Электрический двигатель в нашей жизни

VII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке

Электрический двигатель в нашей жизни

Николаев М.С. 1
1Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение «Основная общеобразовательная школа № 269»
Самойлова Т.А. 1
1Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение «Основная общеобразовательная школа № 269»
Автор работы награжден дипломом победителя III степени
Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF

Введение

У моего младшего брата очень много движущихся и музыкальных игрушек, и мне всегда было любопытно, как они работают. Однажды я разобрал одну из таких игрушек и увидел внутри простейший электродвигатель. Мне сразу же стало интересно узнать, как он работает? Где еще используют электрический двигатель? А самое главное, я задался вопросом: смогу ли я сам собрать электродвигатель в домашних условиях?

Предлагаю и вам познакомиться с тем, что стало известно мне.

Цель исследования: определить принцип действия электрического двигателя.

Предмет исследования: макет электрического двигателя.

Объект исследования: электрический двигатель.

Актуальность моей работы заключается в том, что электродвигатель является простейшим устройством, которое помогает нам в решении бытовых и производственных задач и без которого нельзя обойтись в нашей жизни.

При проведении исследования мною была выдвинута гипотеза: предположим, что с помощью собранного мною электрического двигателя можно увидеть принципы действия электрического двигателя.

Перед началом исследования я определил следующие задачи:

Ч то такое электродвигатель?

Какие принципы действия лежат в основе электрического двигателя?

Где мы используем электродвигатель?

Можно ли самим собрать электрический двигатель в домашних условиях?

Методы исследования:

Сбор информации из книг.

Нахождение информации в интернете.

Проведение опытов и наблюдений.

Теоретические основы

Электродвигатель – это устройство для эффективного преобразования электрической энергии в механическую. В основе этого преобразования лежит явление, которое называется электромагнетизмом.

Прежде считалось, что магнетизм (свойство притяжения) и электричество – два различных явления. Но в начале 19 века датчанин Эрстед и француз Ампер обнаружили между ними теснейшую связь, которая позволяет не только создавать магнитное поле (пространство, в котором действуют магнитные силы) с помощью электрического тока, но и получать электрическую энергию.

В электродвигателях используются постоянные магниты и электромагниты - приборы, которые при прохождении через них электрического тока приобретают свойства магнита. Простейший электродвигатель работает только на постоянном токе (от батарейки).

Принцип работы электродвигателя очень прост, основан на магнитном отталкивания и притяжении (Приложение 1). В электрическом двигателе находятся два электромагнита: один неподвижный, другой насажен на вращающуюся ось. При прохождении электрического тока создаются магнитные поля, и северный полюс вращающегося электромагнита приходит в движение, стараясь приблизиться к южному полюсу неподвижного магнита. Совершив половину оборота, он должен остановиться, но тут включается устройство, меняющее направление тока. Следовательно, меняется полярность магнитных полей, созданных током. Теперь вращающийся электромагнит завершает полный оборот в поисках противоположного полюса. Вращение магнита преобразуется в энергию движения. Поэтому детские игрушки и многие другие приборы начинают двигаться. (Приложение 2).

Современную жизнь невозможно представить без электродвигателей. Они прочно укрепились на всех позициях человеческой деятельности в самых разнообразных ее проявлениях, так как главным преимуществом электрических двигателей является простота их устройства, высокая надежность и возможность их применения в различных устройствах и климатических зонах. Электродвигатели применяются в различных бытовых устройствах: холодильниках, пылесосах, мясорубках, электрическом инструменте, вентиляторах, соковыжималках и так далее. Даже в автомобилестроение, где традиционно использовались бензиновые и дизельные двигатели, переходят на электропривод, как надежный и экономичный вариант двигателя. (Приложение 3).

Практическое исследование

Цель: определить принцип действия электрического двигателя. (Приложение 4).

Оборудование: деревянная дощечка 10 x 20 см (основание), спица вязальная диаметром 4 мм, пробка от бутылки, магниты – 2 шт., деревянные основания для крепления магнитов – 2 шт., 2 медные проволоки по 5 мм, медные пластины – 2 шт., медный провод 4 м, контактные провода – 2 шт., изолента, шуруповерт, батарейка, клей.

Ход работы:

С помощью шуруповерта необходимо просверлить отверстия в деревянных основаниях для крепления спицы, а также в пробке от бутылки.

Вставить и закрепить клеем спицу в пробке, затем вставить в пробку и закрепить клеем 2 медные проволоки с двух сторон от спицы.

Намотать плотно на пробку медную проволоку, зачистить у провода контакты. Затем соединить концы намотанной проволоки с двумя медными проволоками, закрепить клеем.

Установить пробку на основание, затем прикрепить магниты разными полюсами к деревянным основаниям как можно ближе к пробке.

Закрепить медные пластины с контактными проводами на основании с двух сторон от спицы.

Подсоединить контактные провода к батарейке.

Вывод. Пробка начинает крутиться. Два магнита создают магнитное поле, которое идет от северного полюса одного магнита к южному полюсу другого. Когда пропускается ток по обмотке, создается второе магнитное поле. Эти два поля взаимодействуют, поворачивая пробку.

Таким образом, мне удалось собрать простой электродвигатель в домашних условиях, в основе которого лежит принцип взаимодействия магнетизма и электричества.

Заключение

По окончании изучения данной темы я узнал:

- что такое электродвигатель и как он устроен,

- что главный принцип действия, который лежит в основе электрического двигателя - это электромагнетизм,

- что в настоящее время трудно представить себе жизнь человечества без электродвигателя, так как даже в простых бытовых приборах в основе лежит электрический двигатель.

Я собрал модель электродвигателя и доказал, что это возможно сделать в домашних условиях.

Гипотеза, выдвинутая мной о том, что с помощью собранного мною электрического двигателя можно увидеть принципы действия электрического двигателя, подтверждена.

Вывод

Проведя большую работу по изучению литературы о создании первых электродвигателей, о физических принципах их работы, о внедрении их сегодня во все отрасли жизни, я могу с уверенностью сказать, что электродвигатель действительно является современным альтернативным изобретением. Пробуя самостоятельно изготовить простейший электродвигатель, я обнаружил, что он имеет свои «секреты», без знания которых устройства просто не будут работать.

Думаю, что знания, которые я приобрел, пригодятся на уроках окружающего мира, позже – на уроках физики, на внеклассных занятиях.

Я буду дальше изучать данную тему, потому что мне очень интересно знать, как работают самые большие электрические двигатели, которые, например, используются в российских атомных ледоколах. Какая их мощность двигателя и как можно рассчитать коэффициент полезного действия (КПД), чтобы электродвигатели работали эффективнее.

Библиографический список

1. Антонелла Мейяни, «Большая книга экспериментов», М.: РОСМЭН, 2015г.

2. http://sibay-rb.ru/electrical-equipment/

3. http://infourok.ru/

Приложения

Приложение 1

Приложение 2

Приложение 3

Приложение 4

Просмотров работы: 2860