Động cơ điện 1 chiều từ A-Z: Cấu tạo, nguyên lý hoạt động & ứng dụng (kiến thức vật lý 9)

Trong cuộc sống hằng ngày, động cơ điện một chiều được sử dụng rất phổ biến và được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực, góp phần thúc đẩy nền kinh tế nhân loại. Đối với chương trình vật lý 9, học sinh cũng sẽ được tìm hiểu về loại động cơ này. Và bài viết dưới đây sẽ tổng hợp những kiến ​​thức xung quanh động cơ điện DC, giúp bạn nắm vững lý thuyết động cơ điện DC là gì? Động cơ điện một chiều hoạt động dựa trên nguyên lý nào? Hãy cùng đọc bài viết này ngay bây giờ nhé!

Động cơ điện DC là gì?

Động cơ điện một chiều (viết tắt của cụm từ “Động cơ điện một chiều”) là loại động cơ được điều khiển bằng dòng điện có hướng xác định.

Bạn đang xem: Động cơ điện 1 chiều từ A-Z: Cấu tạo, nguyên lý hoạt động & ứng dụng (kiến thức vật lý 9)

Hay nói cách khác đây là loại động cơ hoạt động bằng nguồn điện áp DC.

Cấu tạo của động cơ điện một chiều?

Cấu tạo của động cơ điện một chiều thường bao gồm các bộ phận chính sau:

• Rotor: là bộ phận chính, có kết cấu trục và được quấn bằng các cuộn dây với nhau. Nhờ đó, một nam châm điện sẽ được tạo ra.

• Stator: có cấu tạo tương tự như nam châm vĩnh cửu, hay nam châm điện. Nhờ đó, chúng sẽ hoạt động với công dụng tương đương.

• Cổ góp: Bộ phận này là điểm tiếp xúc và có khả năng truyền dòng điện tới các cuộn dây trên rôto. Số lượng điểm tiếp xúc trên cổ góp sẽ tương ứng với số lượng dây quấn trên phần Rotor.

• Chổi than: là điểm tiếp xúc và có thể cấp điện cho cổ góp.

Ghi chú:

Động cơ điện một chiều gồm hai phần chính: nam châm tạo ra từ trường (phần đứng yên) và khung dây cho dòng điện chạy qua (phần quay).

Phần đứng gọi là stato, phần quay gọi là rôto.

Phân loại động cơ điện DC

Dựa vào phương pháp kích thích, chúng ta có thể chia động cơ điện một chiều thành các dòng chính gồm:

• Động cơ điện một chiều được kích thích bởi nam châm vĩnh cửu

• Động cơ điện một chiều kích từ độc lập

• Động cơ DC kích từ song song

• Một động cơ điện một chiều kích thích hỗn hợp gồm 2 cuộn dây kích từ, 1 cuộn dây nối tiếp với phần ứng, 1 cuộn dây nối song song với phần ứng.

• Động cơ điện một chiều kích từ nối tiếp

Sự phân cực ngược nhau giữa hai từ trường bên trong động cơ sẽ khiến nó quay.

Trong cuộc sống hàng ngày, động cơ DC là loại động cơ đơn giản nhất và được sử dụng rất phổ biến trong các thiết bị gia dụng: dao cạo điện, cửa sổ điện trên ô tô,…

Nguyên lý hoạt động của động cơ điện DC

Stator của động cơ điện một chiều thường là một hoặc một số cặp nam châm vĩnh cửu, nam châm điện hoặc cũng có thể là một cuộn dây điện từ, để tạo ra từ trường.

Phần rôto bao gồm các cuộn dây quấn và được nối trực tiếp với nguồn điện một chiều.

Ngoài ra, một bộ phận quan trọng khác của động cơ điện một chiều không thể bỏ qua đó là bộ chỉnh lưu. Bộ phận này có nhiệm vụ thay đổi chiều dòng điện trong quá trình quay, giúp rôto duy trì chuyển động liên tục. Bộ phận này thường sẽ có 2 bộ phận: một bộ cổ góp và một bộ chổi than tiếp xúc với cổ góp.

Khi trục của động cơ DC bị kéo bởi ngoại lực, động cơ sẽ hoạt động giống như một máy phát điện một chiều.

Từ đó chúng tạo ra suất điện động cảm ứng. Lực điện động này gọi là suất điện động. Khi hoạt động ở chế độ cơ bản, rôto sẽ quay và tạo ra điện áp. Điện áp này được gọi là Counter EMF (còn được gọi là phản điện động), vì nó chống lại điện áp đặt bên ngoài vào động cơ.

Ứng dụng của động cơ DC trong đời sống

Động cơ điện một chiều được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực và trở thành một phần không thể thiếu trong quá trình phát triển kinh tế đất nước.

Ứng dụng của động cơ DC

• Loại động cơ này được sử dụng trong hầu hết các lĩnh vực của đời sống như: trong tivi, máy công nghiệp, máy in, máy photocopy, đài FM, ổ đĩa DC, trong ngành vận tải và các thiết bị cần điều khiển. Kiểm soát tốc độ quay liên tục trên phạm vi rộng…….

• Đối với động cơ DC nhỏ thường được sử dụng trong các công cụ, đồ chơi và các thiết bị gia dụng khác nhau.

• Trong công nghiệp, động cơ DC được sử dụng trong các băng tải, bàn xoay… Việc sử dụng động cơ DC công suất lớn trong các ứng dụng như phanh, lùi xe

• Động cơ DC cũng được sử dụng rộng rãi trong chế tạo robot,…

Ưu điểm và nhược điểm của động cơ điện DC là gì?

Mặc dù được sử dụng rất phổ biến hàng ngày nhưng bạn có biết về ưu nhược điểm của động cơ điện một chiều không?

Về ưu điểm:

• Chúng có mômen khởi động lớn nên có thể kéo tải nặng khi khởi động (vì vậy chúng thường được sử dụng trên máy kéo).

• Xem thêm : 100+ Bài tập làm văn tả người lớp 2-5 hay nhất

  Có khả năng điều chỉnh tốc độ và quá tải tốt hơn các thiết bị khác.

• Tiết kiệm điện.

• Bền bỉ, có tuổi thọ cao.

• Động cơ DC chải có hiệu suất tốt.

• Mật độ mô-men xoắn tương đối cao đối với các động cơ này.

• Động cơ DC chạy êm và có dải điều chỉnh tốc độ rộng.

• Có khả năng quá tải tốt và nhiễu điện từ nhỏ.

Về nhược điểm:

• Nhược điểm của động cơ DC là cấu trúc. Cổ góp có cấu tạo phức tạp, giá thành cao nhưng thường xuyên bị hư hỏng trong quá trình vận hành nên cần được bảo trì, sửa chữa thường xuyên.

• Có sự tiếp xúc trượt giữa cổ góp và chổi than gây ra tia lửa điện, có thể gây nguy hiểm, đặc biệt là trong môi trường dễ nổ và mài mòn cơ học.

• Nó đắt tiền nhưng công suất không cao.

Xem thêm: Tổng quan về dòng điện xoay chiều và bài tập ứng dụng | Vật lý 9

Một số bài tập liên quan đến động cơ điện DC

Câu 1: Chọn phát biểu đúng khi nói về động cơ DC

1. Nam châm để tạo ra dòng điện

2. Phần đứng yên là rôto

3. Để khung quay được liên tục thì phải có bộ thu điện

4. Khung dây dẫn là bộ phận cố định

Câu 2: Động cơ điện một chiều hoạt động dựa vào:

1. Tác dụng của từ trường lên khung dây có dòng điện chạy qua đặt trong từ trường.

2. Tác dụng của điện trường lên khung dây có dòng điện chạy qua đặt trong từ trường.

3. Tác dụng của lực điện lên khung dây có dòng điện chạy qua đặt trong từ trường.

4. Tác dụng của trọng lực lên khung dây có dòng điện chạy qua đặt trong từ trường.

Câu 3: Động cơ điện một chiều gồm có các bộ phận chính:

1. 1

2. 2

3. 3

4. 4

Câu 4: Động cơ điện một chiều có thể quay được là nhờ tác dụng của lực nào?

1. Lực hấp dẫn

2. Xem thêm : Cách tập nói cho trẻ 3 tuổi chậm nói ba mẹ nên tham khảo

   Lực đàn hồi

3. Lực điện từ

4. Lực từ

Câu 5: Rôto của động cơ điện một chiều trong kỹ thuật có cấu tạo như thế nào?

1. Là nam châm vĩnh cửu có trục quay

2. Là nam châm điện có trục quay

3. Đây là nhiều cuộn dây có thể quay quanh một trục

4. Đây là nhiều cuộn dây quấn quanh lõi thép gắn vào vỏ

Câu 6: Trong động cơ điện kỹ thuật, bộ phận tạo ra từ trường là:

1. Nam châm điện cố định (Stator)

2. Nhiều cuộn dây đặt ở các góc khác nhau đứng yên (Stator)

3. Nam châm điện chuyển động (Roto)

4. Nhiều cuộn dây chuyển động được đặt ở các góc khác nhau (Roto)

Câu 7: Để động cơ điện quay và cung cấp cho chúng ta cơ năng thì phải cung cấp những dạng năng lượng nào?

1. Động năng

2. Năng lượng tiềm năng

3. Điện

4. Năng lượng nhiệt

Câu 8: Phát biểu nào sau đây không phải là ưu điểm của động cơ điện?

1. Không thải ra các chất, khí, hơi gây ô nhiễm môi trường xung quanh

2. Công suất có thể dao động từ vài watt đến hàng trăm, hàng nghìn hoặc hàng chục nghìn kilowatt.

3. Hiệu quả rất cao, có thể đạt tới 98%

4. Có thể trực tiếp chuyển đổi năng lượng nhiên liệu thành năng lượng cơ học.

TRẢ LỜI:

Câu 1: C

Câu hỏi 2: A

Câu 3: B

Câu 4: C

Câu 5: C

Câu 6: A

Câu 7: C

Câu 8:D

Trên đây là bài viết tổng hợp những kiến ​​thức liên quan đến động cơ điện một chiều mà các em sẽ học trong chương trình vật lý lớp 9. Hy vọng qua bài viết này các bạn có thể nắm chắc lý thuyết cũng như biết rõ nguyên lý hoạt động của động cơ điện một chiều, từ đó có thể áp dụng vào thực tế đời sống. Cảm ơn bạn đã đọc bài viết này.

Nguồn: https://timhieulichsuquancaugiay.edu.vn
Danh mục: Giáo dục