока состоит в том, чтобы превратить электрическую энергию в механическую на основе электромагнитного закона.
Какие две основные части двигателя постоянного тока?
Двигатели постоянного тока
состоят из двух основных компонентов: статора и якоря. Статор — это неподвижная часть двигателя, а якорь вращается.В двигателе постоянного тока статор создает вращающееся магнитное поле, которое приводит во вращение якорь.
Какая скорость двигателя постоянного тока?
Регуляторы
постоянного тока регулируют скорость, изменяя напряжение, подаваемое на двигатель (это отличается от средств управления двигателем переменного тока, которые регулируют сетевую частоту двигателя). Типичные скорости холостого хода или синхронные скорости для двигателя переменного тока с дробной мощностью 1800 или 3600 об / мин и от 1000 до 5000 об / мин для двигателей постоянного тока с дробной мощностью.
Что такое электродвигатели с обмоткой возбуждения и где они применяются?
Щеточные двигатели постоянного тока обычно доступны двух типов, в зависимости от конструкции статора: с постоянным магнитом или с возбужденным полем.Оба типа двигателей используют ток и обмотки для создания магнитного поля в роторе, но они различаются способом создания магнитного поля статора: с помощью постоянных магнитов внутри статора или с помощью электромагнитных обмоток.
Изображение предоставлено: Учебники по электронике
Двигатели возбуждения с обмоткой далее подразделяются на категории по способу соединения обмоток якоря (ротора) и возбуждения (статора): последовательная обмотка, шунтирующая обмотка или составная обмотка. Хотя эксплуатационные характеристики трех двигателей с полевой обмоткой различаются, эти двигатели обычно имеют более высокий крутящий момент и скорость, чем типы с постоянными магнитами.
Двигатели постоянного тока серии
Когда обмотки якоря и обмотки возбуждения соединены последовательно, двигатель называется двигателем постоянного тока с «последовательной обмоткой». Последовательное соединение означает, что ток через якорь и обмотки возбуждения одинаков (I _всего = I _a = I _f), что позволяет двигателю потреблять значительный ток. А для двигателей с последовательной обмоткой крутящий момент пропорционален квадрату тока, поэтому эти двигатели могут создавать очень высокий крутящий момент, особенно при запуске.
Двигатели постоянного тока с последовательной обмоткой лучше всего подходят для приложений, требующих высокого пускового момента, без необходимости регулирования скорости.
Изображение предоставлено: National Instruments
С другой стороны, двигатели с последовательной обмоткой не подходят для управления скоростью. Вот почему: когда двигатель нагружен, его скорость уменьшается, что приводит к уменьшению обратной ЭДС и увеличению сетевого напряжения. Это повышенное напряжение вызывает увеличение тока якоря и тока возбуждения. Но в конечном итоге ток становится достаточно высоким, чтобы вызвать насыщение магнитного поля, и поток между якорем и статором будет увеличиваться медленнее, чем скорость увеличения тока.Таким образом, двигатель не может создать достаточный крутящий момент, чтобы вернуть скорость к ее предварительно нагруженному значению.
Уравнение напряжения для двигателя постоянного тока:
E _net = E — E _b
E _сеть = напряжение сети
E = напряжение питания
E _b = напряжение обратной ЭДС
Основываясь на этих характеристиках — высокий пусковой момент, но плохое регулирование скорости — двигатели постоянного тока с последовательным возбуждением часто используются в качестве стартеров для крупногабаритного оборудования с высокой инерционной нагрузкой, такого как краны и лифты.Они также встречаются в потребительских товарах, требующих только грубой регулировки скорости, например в блендерах и ручных инструментах.
Универсальный двигатель представляет собой специальную конструкцию из серийного двигателя, который может работать как от постоянного, так и от переменного тока.
Двигатели постоянного тока с параллельной обмоткой
Когда якорь и обмотки возбуждения соединены параллельно, двигатель называется двигателем постоянного тока с шунтирующей обмоткой. (Говоря языком электричества, параллельная цепь называется шунтом.) Параллельное соединение между обмотками означает, что ток, подаваемый на двигатель, делится между якорем и полем (I _всего = I _a + I _f). Обмотки шунта (возбуждения) имеют высокое сопротивление, что не позволяет им потреблять большой ток при запуске. Но в отличие от серийных двигателей, параллельные двигатели обеспечивают очень хорошее регулирование скорости.
Двигатели постоянного тока с параллельной обмоткой используются в приложениях, где требуемый пусковой крутящий момент невелик, но важно хорошее регулирование скорости.
Изображение предоставлено: National Instruments
Первоначальный эффект увеличения нагрузки на шунтирующий двигатель такой же, как и для двигателя с последовательной обмоткой: скорость уменьшается, уменьшается обратная ЭДС и увеличивается сетевое напряжение. Но в двигателе с шунтирующей обмоткой повышенное сетевое напряжение вызывает увеличение тока якоря. В параллельном двигателе крутящий момент пропорционален току якоря, поэтому крутящий момент увеличивается. Этот дополнительный крутящий момент увеличивает скорость двигателя, чтобы компенсировать снижение, которое произошло при приложении нагрузки.Все это происходит мгновенно, что делает параллельные двигатели постоянного тока практически устройствами с постоянной скоростью независимо от нагрузки.
Двигатели постоянного тока с шунтовой обмоткой с низким пусковым моментом и постоянной скоростью используются в приложениях, где требуется хорошее регулирование скорости с изменяющейся нагрузкой, например, в шлифовальных станках и токарных станках. Другим распространенным применением двигателей с шунтовой обмоткой являются процессы, требующие постоянного напряжения, такие как печать и наматывание.
Электродвигатели постоянного тока с комбинированной обмоткой
Являясь гибридом конструкции с последовательной обмоткой и шунтирующей обмоткой, двигатель постоянного тока с комбинированной обмоткой имеет обмотку возбуждения, соединенную последовательно с обмоткой якоря, и другую обмотку возбуждения, соединенную параллельно (шунтирующую) с обмоткой якоря.Существует несколько подтипов двигателей постоянного тока с составной обмоткой, в зависимости от того, подключена ли шунтирующая обмотка возбуждения только через обмотку якоря (так называемая конструкция с «коротким шунтом»), или от того, подключена ли шунтирующая обмотка возбуждения через последовательную комбинацию. якоря и обмотки возбуждения (именуемой конструкцией «длинный шунт»).
Двигатели постоянного тока с комбинированной обмоткой могут иметь короткошунтирующую конструкцию, при которой шунтирующее поле подключается только через якорь, или длинную шунтирующую конструкцию, при которой шунтирующее поле подключается как к якорю, так и к обмоткам возбуждения.
В конструкции с коротким шунтом, если полярность шунтирующего поля совпадает с полярностью последовательного поля и якоря, он называется кумулятивным составным двигателем и имеет комбинированные характеристики двигателей с последовательной и параллельной обмоткой: высокая пусковой момент и хорошее регулирование скорости. И наоборот, если полярность шунтирующего поля противоположна полярности последовательного поля и якоря, он упоминается как составной двигатель с дифференциалом и .
Кумулятивные составные двигатели используются в самых разных областях, от конвейеров до тяжелого оборудования, такого как шаровые мельницы.Дифференциальные двигатели с комбинированной обмоткой имеют мало практических применений, поскольку они имеют тенденцию к превышению скорости при уменьшении нагрузки и значительному падению скорости при увеличении нагрузки.
Может ли двигатель постоянного тока работать от сети переменного тока и наоборот? Полное объяснение.
Может ли двигатель постоянного тока работать от сети переменного тока и наоборот?
Электродвигатель — это машина, которая может преобразовывать электрическую энергию в механическую. Есть много применений двигателя постоянного тока. Сегодня мы узнаем, Может ли двигатель постоянного тока работать от источника переменного тока и наоборот? Возможно, у вас в голове есть этот вопрос, так что давайте знать.
Влияние источника переменного тока на двигатель постоянного тока.

(1) Влияние источника переменного тока на параллельный двигатель постоянного тока:

Мы уже знаем, что если мы поменяем местами клеммы шунтирующего двигателя постоянного тока, вращение двигателя не изменится. Для изменения вращения параллельного двигателя постоянного тока мы должны поменять местами клеммы любого терминала якоря или полевого терминала. Таким образом, можно сказать, что шунтирующий двигатель постоянного тока может работать от источника переменного тока.

Я также согласен с вами, но он не будет работать идеально, потому что
Поскольку двигатель работает от постоянного тока, поэтому обмотка возбуждения и якоря предназначены для питания постоянного тока.Обмотка для постоянного тока всегда имеет большее сопротивление, чем обмотка для переменного тока. Таким образом, когда мы подаем переменный ток, в обмотке будет возникать самоиндукция, которая противодействует току, что еще больше снижает производство магнитного потока. По этой причине двигатель будет работать с очень меньшей скоростью от сети переменного тока.

Когда двигатель постоянного тока работает от сети переменного тока, в двигателе возникают большие потери и тепло.

Но следует помнить, что двигатель постоянного тока с независимым возбуждением или шунтирующий двигатель с постоянными магнитами не будет работать, если поле подключено к источнику постоянного тока. Двигатель будет вибрировать.
(2) Влияние источника переменного тока на двигатель постоянного тока:

Мы уже знаем, что в двигателях серии постоянного тока обмотка возбуждения имеет гораздо меньшее сопротивление, чем шунтирующий двигатель постоянного тока, поскольку поле подключено последовательно с обмоткой якоря. Так что, если мы подадим питание переменного тока на двигатель серии постоянного тока, он будет работать идеально. Фактически, серия DC может работать как от источника переменного, так и от постоянного тока. Но оригинальный двигатель серии переменного тока имеет конструкцию, отличную от двигателя постоянного тока. Из-за того, что производитель разработал двигатель серии переменного тока для снижения потерь.
Читайте также: Разница между генератором и генератором Полное объяснение.
Влияние источника постоянного тока на двигатель переменного тока.
(1) Двигатель переменного тока не может работать от источника постоянного тока, поскольку для большинства двигателей переменного тока, таких как однофазные асинхронные двигатели, трехфазные асинхронные двигатели, синхронные двигатели, требуется переменный магнитный поток, а не статический поток. Как мы знаем, только переменный ток может производить переменный поток. Таким образом, двигатель переменного тока не может работать с источником постоянного тока.

(2) Другое влияние питания постоянного тока на двигатель переменного тока заключается в том, что если мы подаем питание постоянного тока на двигатель переменного тока, то обмотки двигателя переменного тока могут сгореть, потому что, когда одна из причин — обмотки переменного тока всегда имеют меньше сопротивление, чем обмотки постоянного тока, и другая причина заключается в том, что когда мы подаем питание постоянного тока на двигатель переменного тока, в обмотках не возникает самоиндуктивности, которая может препятствовать протеканию тока в случае питания переменного тока.

Итак, исходя из приведенного выше объяснения, мы можем сказать, что двигатель постоянного тока может работать от источника переменного тока, но двигатель переменного тока не может работать от источника постоянного тока.

Это полное объяснение « Может ли двигатель постоянного тока работать от источника переменного тока и наоборот?» Если вам понравилась эта статья, поделитесь ею со своими друзьями, изучающими электротехнику, потому что это очень важная тема в электротехнике.

Читайте также:

Спасибо, что посетили сайт. продолжайте посещать для получения дополнительных обновлений.
Все о серийных двигателях постоянного тока — что это такое и как они работают
Кажется, невозможно представить мир без электродвигателя.
Все, что используется в повседневной жизни — автомобиль, бытовая техника, даже розетки, которые обеспечивают постоянное электричество, — не было бы здесь, если бы не эти очень полезные машины. Благодаря достижениям 19-го века и более поздних времен мы можем преобразовывать электрический ток в полезный механический механизм для выполнения всевозможных удивительных задач.В этой статье речь пойдет о двигателе постоянного тока, одной из старейших форм электродвигателей, и о том, какую пользу он приносит нам по сей день. Мы специально исследуем двигатель постоянного тока с последовательной обмоткой (часто называемый «последовательным двигателем постоянного тока»), который почти во всех аспектах похож на другие типы двигателей постоянного тока, но имеет некоторые важные уникальные свойства. Эта статья призвана помочь читателям понять, как работает двигатель постоянного тока с серийной обмоткой, как он работает и для каких областей применения выгодна эта прочная конструкция электродвигателя.
Что такое двигатели постоянного тока с серийной обмоткой и как они работают?
В большинстве случаев серийные двигатели постоянного тока идентичны другим типам щеточных двигателей постоянного тока по конструкции и работе.Он состоит из двух жизненно важных компонентов, статора и ротора, которые электрически и магнитно взаимодействуют, создавая вращательное движение на выходном валу. Базовая конструкция двигателей постоянного тока относительно проста, а упрощенная принципиальная схема показана на рисунке 1:
.
Рисунок 1: Принципиальная электрическая схема двигателей постоянного тока. Эта диаграмма намеренно нечеткая относительно того, где находится поле статора по отношению к якорю; его расположение и источник питания — главное отличие некоторых двигателей постоянного тока.
Как показано, поле статора действует на весь узел ротора, создавая постоянное магнитное поле; это поле может быть создано с помощью постоянного магнита или электромагнита, сделанного из проволочной обмотки (известной как «обмотка возбуждения», как показано на Рисунке 1). Источник питания постоянного тока подключен к щеткам, которые зажимают ротор, который представляет собой вращающийся узел, содержащий якорь, обмотки якоря, коллекторные кольца и выходной вал. Якорь состоит из металлических пластин, в которых размещена обмотка якоря вокруг выходного вала.Это непрерывная катушка проводящего провода, которая пропущена через пластинки якоря и оканчивается кольцами коммутатора.
Якорь, когда приводится в действие зажимом щеток на кольцах коммутатора, действует как электромагнит и создает собственное магнитное поле так же, как и обмотка возбуждения. Когда оператор включает источник постоянного тока, ток проходит через щетки, через кольца коммутатора и в катушки якоря, где поле якоря начинает противодействовать постоянному магнитному полю статора.Затем ротор магнитно «отталкивается» от поля статора, но, поскольку он может вращаться только на месте, он вызывает полезную механическую мощность на выходном валу.
Зная эту информацию об общей работе двигателя постоянного тока, на рисунке 2 теперь показано конкретное расположение двигателей постоянного тока серии:
Рис. 2: Упрощенная принципиальная схема для двигателей постоянного тока с последовательной обмоткой. Обратите внимание, как обмотка возбуждения последовательно подключена к ротору.
Изучая рисунок 2, становится ясно, почему эти двигатели известны как двигатели постоянного тока с «последовательной обмоткой»; их обмотка возбуждения питается от источника постоянного тока и соединена последовательно с обмоткой якоря.Это означает, что тот же ток, который питает обмотки якоря, также питает обмотки возбуждения. Чтобы сделать это эффективно, обмотка возбуждения намотана всего несколькими витками провода большого сечения, так что она может выдерживать полный ток якоря, а также ток статора и обеспечивать минимально возможное сопротивление. Это противоположно шунтирующим двигателям постоянного тока, которые соединяют свои обмотки возбуждения параллельно с якорем, что дает различные эффекты (полное объяснение можно найти в нашей статье о шунтирующих двигателях постоянного тока).Если поменять местами выводы обмоток возбуждения или обмотки ротора, это может привести к тому, что двигатель изменит направление вращения, и эти двигатели станут реверсивными. Кроме того, с некоторыми незначительными модификациями эти двигатели могут работать от переменного тока и известны как универсальные щеточные двигатели.
Технические характеристики электродвигателей постоянного тока серии
Существует несколько основных спецификаций, которые могут помочь разработчикам выбрать правильную модель двигателя постоянного тока, и в этой статье мы кратко рассмотрим некоторые из них.Обратите внимание, что двигатели серии постоянного тока имеют больше спецификаций, чем описано в этом разделе, и в нем описаны только основные значения, которые должны быть известны в большинстве случаев.
Номинальное напряжение
Номинальное напряжение описывает источник постоянного тока, необходимый для работы двигателя. Это минимальное значение, которое следует использовать, но допускается и немного большее значение. Обратите внимание, что использование более высокого напряжения может вызвать повреждение / выгорание двигателя из-за большого тока в обмотке возбуждения, поэтому следует соблюдать осторожность при превышении номинального напряжения.
Срок службы кисти
Эти двигатели используют механическую коммутацию для подключения источника питания к обмоткам якоря; в результате угольные щетки, которые являются точками соединения для этой коммутации, со временем изнашиваются, и их необходимо периодически заменять. Большинство двигателей постоянного тока обеспечивают срок службы используемых щеток (обычно в часах), и важно отслеживать, как долго щетки использовались, чтобы предотвратить повреждение.
Непрерывная и пиковая мощность
Мощность последовательного двигателя постоянного тока, номинальная мощность в л.с. или кВт, — это выходная энергия, обеспечиваемая двигателем.Для серийного двигателя постоянного тока, когда он работает в непрерывном режиме, должна быть указана его непрерывная мощность, так как пиковая мощность должна использоваться только в течение коротких периодов времени, например, при пуске.
Диапазон скоростей
Двигатели постоянного тока серии
, когда их выходной вал не нагружен, будут продолжать ускоряться до тех пор, пока они не разрушатся. Это является следствием последовательного подключения обмотки возбуждения к якорю и является наиболее серьезным недостатком этих двигателей. По этой причине ни при каких обстоятельствах эти двигатели не должны работать без нагрузки, и они всегда должны быть нагружены.В большинстве листов спецификаций указывается безопасный / максимальный диапазон оборотов, при котором эти двигатели не будут ломаться, и его следует тщательно учитывать при выборе модели двигателя.
Заявки и критерии отбора
Из-за больших катушек в обмотках эти двигатели обеспечивают большой пусковой момент на низкой скорости. Обычно они предназначены для создания максимально возможного пускового момента и часто используются в качестве стартеров для других двигателей или в других промышленных приложениях.Как указывалось ранее, их управление скоростью довольно плохое, а управление скоростью возможно только с помощью частотно-регулируемых приводов (ЧРП); однако, как правило, не рекомендуется использовать последовательный двигатель постоянного тока, если управление скоростью важно для конструкции, поскольку другие электродвигатели были разработаны для достижения этой цели без дополнительных недостатков, таких как синхронные двигатели, асинхронные двигатели и шаговые двигатели (подробнее информацию о синхронных двигателях, асинхронных двигателях и шаговых двигателях можно найти в наших статьях).
Это не означает, что двигатели постоянного тока с последовательной обмоткой обязательно менее полезны, чем электродвигатели других конструкций. Их нелинейная скорость и увеличенный пусковой крутящий момент наиболее эффективно использовались с большими нагрузками, такими как краны, лебедки и другие машины, которые должны перемещать тяжелые грузы медленно, а более легкие — быстрее. Его конструкция с регулируемой скоростью позволяет использовать его для пылесосов, швейных машин, электроинструментов, тяговых устройств, лифтов и многого другого. Это рабочая лошадка современной промышленности и отличная машина, если ее использовать в правильных условиях.
Сводка
В этой статье представлено понимание того, что такое двигатели постоянного тока с последовательной обмоткой и как они работают. Для получения дополнительной информации о сопутствующих продуктах обратитесь к другим нашим руководствам или посетите платформу Thomas Supplier Discovery Platform, чтобы найти потенциальные источники поставок или просмотреть подробную информацию о конкретных продуктах.
Источники:
https://itp.nyu.edu/physcomp/lessons/dc-motors/dc-motors-the-basics/
http://www.ece.uah.edu/courses/material/EE410-Wms2/Electric%20motors.pdf
http://www2.mae.ufl.edu/designlab/Class%20Projects/Background%20Information/Electric%20DC%20motors.htm
http://fab.cba.mit.edu
https://electrical-engineering-portal.com/4-types-of-dc-motors-and-their-characteristics
https://www.engineersedge.com
https://www.monolithicpower.com
Прочие изделия для двигателей
Больше от Machinery, Tools & Supplies
4 Типы двигателей постоянного тока и их характеристики
Характеристики двигателей постоянного тока
Как вы уже знаете, есть два электрических элемента двигателя постоянного тока: обмотки возбуждения и якорь .Обмотки якоря состоят из токоведущих проводов, которые заканчиваются на коммутаторе.
4 типа двигателей постоянного тока и их характеристики (на фото: коллектор двигателя постоянного тока мощностью 575 кВт; предоставлено: Педро Рапосо)
Напряжение постоянного тока подается на обмотки якоря через угольные щетки, которые перемещаются на коммутаторе. В небольших двигателях постоянного тока в качестве статора можно использовать постоянные магниты. Однако в больших двигателях, используемых в промышленности, статор представляет собой электромагнит.
При подаче напряжения на обмотки статора устанавливается электромагнит с северным и южным полюсами.Результирующее магнитное поле является статическим (невращающимся).
Для простоты объяснения на следующем рисунке статор представлен постоянными магнитами.
Конструкция двигателя постоянного тока
Область двигателей постоянного тока может быть:
Постоянный магнит (статор постоянного магнита),
Электромагниты, соединенные последовательно (статор с обмоткой),
шунт (статор с обмоткой) или
соединение ( Обмотка статора).
Давайте посмотрим основы каждого типа, а также их преимущества и недостатки.

1. Двигатели с постоянным магнитом
Двигатель с постоянным магнитом
В двигателе с постоянным магнитом используется магнит для подачи магнитного поля . Двигатели постоянного тока с постоянными магнитами обладают отличным пусковым моментом и хорошей регулировкой скорости. Недостатком двигателей постоянного тока с постоянными магнитами является то, что они ограничены величиной нагрузки, которую они могут приводить в действие. Эти двигатели можно найти в приложениях с низкой мощностью.
Другой недостаток заключается в том, что крутящий момент обычно ограничен до 150% от номинального крутящего момента , чтобы предотвратить размагничивание постоянных магнитов.
Вернуться к индексу ↑

2. Двигатели серии
Двигатель постоянного тока серии
В последовательном двигателе постоянного тока поле соединено последовательно с якорем. Поле наматывается несколькими витками большого провода, потому что оно должно нести полный ток якоря.
Характерной чертой серийных двигателей является то, что двигатель развивает большой пусковой крутящий момент. Однако скорость в широких пределах варьируется от холостого хода до полной нагрузки. Серийные двигатели нельзя использовать там, где требуется постоянная скорость при переменных нагрузках.
Кроме того, скорость последовательного двигателя без нагрузки увеличивается до точки, при которой двигатель может быть поврежден. Некоторая нагрузка всегда должна быть подключена к последовательно включенному двигателю.
Двигатели с последовательным подключением обычно не подходят для использования в большинстве приводов с регулируемой скоростью.
Вернуться к индексу ↑

3. Параллельные двигатели
Параллельный двигатель постоянного тока
В параллельном двигателе поле соединено параллельно (шунтирующее) с обмотками якоря.Двигатель с параллельным подключением обеспечивает хорошее регулирование скорости. Обмотка возбуждения может возбуждаться отдельно или подключаться к тому же источнику, что и якорь.
Преимуществом отдельно возбуждаемого шунтирующего поля является способность привода с регулируемой скоростью обеспечивать независимое управление якорем и полем.
Двигатель с параллельным подключением обеспечивает упрощенное управление реверсированием. Это особенно полезно для рекуперативных приводов.
Вернуться к индексу ↑

4.Составные двигатели
Составные двигатели постоянного тока
Составные двигатели имеют поле, соединенное последовательно с якорем, и отдельно возбуждаемое шунтирующее поле. Поле серии обеспечивает лучший пусковой крутящий момент , а поле шунта обеспечивает лучшее регулирование скорости .
Однако последовательное поле может вызвать проблемы управления в приводах с регулируемой скоростью и обычно не используется в четырехквадрантных приводах.
Вернуться к индексу ↑

Двигатель постоянного тока — объяснение (ВИДЕО)

Не можете посмотреть это видео? Щелкните здесь, чтобы посмотреть его на Youtube.
Ссылка: Основы приводов постоянного тока — SIEMENS (Загрузить)
Двигатели постоянного тока
Электродвигатели постоянного тока
Когда дело доходит до истории электродвигателей, электродвигатели постоянного тока были первой широко используемой формой электродвигателей, поскольку они могли питаться от существующего источника постоянного тока для освещения. системы распределения. Первый коммутаторный электродвигатель постоянного тока, способный вращать механизмы, был изобретен британским ученым Уильямом Стердженом в 1832 году, а электродвигатель переменного тока — нет. продолжались до конца 1800-х годов, примерно в 1887 году.
Двигатели постоянного тока
изначально проектировались как двухобмоточные. Одна обмотка находилась в «раме» или неподвижной части двигателя, а вторая обмотка — во вращающейся. (арматура) часть. Взаимодействие магнитных полей, образованных этими двумя обмотками, вызвало вращение якоря и, таким образом, способность питать нагрузку.
Строительство
Одним из основных компонентов якоря двигателя постоянного тока является «коммутатор».Это устройство представляет собой механизм, используемый для переключения входа большинства машин постоянного тока. Он состоит из токопроводящих сегменты изолированы друг от друга и от вала. Сегменты коммутатора («стержни») подсоединяются к концам катушек обмотки якоря. Подается ток через неподвижные щетки, которые контактируют с вращающимся коммутатором. Эти щетки имеют определенную ширину, соответствующую ширине сегмента коммутатора, так что приложенный ток возбуждает ОДНУ катушку якоря.Когда эта катушка находится под напряжением, она создает магнитное поле, которое выравнивается со стационарным полем в раме, и якорь поворачивается на это небольшое приращение ширины сегмента. Когда якорь поворачивается, этот процесс повторяется в течение полного вращения на 360 °. Поскольку двигатель подключен к машина (нагрузка), мощность передается оптимальным образом, так как якорь вращается от полюса к полюсу. В свете усовершенствованных технологий в электронных контроллерах, бессенсорных элементах управления, асинхронных двигателях и поля двигателя с постоянными магнитами, асинхронные двигатели с внешней коммутацией и двигатели с постоянными магнитами вытесняют двигатели с электромеханической коммутацией во многих приложения и проекты.
Корпуса
Существуют различные типы корпусов для двигателей постоянного тока, наиболее распространенным из которых является ODP (Open Drip-Proof). Существуют также TEFC (полностью закрытые с вентиляторным охлаждением), TENV (полностью закрытые Невентилируемый и TEBC (полностью закрытый вентилятор с охлаждением). Последний тип, TEBC, используется в большинстве конструкций с более высокой мощностью, а двигатели — в приложениях, которые могут быть в зависимости от условий эксплуатации, когда они работают на МЕДЛЕННЫХ СКОРОСТЯХ в течение длительного времени.В таком случае низкая скорость вращения якоря не позволяет внутренний охлаждающий вентилятор для производства воздуха, достаточного для уменьшения количества тепла, выделяемого необходимой мощностью. Как и в случае с другими электродвигателями, условия эксплуатации также имеют существенное значение. подшипник от выбранного типа корпуса.
Мы рассмотрим некоторые дополнительные сведения о некоторых из этих типов двигателей постоянного тока в темах, показанных ниже.
Двигатель с параллельной обмоткой
На этой фотографии показан корпус 4-полюсного двигателя постоянного тока с «шунтирующими» (полевыми) катушками {4 большие катушки} и «межполюсными» (компенсирующими) катушками (4 меньшие / более узкие катушки}. В «шунтирующие» полевые катушки состоят из множества витков проволоки малого диаметра; т.е. 1500 витков провода №24, в то время как «последовательные» катушки состоят из нескольких витков большого провода; т.е.20 витки провода №8 (или провода прямоугольного сечения). Последовательные катушки подвергаются воздействию того же тока, который проходит через цепь якоря (который может составлять сотни ампер), поэтому провод должен быть достаточно большим, чтобы пропускать ток без перегрева. Шунтирующие обмотки могут использоваться и / или подключаться в различных конфигурациях для изменения рабочего режима. характеристики мотора.
Например, они могут быть подключены к «отдельному» внешнему источнику питания, чтобы предложить им полностью управляемый, изменяемый и изменяемый источник напряжения.Этот источник питания мог бы обычно поступают от привода постоянного тока, который питает двигатель постоянного тока, или, возможно, от «системы аккумуляторных батарей» или, возможно, от генератора. Этот двигатель обычно называют «двигателем с шунтовой обмоткой с отдельным возбуждением». Этот тип подключения также позволяет «поле» двигателя будет «ослаблено», что заставит двигатель работать быстрее. Иногда, в конкретном приложении, желательно «увеличить скорость» двигателя во время конкретная часть операции.Например, вы можете захотеть, чтобы механизированная «станина строгального станка» работала медленно в направлении «резания», но двигалась быстрее при «обратном» ходе кровать. Ослабление поля может помочь нам добиться этого.
Их также можно подключить «параллельно» (шунтировать) к источнику питания якоря. В связи с этим изменение напряжения и тока якоря также повлияет на напряжение в катушки возбуждения. Таким образом подключается стандартное подключение двигателя, который обычно работает с одной постоянной скоростью.
«Межполюсные» или «компенсирующие» обмотки были введены в двигатель постоянного тока для улучшения процесса «коммутации» между щетками и коммутатором. Без между межполюсными обмотками, было обнаружено, что щетки будут «дугой» или «искрить» во время работы двигателя. Улучшение за счет введения этих катушек в цепь якоря было важно в отношении обслуживания двигателя постоянного тока.
Эти промежуточные полюса помогают управлять «скоростью» и «компенсировать крутящий момент», поскольку они применяются к цепи якоря двигателя.Это действие переносит нас в «Стабилизированный двигатель с шунтовой обмоткой» обсуждается в следующей теме.
Стабилизированный двигатель с параллельной обмоткой
Стабилизированный двигатель с параллельной обмоткой — это двигатель постоянного тока, в котором полевая цепь подключается либо параллельно цепи якоря, либо к отдельному источнику напряжения возбуждения, и к которому также добавлена легкая последовательная обмотка для предотвращения повышения скорости или для получения небольшого снижения скорости с увеличением нагрузки.
Эта «вторичная» катушка состоит не более чем из нескольких витков (от 4 до 20) провода «большого» размера. Эта катушка включена последовательно с цепью «якорь». поэтому он должен быть достаточно большим, чтобы проводить такой же ток, который проходит через якорь. Эта катушка с проволокой просто «наматывается» по окружности шунтирующей катушки. А слой изоляционной бумаги обычно сначала оборачивается, затем витки последовательной катушки наматываются вокруг бумаги.Он удерживается на месте стяжным шнуром, а затем изолируется окунание и запекание, чтобы собрать всю сборку в одну жесткую упаковку. Этот законченный узел затем помещается на «полюсный наконечник» двигателя (сборка из многослойной стали) и подключен к другим катушкам возбуждения.
Когда сборка двигателя будет завершена, «последовательные» катушки будут соединены вместе и включены последовательно с цепью якоря. Когда двигатель находится под напряжением, шунт поле подключено к его источнику питания (источник постоянного напряжения), а цепь якоря подключена к его источнику питания (обычно переменный источник питания от постоянного тока диск или что-то подобное).Во время работы двигателя шунтирующее поле создает постоянный магнитный поток, используемый для создания крутящего момента, необходимого для перемещения нагрузки. В качестве нагрузка увеличивается, ток через «последовательную» катушку увеличивается, потому что он находится в цепи якоря. По мере увеличения тока создается дополнительный поток (поскольку он обернутый вокруг катушки шунтирующего поля), и этот поток ДОБАВЛЯЕТСЯ к нормальному потоку, создаваемому катушками шунтирующего поля. Двигатель стал БОЛЕЕ мощнее, но, что более важно, он стал более мощным. становятся более СТАБИЛЬНЫМИ, когда речь идет о регулировании скорости в зависимости от увеличения нагрузки.Отсюда и название … Стабилизированный двигатель постоянного тока с шунтовой обмоткой.
Этот тип двигателя широко используется в: печатных машинах, конвейерах, упаковочном оборудовании и экструдерах для пластмасс.
Двигатель с комбинированной обмоткой
Двигатель с составной обмоткой — это двигатель постоянного тока с двумя отдельными обмотками возбуждения. Одно, обычно преобладающее поле (а также обычно «шунтирующее» поле), подключено параллельно цепи якоря, а другое — последовательно с цепью якоря.
Оба набора катушек возбуждения объединяются для обеспечения необходимого количества магнитного потока для облегчения вращения якоря с желаемой скоростью. Двигатель постоянного тока с составной обмоткой — это брак двигателя постоянного тока с шунтирующей обмоткой и двигателя постоянного тока с последовательной обмоткой, что приводит к лучшим характеристикам обоих этих типов. Двигатель постоянного тока с параллельной обмоткой очень эффективен при регулировании скорости, в то время как двигатель серии постоянного тока имеет высокий пусковой момент.
Таким образом, двигатель постоянного тока с комбинированной обмоткой представляет собой компромисс между двумя конструкциями двигателя, что дает хорошее сочетание правильного регулирования скорости и высокого пускового момента. И хотя его пусковой крутящий момент не такой высокий, как у двигателя постоянного тока с последовательной обмоткой, Регулировка скорости так же хороша, как и у двигателя постоянного тока с параллельной обмоткой, общие характеристики двигателя постоянного тока с комбинированной обмоткой находятся где-то между этими двумя крайними пределами.
В дополнение к определениям, упомянутым выше, нам необходимо также обсудить ДВА типа двигателей постоянного тока с «составной» обмоткой … «Накопительный» и «Дифференциальный». Эти два типа различаются в зависимости от способа подключения «составной (последовательной) обмотки».
Если «шунтирующая» обмотка и «последовательная» обмотка соединены таким образом, что магнитные линии потока становятся «аддитивными», то мы говорим, что двигатель подключен как «Накопительный составной двигатель постоянного тока.При таком подключении, когда двигатель нагружен, через «последовательную» обмотку проходит больше тока. А поскольку магнитный поток, создаваемый «Последовательная» и «шунтирующая» обмотки находятся в «аддитивном» режиме, магнитный поток сильнее, двигатель имеет больший пусковой момент, и регулирование скорости будет лучше. Это самый желательный и часто используемый тип соединения для «двигателя постоянного тока с составной обмоткой». Типичные области применения двигателя постоянного тока со смешанной обмоткой: смесители, прокатные станы, штамповочные прессы, ножницы по металлу и подъемники.
Второй тип подключения — это «дифференциальный» двигатель постоянного тока с составной обмоткой. В связи с этим «шунтирующая» обмотка и «последовательная» обмотка включаются в такие таким образом, магнитный поток, создаваемый этими обмотками, на самом деле «противостоит» друг другу. Таким образом, двигатель будет работать с довольно постоянной скоростью независимо от Загрузка. Этот тип соединения широко используется в лифтах и эскалаторах.
Двигатель с обмоткой серии
Двигатели серии
DC — это мощность поездов, которые мы видим каждый день. Поскольку широкая публика смотрит на железнодорожную отрасль, двигатель поезда является «дизельным». И наш общие знания останавливаются и говорят: «… дизель как дизель», а по дороге — «18-колесный». Но это просто неправильный ответ. «Дизельный» участок железной дороги двигатель поезда отрасли, не что иное, как «ДИЗЕЛЬНЫЙ ГЕНЕРАТОР».Мощность, которая приводит в движение колеса двигателя, представляет собой «тяговый двигатель постоянного тока с последовательной обмоткой».
Поскольку скорость серийного двигателя может быть опасно высокой, серийные двигатели часто имеют редуктор или напрямую подключаются к нагрузке. Посмотрите внимательно на фото выше; увидеть эту «дыру» вправо, рядом с ведущей шестерней? Это отверстие, через которое устанавливается ось ведущих колес двигателя поезда. Прямозубая шестерня на оси двигателя сопрягается с шестерня двигателя постоянного тока для абсолютно прямого подключения.Здесь нет пробуксовки коробки передач !!!
«Серийный двигатель постоянного тока» имеет якорь и катушки возбуждения, соединенные ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНО. Это означает, что на обе обмотки подается одинаковое НАПРЯЖЕНИЕ. Кроме того, ток, который проходит через якорь проходит и через катушки возбуждения. Мы знаем из других тем, что по мере увеличения тока / напряжения увеличивается напряженность поля, а это означает, что ВЫХОД МОМЕНТ, увеличивается.
Итак, когда мы загружаем серийный двигатель, он замедляется и требует БОЛЬШЕ тока для управления нагрузкой.По мере увеличения ТОКА через якорь и поле поле усиливается и мотор становится мощнее. Это похоже на бесконечный круг. И на самом деле это так. Ограничивающим фактором является НАПРЯЖЕНИЕ. Если мы будем контролировать напряжение, мы контролируем скорость. Так что нам делать с поездом? Если инженер хочет, чтобы поезд ехал быстрее или ему требуется больше мощности, он (или она) нажимает на педаль газа. «дизельный генератор».Генератор ускоряется, вырабатывает ВЫСОКОЕ НАПРЯЖЕНИЕ, а «последовательный двигатель постоянного тока» работает быстрее. Если двигатель глохнет, как если бы поезд остановился, получить «газиллион» товарных вагонов, катящихся, ток ограничен только общим сопротивлением обмоток и крутящий момент может быть очень большим, но есть опасность обмотки перегреваются.
Серьезная проблема, связанная с двигателем постоянного тока с последовательной обмоткой, заключается в том, что делает его таким мощным устройством.Двигатель ДОЛЖЕН быть подключен к нагрузке определенного размера. Если двигатель постоянного тока с последовательной обмоткой подключен к «бесконечно» мощному источнику, и эта мощность находится под напряжением, НО двигатель не подключен к нагрузке, двигатель будет ОЧЕНЬ БЫСТРО ускоряться, и из-за природы устройства, будет пытаться ПРОДОЛЖИТЬ ускоряться. Он практически (и буквально) разлетится !!! Поэтому, если вы работаете с серийным двигателем постоянного тока, НИКОГДА не включайте его без с подключенной нагрузкой.
Двигатель с постоянным магнитом
Электродвигатель постоянного тока с постоянными магнитами стал основным инструментом в приложениях с низкой мощностью. У нас все еще есть проблема обслуживания, как и у любого двигателя постоянного тока, щетки и коммутатор, но «шунтирующее» поле (обмотка возбуждения) заменено постоянным магнитом.
Строительство
Магнит изготовлен из «спеченного» (порошкообразного) металла, который прессуется под высоким давлением и нагревается до такой формы, которая соответствует корпусу двигателя. Рамка.Эти металлические формы после изготовления подвергаются воздействию сильного магнитного поля, которое объединяет молекулы в магнитные частицы. По завершении каждый кусок будет иметь СЕВЕРНЫЙ и ЮЖНЫЙ полюс. если вы сломаете его пополам, у каждой части будет СЕВЕР и ЮЖНЫЙ полюс. Какими бы маленькими ни были кусочки … у них будет СЕВЕР и ЮГ столб. Эти готовые магниты затем «приклеиваются» к внутренней части корпуса двигателя, и он готов для «намотки», концевых колец, подшипников и щеток.Когда полностью В собранном виде распределительная коробка имеет всего 2 провода, которые подключаются к щеткам. Вот и все! Двигатели компактны и дешевле в производстве. Так что многое предстоит рад за.
Жизнь магнита
Иногда возникает вопрос о сроке службы магнитов … Я нашел в Интернете источник из Соединенного Королевства (www.first4magnets.com), который состояния: «…. Неодимовые магниты — это постоянные магниты, и каждые 100 лет они теряют примерно 5% своей производительности «. С того места, где я сижу, это выглядит неплохо. являются «сторонними поставщиками», которые специализируются на «повторном намагничивании» постоянных магнитов, но в большинстве случаев из-за экономичности двигателя с постоянными магнитами обычно лучше куплю полностью новый мотор.
Советы по безопасности и обслуживанию
Здесь мы предложим вам примечание по техобслуживанию и технике безопасности.Сила PM чрезвычайно высока, и чем больше магнит, тем сильнее притяжение. Когда вы разбираете / собираете двигатель с постоянными магнитами, держите руки и пальцы подальше от «отверстия» корпуса внутри магнитов. Когда вы снова вставляете арматуру обратно в раму, тяга очень сильна, и если ваш палец будет мешать, это может иметь катастрофические последствия.
Другой момент заключается в том, что PM хочет иметь что-то, в чем собирается его магнитное поле.Якорь служит этой цели, когда двигатель собран. Но когда это НЕ, то поток магнитного поля от ФЭУ проходит через воздушный зазор. Это действие, если ему разрешено существовать долгое время (не спрашивайте меня, как long), может «истощить» их мощность PM и ослабить их. Помните цифру 5% за 100 лет? Не сокращайте эту жизнь, осушая магнит. Просто поместите стальной стержень (вал шток), ключ, что-то из стали, в отверстие, чтобы магниты могли поглощать поток.
Доступная выходная мощность
Следующий абзац был скопирован из заседания комитета IEEE 1994 года:
Двигатели с постоянными магнитами теперь могут достигать тысячи лошадиных сил. Относительные преимущества геометрии диска, вращающегося цилиндра и чашечного ротора: зависит от частоты вращения вала и уровня мощности. Бесщеточные дисковые двигатели с приводами с широтно-импульсной модуляцией были продемонстрированы в диапазоне от 200 до 20000 об / мин и от 10 до 700 об / мин. Лошадиные силы.
И хотя это утверждение, скорее всего, верно с исследовательской и теоретической точки зрения, я не уверен, что оно применимо к нашему общему промышленному климату сегодня. И пока Я видел несколько онлайн-объявлений о двигателях с постоянными магнитами до 10 л.с., и я считаю, что на самом деле большинство производителей промышленных электродвигателей собираются превзойти свои предложения в диапазоне от 2 до 3 л.с.Частичное до 2 л.с. — это то место, где сегодня отрасль выглядит. И большинство двигателей постоянного тока с постоянными магнитами имеют корпусную конструкцию TENV или TEFC.
Сводка
Еще одно предостережение для вас … поскольку вы хотите применить двигатель постоянного тока к своему проекту, я предполагаю, что вы будете приводить в действие этот двигатель с помощью привода постоянного тока какой-то современный дизайн. Это так и должно быть. Однако будьте осторожны, если собираетесь применить привод постоянного тока к «более старому» двигателю постоянного тока.В зависимости от возраста двигателя он может НЕ быть подходит для работы с современными контроллерами SCR. Просто будьте осторожны.
Если вас интересует дополнительная информация о двигателях постоянного тока, перейдите по этой ссылке на Wikipedia.org ©. Это действительно подробная и хорошо написанная статья.
Мотор-генератор | Лифт вики | Фэндом
Другие значения лифтов, связанных с MG, см. В MG.
Заброшенный мотор-генератор Fujitec.
Мотор-генераторная установка (или M-G set ) — это машина, обычно встречающаяся на старых установках тяговых лифтов. Его основная цель — преобразовать электрическую сеть переменного тока (AC) в здание постоянного тока (DC) для питания подъемной машины постоянного тока и контроллера лифта.
Функция
На высокоскоростных лифтах использование двухскоростного двигателя переменного тока становится непрактичным из-за трудностей с замедлением кабины лифта и точным выравниванием ее по полу.Традиционно для решения этой проблемы использовались подъемные механизмы постоянного тока, поскольку они позволяли практически неограниченно регулировать их скорость путем изменения тока или напряжения, подаваемого на обмотки якоря. Однако проблема в том, что в здание подается электричество переменного тока. Комплект M-G состоит из двигателя переменного тока, который работает непрерывно и приводит в действие генератор постоянного тока, который, в свою очередь, подключен к подъемной машине. Обмотки возбуждения генератора подключены к блокам резисторов внутри контроллера реле, которые, в свою очередь, последовательно включаются и выключаются для изменения выходной мощности генератора, изменяя таким образом скорость лифта.При беге они издают очень характерный звук, который иногда можно услышать из кабины лифта.
Недостатки
Лебедка постоянного тока с приводом от комплекта M-G была отраслевым стандартом для высокоскоростных лифтов до 1980-х годов. Ключевым недостатком является более высокое потребление энергии, поскольку установка M-G должна работать постоянно, когда лифт используется, даже когда кабина неподвижна. Однако схема таймера в контроллере отключит установку M-G после того, как лифт простаивает в течение установленного периода времени.
Установки
M-G также требуют значительного обслуживания, так как угольные щетки со стороны генератора регулярно нуждаются в замене. Появление твердотельных частотно-регулируемых приводов для двигателей подъемных механизмов переменного тока означает, что скорость подъемных механизмов переменного тока можно регулировать так же точно, но без сложности и более высоких требований к энергии, чем у набора M-G. Твердотельные накопители также могут быть применены к существующим подъемным машинам постоянного тока, то есть их можно использовать для модернизации старых установок на базе MG без дополнительных затрат на замену всей лифтовой машины.Это обеспечивает экономичную модернизацию старых зданий.
Галерея
Винтажный мотор-генератор Otis (кредит пользователя Flickr Tom Magliery, лицензия CC BY-NC-SA 2.0)
Старый мотор-генератор Otis, больше не работает (кредит пользователя YouTube mrmattandmrchay)
Общая информация
Как сообщает сайт «hkelev.com», механики лифтов в Гонконге, Китай, прозвали мотор-генератором «поросенок» (также известный как 「豬仔」 по-китайски). ^[1]
Примечания и ссылки
Внешние ссылки
.