תורת המכוניות

תורת המשחקים - מרוצי מכוניות (יוני 2019).

$config[ads_text] not found
Anonim

תורת המכוניות

מעגלים חשמליים DC


שאלה 1

אם קצות חוט לולאה מחוברים לשתי רצועות מתכת חצי עגולות, מסודרות כך ששתי הרצועות כמעט יוצרות מעגל שלם, ורצועות אלה מחוברות לשני "מברשות" המתחברות לקטבים מנוגדים של סוללה, באיזו דרך יהיה לולאה חוט לסובב "// www.beautycrew.com.au//sub.allaboutcircuits.com/images/quiz/00384x01.png">

לחשוף תשובה הסתר תשובה

בכיוון השעון, ברציפות.

הערות:

לאתגר את התלמידים שלך עם השאלה הזו: האם יש דרך שאנחנו יכולים לקבל את הלולאה חוט כדי לסובב ללא הרף מבלי להשתמש אלה רצועות מתכת חצי מעגל לעשות ולשבור מגע עם הסוללה? שאל את התלמידים מה הם קראו את שני רצועות המתכת של חצי המעגל, במינוח של מנוע חשמלי / גנרטור.

שאלה 2

כאשר המתג נסגר, המדד יהיה בתחילה לרשום כמות גדולה של זרם, ואז הנוכחי יהיה לדעוך לערך פחותה בהרבה לאורך זמן כמו המהירות המנוע למעלה:

לאור חוק אוהם, שבו הנוכחי אמור להיות פונקציה ישירה של מתח והתנגדות (I = E / R ), להסביר מדוע זה קורה. אחרי הכל, ההתנגדות המתפתלת של המנוע לא משתנה כפי שהוא מסתובב, מתח הסוללה הוא קבוע למדי. מדוע, אם כן, הנוכחי משתנה כל כך הרבה בין ההתחלה הראשונית ואת מהירות ההפעלה המלאה "# 2"> לחשוף תשובה הסתר תשובה

זרם המנוע הוא ביחס הפוך למהירות, בשל counter-EMF המיוצר על ידי armature כפי שהוא מסתובב.

שאלת מעקב: צייר תרשים סכמטי המציג את המעגל המקביל של סוללה, מתג, מד זרם ומנוע, כאשר ה- EMF הנגדי של המנוע מיוצג כסמל סוללה נוסף. באיזה כיוון יש להשתמש בפני המתח של ה- EMF, בניגוד למתח הסוללה, או כדי לסייע למתח הסוללה?

הערות:

מה שנקרא "הזרם" הנוכחי של מנוע חשמלי במהלך ההפעלה יכול להיות משמעותי למדי, כלפי מעלה של פי עשרה הנוכחי נורמלי עומס מלא!

שאלה 3

מנוע חשמלי DC מסתובב ב 4500 סל"ד מצייר 3 אמפר של זרם עם 110 וולט נמדד במסופים שלה. ההתנגדות של פיתול armature, נמדדת עם ohmmeter כאשר המנוע נמצא במנוחה, unpowered, הוא 2.45 אוהם. כמה נגד EMF הוא המנוע מניב ב 4500 סל"ד?

כמה "אינרוש" הנוכחי יהיה כאשר המנוע מופעל תחילה (מהירות armature = 0 סל"ד), שוב בהנחה 110 וולט במסופים?

לחשוף תשובה הסתר תשובה

E מונה = 102.65 V @ 4500 סל"ד

Irush = 44.9 A

הערות:

חישוב זה מסייע לתלמידים להבין עד כמה משמעותי "הזרם" הנוכחי של המנוע החשמלי.

שאלה 4

אם זרם חשמלי עובר דרך החוט הזה, באיזה כיוון יידחף החוט (באמצעות האינטראקציה בין השדות המגנטיים)?

האם זה דוגמה של מנוע חשמלי או גנרטור חשמלי "# 4"> לחשוף תשובה הסתר תשובה

התיל יידחף בדוגמה המנועית .

הערות:

סיוע חזותי להבנת האינטראקציה בין שני השדות המגנטיים הוא תרשים המציג את קווי השטף הנובעים מהמגנטים הקבועים, כנגד הקווים העגולים של השטף סביב החוט. שאל אותם תלמידים אשר נתקלו איורים דומים במחקר שלהם לצייר תמונה של זה על הלוח מול הכיתה, למי שלא ראה את זה.

שאלה 5

אם היינו מנתחים את קווי השטף המגנטי של מוליך נושא זרם, בכיוון אופציונלי לשדה מגנטי בין שני מגנטים של בר, האינטראקציה היתה נראית בערך כך:

אינטראקציה זו של קווי השטף המגנטי (קווי המגנטים הישרים של הבר מול מעגלי החוט) תייצר כוח מכני על החוט (הנקרא כוח לורנץ ). איזה כיוון זה כוח לפעול "# 5"> לחשוף תשובה הסתר תשובה

הערות:

שאלה זו משמשת יישום טוב של כלל יד ימין (או יד שמאל, אם אתה עוקב אחר זרימת אלקטרונים סימון).

שאלה 6

אם הזרם עובר דרך לולאה של חוט, כפי שמוצג, באיזו כיוון תסתובב הלולאה "// www.beautycrew.com.au//sub.allaboutcircuits.com/images/quiz/00383x01.png">

לחשוף תשובה הסתר תשובה

בכיוון השעון, סיבוב רבע (90 מעלות).

הערות:

בקשו מתלמידיכם לזהות את הקטבים של השדה האלקטרומגנטי המיוצר על-ידי לולאה זו שנושאת זרם חשמלי, ולאחר מכן ניתן להפוך את כיוון המומנט שלה לקל יותר להבנה.

שאלה 7

מנוע DC יכול להיחשב כסדרה של אלקטרומגנטים, מחולקת במרווחים סביב פיר משותף:

המנוע המסוים הזה הוא מסוג "מגנט קבוע", עם חוטי ברזל רק על armature.

כתוב את הקטבים המגנטיים הדרושים ("N" לצפון ו- "S" לדרום) על מוט מוטות האלקטרומגנט של הארמטורה, כדי לשמור על סיבוב בכיוון השעון .

לחשוף תשובה הסתר תשובה

שאלת מעקב: נניח שמנוע זה לא הסתובב כמו שהוא אמור היה להמריץ אותו. זיהוי כמה כשלים אפשריים (ספציפיים) שיכולים לגרום למנוע לא לנוע על אנרגיות.

הערות:

האיור המוצג הן בשאלה והן בתשובה מספק מדיום טוב לדיון בהחלפה. שוחח עם התלמידים שלך, על מנת שהסיבוב של המנוע יהיה רציף, האלקטרומגנטים המשווקים ברוחב סביב הפיר חייבים להמריץ ולהמריא בזמנים הנכונים תמיד להיות "מושכים" או "דוחפים" בכיוון הנכון.

הקפד לבלות זמן על השאלה מעקב עם התלמידים שלך, בהתחשב לא חשמלי כמו גם חשמל אפשרויות אשם.

שאלה 8

הגדר את התנאים הבאים של מנוע DC:

• שדה
• ארמטורה
• Commutator
• מברשת
לחשוף תשובה הסתר תשובה

• שדה: החלק של המנוע יוצר את השדה המגנטי נייח
• ארמטורה: החלק המסתובב של המנוע
• Commutator: רצועות נחושת שם מוביל את סליל armature לסיים, בדרך כלל ממוקם בקצה אחד של הפיר
• מברשת: בלוק פחמן נייח שמטרתו ליצור קשר חשמלי עם מוטות ההובלה

הערות:

סטודנטים יכולים למצוא תמונות של מנועים חשמליים DC בחיפושם אחר הגדרות המונחים האלה. יש להציג את התמונות האלה בכיתה אם אפשר. כמו כן, מנוע חשמלי מפורק הוא גדול "prop" לדיון על המינוח המנוע החשמלי.

שאלה 9

כאשר מנוע DC פועל, ניצוצות ניתן לראות בדרך כלל היכן מברשות פחמן ליצור קשר עם "commutator" קטעים. להסביר מדוע זה מתרחשת מתרחשת, וגם להגדיר את המילה "החלפה" בשימוש החשמל שלה.

מה זה מצביע על התופעה של אריכות ימים של מנועים DC, ואת ההתאמה שלהם בסביבות מסוימות "# 9"> לחשוף תשובה הסתר תשובה

כדי "להחליף" פירושו "כדי להפוך כיוון", במובן החשמלי של המילה. התוצאה של מוטות ומברשות קומוטטור לסירוגין להפוך את המעגל החשמלי עם פיתול armature לסירוגין גורם תמיד מידה מסוימת של ניצוץ להתרחש.

שאלת מעקב: לזהות סביבה שבה מנוע נוצץ יהיה לא בטוח.

הערות:

אם התלמידים שלך מוצאים את עצמם עובדים באיזושהי עבודות תחזוקה חשמלית, איזה סוג של תחזוקה שגרתית הם חושבים שהם עשויים לעשות על מנועים חשמליים DC, בהתחשב בנוכחות של ניצוץ ב commutator? שאל אותם אילו בעיות בטיחות זה ניצוץ יכול להציג בסביבות מסוימות. שאל אותם אם הם חושבים שיש כל סביבות זה יהיה מזיק במיוחד עיצוב המנוע כגון זה.

שאלה 10

כמו סלילי armature במנוע DC לסובב דרך השטף המגנטי שורות המיוצר על ידי מוטות שדה נייח, מתח יהיה המושרה סלילים אלה. תאר כיצד תופעה זו קשורה לחוק האינדוקציה האלקטרומגנטית של פאראדיי, ובמיוחד לגבי המשתנים שמשפיעים על עוצמת המתח המושרה:

e = N DV


dt

מתח המושרה עצמית המיוצר על ידי ארמטורה מסתובבת נקרא לעתים קרובות מתח נגד, או נגד EMF . למה זה ייקרא "נגד"? מה משתמע מהמונח הזה, ומהו העקרון האלקטרומגנטי שמודגם על ידי הטבע ה"נגדי "של המתח המושרה?

לחשוף תשובה הסתר תשובה

Counter-EMF משתנה ישירות עם מהירות armature, עם מספר הפניות ב armature windings, וגם עם כוח שדה. זה נקרא "נגד" EMF בגלל חוק לנץ: אפקט המושרה מתנגד הסיבה.

הערות:

העיקרון אני רוצה לתקשר ביותר עם בעיה זו היא כי כל מנוע, בעת ההפעלה, גם מעשים כמו גנרטור (לייצר Counter-EMF). מושג זה הוא חיוני להבנת התנהגות המנוע החשמלי, במיוחד עקומות מומנט / מהירות.

שאלה 11

כמות המתח המיושמת על מנוע DC קבוע מגנט, וכמות הזרם המתפתלת דרך פיתול ארמטורה של מנוע DC קבוע מגנט, קשורות לשני כמויות מכניות: מהירות מרבית, ופלט מומנט (כוח מתפתל).

איזו כמות חשמלית מתייחסת לאיזו כמות מכנית? האם זה מתח המתייחס למהירות וזרם מומנט או להיפך? תסביר את התשובה שלך.

לחשוף תשובה הסתר תשובה

כמות המתח המיושמת על מנוע DC קבוע מגנט קובעת את מהירות העומס שלו, בעוד שכמות הזרם דרך פיתול הארקה מעידה על תפוקת המומנט.

הערות:

שאלה זו מבקשת מהתלמידים להתייחס למושגים של אלקטרומגנטיות ואינדוקציה אלקטרומגנטית יחד עם המתח והזרם. בעוד סגנון המגנט הקבוע של מנוע DC מציג קשרים כמעט ליניאריים בין משתנים אלו, כל המנועים החשמליים של DC מציגים את אותו דפוס כללי: יותר מתח, יותר מהירות; יותר הנוכחי, יותר מומנט; כל שאר המשתנים שווים.

שאלה 12

בעיה זו התפתחה במעגל המוטורי. כאשר המתג מופעל "מופעל", המנוע אינו מסתובב. היא עושה, עם זאת, לצייר הרבה הנוכחי (כמה פעמים הנוכחי ההפעלה הרגילה) כפי שצוין על ידי מד זרם:

בהתבסס על מידע זה, מה אתה חושב עלול להיות לא בסדר עם מעגל "# 12"> לחשוף תשובה הסתר תשובה

סיבה אפשרית אחת היא השדה המתפתל או משהו במחשמל (מברשת, אולי) נכשל. בעיות מוטוריות פנימיות אינן האפשרויות היחידות, עם זאת!

הערות:

שאלה זו היא תרגיל בחשיבה אבחנתית. תמיד תאתגר את התלמידים שלך לנסות לאבחן את מהות הבעיה עם המידע הנתון לפני ביצוע מדידות או תצפיות נוספות. לעתים קרובות מדי אנשים לוקחים יותר מדידות מהנדרש כדי לפתור בעיות חשמל, כי הם לא חושבים מספיק על מה שהם עושים.

  • ← גליונות עבודה קודמים

  • אינדקס גליונות עבודה

  • גיליון העבודה הבא ←