Электродвигатель постоянного тока.
Проводник, по которому течет - это самый настоящий магнит, и если поместить
его в магнитное поле, то произойдет взаимодействие. В данном случае, проводник
будет выталкиваться из внешнего магнитного поля. Это выталкивание можно
использовать в двигателе, где электрическая энергия, затраченная на создание
тока в проводнике, в итоге будет выполнять определенную механическую работу.
Провод с током может только вталкиваться из внешнего магнитного поля, но
электрический двигатель должен создавать вращательное движение, как наиболее
удобное для самых различных областей техники. Заменим проводник - рамкой.
Если пропустить через рамку ток, то верхний провод (а) рамки будет
выталкиваться влево, а нижний провод (б) - вправо, а значит рамка начнет
вращение. Но если она вращается, то как подводить к ней ток? Самый простой
способ подвести к ней ток - это использовать контакты, скользящие по
вращающимся контактным кольцам на оси двигателя, к которым подключена рамка.
Однако, такая простая идея в данном случае не работает. Когда рамка окажется
в горизонтальном положении - движение прекратится.
Вот бы сделать так, чтобы ток в рамке каждые пол-оборота менял бы направление,
и тогда, хоть на миллиметр проскочив по инерции среднее положение, рамка будет
опять выталкиваться из внешнего магнитного поля в сторону своего вращения.
Чтобы произвести такое переключение, проще всего заменить контактные кольца -
контактными полукольцами, одно из которых соединить с началом рамки, второе -
с её концом. К одному из этих полуколец прижат скользящий контакт от "плюса"
батареи, ко второму от "минуса". Через половину оборота, скользящие контакты
окажутся подключенными к другим полукольцам, и направление тока в рамке
изменится и вращение продолжится.
Но у этого двигателя есть недостаток - он очень слабый. Сделать его сильнее
можно увеличив магнитное поле вокруг проводников (а) и (б). Мы уже знаем как
это сделать - намотать катушку, и лучше на железном сердечнике. Получим
два электромагнита, расположенные на валу:
Двигатель стал достаточно мощным, но у него есть еще один серьезный недостаток -
две "мёртвые точки", два таких положения ротора, из которых невозможен
самозапуск, и неравномерный крутящий момент.
Этот недостаток можно устранить, добавив в конструкцию еще одну обмотку:
Двигатель такой конструкции уже вполне можно использовать! Почти точно так
выглядел электродвигатель ДП-2Ф, который применялся в различных отечественных
электроигрушках в конце прошлого века. Это коллекторный электродвигатель
постоянного тока.
А вот современные "моторочики":
Именно такие используются в мотор-редукторах вот такого типа:
В Tinkercad Circuits тоже есть такие моторы, вот пример схемы самого
простого робота, который умеет только ехать вперед:
Задание
Copyright © R9AL 2020 Все права защищены
