Магнитоэлектрические машины

«Магнито-электрическими машинами называются приборы, дающие сильные индуцированные токи, происходящие от движения соответствующей формы проводника, вращающегося между полюсными поверхностями постоянных магнитов». (из учебника физики Краевича К.Д.)

Фото 1.

Модель предназначена для демонстрации преобразования механической энергии в электрическую и тепловую накаливания лампочки.
– Прибор изготовлен на заводе «Физэлектроприбор» (Москва) в 1937 г.
– Использованные материалы: металл, древесина, медная проволока, резина.
– Общие габариты: 18 см ×16 см ×30 см.
– Недостатки: низкое КПД и большое трение щеток о коллектор.

Индуктором магнитоэлектрической машины служат два постоянных подковообразных магнита, обращенные одинаковыми полюсами в одну сторону. Между полюсными наконечниками магнитов помещен якорь, собранный из штампованных железных пластин; он имеет обмотку, концы которой соединены с коллектором сложной формы. Коллектор (фото 2) позволяет получить при помощи четырех щеток постоянный или переменный ток.

На оси большого шкива ременной передачи укреплен дополнительный малый шкив; он служит для вращения якоря при помощи падающего груза.
Если удалить ремень и присоединить машину к источнику постоянного тока 4-6 В, то якорь придет во вращение в зависимости от направления тока.

Историческая справка: якорь независимо друг от друга придумали Пачинотти (1860 г.) и Грамм (1871 г.).
Якорь или кольцо Грамма (рис.1) описано у Индриксона Ф.Н. во второй части учебника физики «На кольцо насажен ряд обмотанных катушек I-VIII, соединенных так, что они образуют одну сплошную последовательную обмотку. Для этого конец обмотки I соединяют с началом II, конец II с началом III и т.д., наконец, конец VIII с началом I. Места соединений обмоток присоединены к сегментам коллектора (собирателя), наглухо насаженного на ось вращения; отдельные сегменты вполне изолированы друг от друга. Щетки А и В скользят вдоль сегментов».

Рис. 1.

Рис. 2.

Органайзер исследователя
1. На фото 3 изображена магнитоэлектрическая машина, выпущенная в шестидесятые годы прошлого века.
Использованные материалы: металл, пластмасса, медная проволока, резина. Общие габариты: 18 см ×14 см ×20 см.
Используя информацию статьи, определите какие изменения внесены в обновленный прибор; обоснуйте их целесообразность. Выделите два-три достоинства/недостатка модифицированного прибора по сравнению с магнитоэлектрической машиной (1937 г.).
2. На рисунке 2 изображен коллектор сложной формы, позволяющий получить при помощи двух переставных щеток постоянный (а) и переменный (б) ток.
Какой ток (постоянный или переменный) зафиксирует индикатор, если щетки расположены как показано на фото 4?

Фото 3.

Фото 4.