1. Где применяются электродвигатели постоянного тока? 2. Как устроено простейший двигатель постоянного тока? 3. Назовите основные части коллекторного электродвигателя и расскажите об их назначении. 4. Поясните устройство и принцип действия коллектора. 5. Для чего в коллекторе электродвигателе применяется электромагнит? 6. Какими способами можно подключить к источнику тока обмотку возбуждения электродвигателя? Как это отражается на свойствах двигателя? 7. Как можно изменять скорость вращения якоря двигателя постоянного тока?

Краткое пояснение:

Пошаговое решение:

• 1. Где применяются электродвигатели постоянного тока?
  Электродвигатели постоянного тока применяются в бытовой технике (например, вентиляторы, миксеры), электроинструментах (дрели, шуруповерты), электромобилях, поездах, различных механизмах, где требуется регулировка скорости и высокая мощность.
• 2. Как устроено простейший двигатель постоянного тока?
  Простейший электродвигатель состоит из:
  
  • Электромагнита или постоянного магнита: создают магнитное поле.
  • Проводящей рамки (якоря): помещается в магнитное поле и при пропускании тока начинает вращаться.
  • Коллектора: устройство, которое переключает направление тока в рамке, обеспечивая непрерывное вращение.
  • Щёток: обеспечивают контакт между коллектором и внешней цепью.
• 3. Назовите основные части коллекторного электродвигателя и расскажите об их назначении.
  
  • Статор: неподвижная часть, создающая магнитное поле (может быть выполнен в виде постоянных магнитов или электромагнитов).
  • Ротор (якорь): вращающаяся часть, на которую намотана обмотка, создающая вращающий момент под действием магнитного поля статора.
  • Коллектор: состоит из изолированных друг от друга пластин, соединенных с концами обмотки якоря. Его назначение — переключение направления тока в обмотке якоря в нужный момент для обеспечения непрерывного вращения.
  • Щетки: неподвижные контакты, которые скользят по поверхности коллектора, подводя ток к обмотке якоря.
• 4. Поясните устройство и принцип действия коллектора.
  Коллектор представляет собой набор изолированных друг от друга медных пластин (ламелей), расположенных на валу якоря. Каждая пара пластин подключена к концам одной из обмоток якоря. Щетки, закрепленные в корпусе, прижимаются к коллектору. Когда якорь вращается, коллектор переключает подключение обмотки к источнику тока. В тот момент, когда ток в обмотке должен сменить направление, чтобы сохранить вращение в ту же сторону, щетки переходят с одной пары пластин на другую, тем самым изменяя направление тока в обмотке.
• 5. Для чего в коллекторе электродвигателя применяется электромагнит?
  В коллекторном электродвигателе электромагниты могут использоваться как в статоре (для создания магнитного поля), так и в якоре (обмотка якоря). Если речь идет о применении электромагнита в статоре, то он выполняет роль создания основного магнитного поля. Если речь идет об обмотке якоря, то ток, протекающий через нее в магнитном поле статора, создает вращающий момент.
• 6. Какими способами можно подключить к источнику тока обмотку возбуждения электродвигателя? Как это отражается на свойствах двигателя?
  Обмотку возбуждения (создающую магнитное поле) можно подключать к источнику тока тремя основными способами:
  
  • Последовательное соединение: обмотка возбуждения включается последовательно с обмоткой якоря. Двигатель имеет высокий пусковой момент, но скорость вращения сильно зависит от нагрузки.
  • Параллельное (шунтовое) соединение: обмотка возбуждения включается параллельно обмотке якоря. Двигатель имеет более стабильную скорость вращения, но меньший пусковой момент.
  • Независимое возбуждение: обмотка возбуждения подключается к отдельному источнику питания. Это позволяет наиболее гибко регулировать магнитное поле и, соответственно, скорость вращения двигателя.
• 7. Как можно изменять скорость вращения якоря двигателя постоянного тока?
  Скорость вращения якоря двигателя постоянного тока можно изменять следующими способами:
  
  • Изменение напряжения, подаваемого на якорь: увеличение напряжения приводит к увеличению скорости.
  • Изменение тока в обмотке возбуждения: уменьшение тока возбуждения (при постоянном напряжении на якоре) увеличивает скорость вращения, и наоборот.
  • Включение дополнительного сопротивления в цепь якоря или обмотки возбуждения: добавление сопротивления в цепь якоря снижает скорость, а в цепь возбуждения — увеличивает.