Lý thuyết & Trắc nghiệm Bài 28: Động cơ điện một chiều - Vật Lí 9
I. TÓM TẮT LÍ THUYẾT
1. Lực điện từ tác đụng lên khung dây dẫn có dòng điện
Khung dây dẫn có dòng điện đặt trong từ trường thì có lực điện từ tác dụng lên nó, lực điện từ làm cho khung quay quanh trục của nó, trừ một vị trí duy nhất đó là khi mặt phẳng khung vuông góc với đường sức từ (tức là mặt phẳng khung nằm trong mặt phẳng trung hòa).
2. Động cơ điện một chiều
a) Nguyên tắc cấu tạo của động cơ điện một chiều có bộ góp
- Động cơ điện một chiều gồm hai bộ phận chính là nam châm và khung dây dẫn.
+ Nam châm tạo ra từ trường là bộ phận đứng yên, được gọi là stato.
+ Khung dây dẫn (ABCD) có dòng điện chạy qua là bộ phận quay, được gọi là rôto.
- Để lực điện từ luôn có tác dụng làm khung dây quay theo một chiều, dòng điện thường được đưa vào khung dây bằng một bộ góp. Bộ góp gồm:
+ Một cổ góp thường làm bằng đồng và có hình trụ, được chia thành 2 phiến góp và nối với hai đầu khung dây.
+ Hai thanh quét (C1 và C2), thường làm bằng than và có hình hộp chữ nhật, nằm tiếp xúc với các phiến góp và nối với nguồn điện để đưa dòng điện vào khung dây.
b) Nguyên tắc 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 đặt khung dây dẫn trong từ trường và cho dòng điện chạy qua khung dây, do tác dụng của lực điện từ nên khung dây sẽ quay.
3. Động cơ điện một chiều trong kĩ thuật
Cấu tạo gồm hai bộ phận chính: Nam châm điện (stato) và cuộn dây (rôto).
- Trong động cơ điện kĩ thuật, bộ phận tạo ra từ trường là nam châm điện.
- Bộ phận quay của động cơ điện kĩ 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 kĩ thuật ghép lại.
Lưu ý: Ngoài động cơ điện một chiều còn có động cơ điện xoay chiều.
4. Sự biến đổi năng lượng trong động cơ điện
Khi động cơ điện hoạt động, điện năng của dòng điện được chuyển hóa thành cơ năng.
II. PHƯƠNG PHÁP GIẢI
Cách xác định chiều quay của khung dây có dòng điện đặt trong từ trường. Từ đó giải thích tại sao động cơ điện một chiều có thể quay liên tục.
- Xem khung dây dẫn đặt như thế nào. Nếu:
+ Mặt phẳng khung nằm trong mặt phẳng trung hòa (mặt phẳng khung vuông góc với đường sức từ) thì lực điện từ không làm cho khung quay mà chỉ làm cho nó giãn ra hoặc nén lại.
+ Mặt phẳng khung không nằm trong mặt phẳng trung hòa thì áp dụng quy tắc bàn tay trái để tìm chiều của lực điện từ tác dụng lên mỗi đoạn của khung dây rồi suy ra chiều quay của nó.
- Động cơ điện có bộ phận gọi là cổ góp điện. Bộ phận này có tác dụng làm cho chiều dòng điện trong khung được đổi chiều mỗi khi khung dây qua mặt phẳng trung hòa. Khi đó chiều của lực điện từ tác dụng lên khung cũng được đổi chiều. Kết quả khung quay liên tục.
B. Trắc nghiệm & Tự luận
Câu 1: Động cơ điện một chiều gồm mấy bộ phận chính?
A. 1
B. 2
C. 3
D. 4
Đáp án đúng là: B
Giải thích:
Động cơ điện một chiều có hai bộ phận chính:
- Nam châm tạo ra từ trường.
- Khung dây dẫn cho dòng điện chạy qua.
Câu 2: Chọn phát biểu đúng khi nói về động cơ điện một chiều?
A. Nam châm để tạo ra dòng điện.
B. Bộ phận đứng yên là roto.
C. Để khung có thể quay liên tục cần phải có bộ góp điện.
D. Khung dây dẫn là bộ phận đứng yên.
Đáp án đúng là: C
Giải thích: Nam châm tạo ra từ trường, bộ phận đứng yên là stato, khung dây dẫn là bộ phận quay
Câu 3: Động cơ điện một chiều hoạt động dựa trên:
A. tác dụng của từ trường lên khung dây dẫn có dòng điện chạy qua đặt trong từ trường.
B. tác dụng của điện trường lên khung dây dẫn có dòng điện chạy qua đặt trong từ trường.
C. tác dụng của lực điện lên khung dây dẫn có dòng điện chạy qua đặt trong từ trường.
D. tác dụng của lực hấp dẫn lên khung dây dẫn có dòng điện chạy qua đặt trong từ trường.
Đáp án đúng là: A
Giải thích: 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
Câu 4: Động cơ điện một chiều quay được là nhờ tác dụng của lực nào?
A. lực hấp dẫn
B. lực đàn hồi
C. lực điện từ
D. lực từ
Đáp án đúng là: C
Giải thích: 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 ⇒ Động cơ điện một chiều quay được là nhờ tác dụng của lực điện từ
Câu 5: Roto của một động cơ điện một chiều trong kĩ thuật được cấu tạo như thế nào?
A. là một nam châm vĩnh cửu có trục quay.
B. là một nam châm điện có trục quay.
C. là nhiều cuộn dây dẫn có thể quay quanh một trục.
D. là nhiều cuộn dây dẫn cuốn quanh một lõi thép gắn với vỏ máy.
Đáp án đúng là: C
Giải thích: Bộ phận quay (roto) của động cơ điện kĩ thuật gồm nhiều cuộn dây đặt lệch nhau và sog song với trục của một khối trụ làm bằng các lá thép kĩ thuật ghép lại
Câu 6: Trong động cơ điện kĩ thuật, bộ phận tạo ra từ trường là:
A. Nam châm điện đứng yên (stato).
B. Nhiều cuộn dây đặt lệch nhau đứng yên (stato).
C. Nam châm điện chuyển động (roto).
D. Nhiều cuộn dây đặt lệch nhau chuyển động (roto).
Đáp án đúng là: A
Giải thích: Trong động cơ điện kĩ thuật, nam châm điện đứng yên (stato) tạo ra từ trường.
Câu 7: Động cơ điện là dụng cụ biến đổi:
A. Nhiệt năng thành điện năng.
B. Điện năng thành cơ năng.
C. Cơ năng thành điện năng.
D. Điện năng thành nhiệt năng.
Đáp án đúng là: B
Giải thích: Động cơ điện là dụng cụ biến đổi điện năng thành cơ năng
Câu 8: Ưu điểm nào dưới đây không phải là ưu điểm của động cơ điện?
A. Không thải ra ngoài các chất khí hay hơi làm ô nhiễm môi trường xung quanh.
B. Có thể có công suất từ vài oát đến hàng trăm, hàng nghìn, hàng chục nghìn kilôoát.
C. Hiệu suất rất cao, có thể đạt tới 98%.
D. Có thể biến đổi trực tiếp năng lượng của nhiên liệu thành cơ năng.
Đáp án đúng là: D
Giải thích: Ưu điểm không phải là ưu điểm của động cơ điện: Có thể biến đổi trực tiếp năng lượng của nhiên liệu thành cơ năng
Câu 9: Dụng cụ nào sau đây khi hoạt động nó chuyển hóa điện năng thành cơ năng?
A. Bàn ủi điện và máy giặt.
B. Máy khoan điện và mỏ hàn điện.
C. Quạt máy và nồi cơm điện.
D. Quạt máy và máy giặt.
Đáp án đúng là: D
Giải thích: Quạt máy và máy giặt khi hoạt động nó chuyển hóa điện năng thành cơ năng
Câu 10: Muốn cho động cơ điện quay được, cho ta cơ năng thì phải cung cấp năng lượng dưới dạng nào?
A. Động năng
B. Thế năng
C. Nhiệt năng
D. Điện năng
Đáp án đúng là: D
Giải thích: Muốn cho động cơ điện quay được, cho ta cơ năng thì phải cung cấp năng lượng dưới dạng điện năng.