Vật lý 9 Bài 28: Động cơ điện một chiều

5 trắc nghiệm 6 bài tập SGK

Nếu có dịp đến các công viên, các em sẽ được ngồi trên những toa của một đoàn tàu nhỏ, chạy trên những đường ray đặt cao ngang tầm nóc nhà để dạo quanh công viên, ngắm nhìn thành phố. Các em biết không, đoàn tàu đó chạy rất êm, không hề nhả khói, không tiêu tốn xăng điện mà chạy được bằng nhờ dòng điện. Làm thế nào để dòng điện có thể làm quay động cơ và vận hành cả đoàn tàu hàng chục tấn?

Để trả lời được các câu hỏi trên mời các em cùng nghiên cứu Bài 28: Động cơ điện một chiều   

Tóm tắt lý thuyết

1. Nguyên tắc cấu tọa và hoạt động của động cơ điện 1 chiều

a. Các bộ phận chính của động cơ điện một chiều

  • Động cơ điện một chiều có hai bộ phận chính là:
    • Nam châm tạo ra từ trường 
    • Khung dây dẫn có dòng điện chạy qua
    • Bộ phận góp điện: để khung dây có thể quay liên tục 
    • Thanh quẹt C1, C2 đư dòng điện từ nguồn điện vào khung dây

Động cơ điện 1 chiều

b. Hoạt động của động cơ điện một chiều

  • Động cơ điện một chiều hoạt động dựa trên tác dụng của từ trường lên khung dây dẫn có dòng điện chạy qua đặt trong từ trường. Khi hoạt động động cơ điện một chiều biến điện năng của dòng điện một chiều thành cơ năng.

c. Kết luận

  • Động cơ điện một chiều có hai bộ phận chính là nam châm điện nam châm tạo ra từ trường ( bộ phận đứng yên) và khung dây dẫn cho dòng điện chạy qua ( bộ phân quay). Bộ phận quay được gọi là rôto
  • Khi đặt khung dây dẫn ABCD trong từ trường và cho dòng điện chạy qua khung thì dưới tác dụng của lực điện từ, khung dây sẽ quay

2. Động cơ điện một chiều trong kỹ thuật

a. Cấu tạo của động cơ điện một chiều trong kỹ thuật

  • Nam châm điên: stato
  • Cuộn dây: rôto

Động cơ điện một chiều trong kỹ thuật

b. Kết luận

  • Trong động cơ điện kỹ thuật, bộ phận tạo ta từ trường là nam châm điện
  • Bộ phận quay của động cơ điện kỹ thuật không đơn giản là một khung dây mà gồm nhiều cuộn dây đặt lệch nhau và song song với trục của một khối trụ làm bằng các lá thép kỹ thuật ghép lại 
  • Ngoài động cơ điện một chiều còn có động cơ điện xoay chiều

Bài tập minh họa

Bài 1

Hình 28.1 trình bày một động cơ điện gọi là “Bánh xe Bác-lô”. Có một đĩa bằng đồng đặt thẳng đứng giữa hai cực của một nam châm hình chữ U và có thể dễ dàng quay xung quanh một trục nằm ngang PQ làm bằng kim loại. Mép dưới của đĩa chạm vào thủy ngân được đựng trong một cái chậu. Nối trục của đĩa và thủy ngân vào hai cực của một nguồn điện thì thấy đĩa quay. 

Đây là một “động cơ điện” thô sơ, phát minh bởi P.Bác-lô (Peter Barlon, 1766-1862). Hãy giải thích hoạt động của động cơ này.

BÀI 1

Hướng dẫn giải:

Dòng điện chạy từ trục đĩa theo đường bán kính OA (A là điểm mà đĩa tiếp xúc với thủy ngân). Lực điện từ do từ trường của nam châm tác dụng vào dòng điện (theo quy tắc bàn tay trái) là lực kéo OA ra phía ngoài nam châm. Kết quả là đĩa quay theo chiều kim đồng hồ như đã biểu diễn trên hình 28.1 

Bài 2

Hình 28.2 vẽ cắt ngang một khung dây dẫn có dòng điện chạy qua được đặt trong từ trường. Ban đầu hai cạnh của khung dây có vị trí 1. Do tác dụng của lực điện từ, khung quay lần lượt qua các vị trí 2, 3, 4, 5, 6.
a. Biểu diễn lực điện từ tác dụng lên khung tại các vị trí xác định ở trên.
b. Tại vị trí thứ 6, lực điện từ có tác dụng làm khung quay không? Nếu do quán tính, khung quay thêm một chút nữa thì tại vị trí mới, lực điện từ sẽ tác dụng làm khung quay như thế nào?

c. Giả sử khi đã vượt vị trí thứ 6, ta đổi chiều dòng điện trong khung, hiện tượng sẽ ra sao?

Hướng dẫn giải:

a. Lực điện từ tác dụng lên khung tại các vị trí từ 1 đến 6 được biểu diễn trên hình 28.2

BÀI 2
b. Không. Nếu do quán tính, khung quay thêm một chút nữa thì lực điện từ sẽ làm khung dây quay tiếp tục.
c. Khung sẽ quay theo chiều ngược lại.

Lời kết

Qua bài này, các em sẽ được làm quen với các kiến thức liên quan đến Động cơ điện một chiều cùng với các bài tập liên quan theo nhiều cấp độ từ dễ đến khó…, các em cần phải nắm được: 

  • Nguyên tắc cấu tọa và hoạt động của động cơ điện 1 chiều

  • Động cơ điện một chiều trong kỹ thuật

Các em có thể hệ thống lại nội dung kiến thức đã học được thông qua Giải bài tập Vật lý 9 Bài 28 và làm bài kiểm tra Trắc nghiệm Vật lý 9 Bài 28 cực hay có đáp án và lời giải chi tiết. Các em được làm bài thi MIỄN PHÍ để test kiến thức cho bản thân nhé. Trong quá trình học tập nếu có thắc mắc hay cần trợ giúp gì thì các em hãy đặt câu hỏi ở mục Hỏi đáp, Cộng đồng vật lý HOC247 sẽ hỗ trợ cho các em một cách nhanh chóng!

Chúc các em học tập tốt! Đạt kết quả cao trong kỳ thi tới!

-- Mod Vật Lý 9 HỌC247