Питання для самоконтроля

1. Які газові процеси Ви знаєте? Якими законами вони освітлюються? Дайте тлумачення адіабатному процесу.

2. Наведіть 1 начало термодинаміки та його застосування до ізопроцесів.

3. Дайте поняття числу ступенів свободи. Наведіть закон Больцмана.

4. Дайте поняття внутрішній енергії та наведіть шляхи її зміни.

5. Дайте поняття роботі та кількості енергії термодинамічної системи.

Лабораторная работа № 12 «определение мощности на валу электродвигателя»

Цель работы: практическим способом определить мощность электродвигателя методом ленточного тормоза

Приборы и принадлежности: коллекторный электродвигатель, динамометр, счетчик, пусковой реостат, устройство, подавляющее помехи.

Введение

Явление вращения проводника с током в магнитном поле (т. е. явление электромагнитной индукции) используют в устройстве электродвигателя.

В электродвигателе используется обмотка из большого числа витков, которые расположены в пазах стального цилиндра, собранного из листовой стали. Приложенное к обмотке якоря напряжение вызывает ток, который в свою очередь создает магнитное поле, взаимодействующее с магнитным полем возбуждения. При этом возникает сила, вращающая ротор.

Мощность электродвигателя вычисляется по формуле:

(1)

где F – сила, вращающая ротор электродвигателя, Н

v – скорость вращения ротора, м/с

Линейную скорость v вращения ротора можно определить следующим образом:

(2)

где n – число оборотов за время t;

R – радиус шкива, м;

t – время в секундах, за которое электродвигатель сделал N оборотов. Таким образом, мощность электродвигателя равна:

Назначение устройства

Прибор представляет собой коллекторный электродвигатель мощностью 80Вт, напряжением 220В, смонтированный на горизонтальной панели. На панели установлены: стойка с продольной прорезью (по стойке перемещения находится планка с прикрепленными к ней двумя динамометрами), держатель со счетчиком числа оборотов и пусковой реостат, закрытый чехлом и подавляющее помехи устройство. На ось электродвигателя надет шкив диаметром 60 мм с выступами по сторонам.

Шкив охватывается ленточным тормозом, концы которого связаны с динамометрами, имеющими две шкалы: левая на 4 Н с ценой деления 1/10 Н; правая на 400г с ценой деления 10 г.

Ось электродвигателя выходит за торец шкива и имеет фрикционное соединение со счетчиком оборотов.

Шкала счетчика оборотов имеет деление от 0 до 200. Каждое деление соответствует двум оборотам электродвигателя.

Поворотом верхнего кольца можно установить указатель на нулевое деление шкалы.

Порядок выполнения работы

1. Планку с динамометром закрепляют в прорези стойки образом, чтобы указатели динамометра устанавливались на нуль.

2. Прибор через реостат включают в сеть с напряжением 220 В.

3. Динамометр передвигаю немного вверх, натягивая ленточный тормоз, В результате этого динамометры дадут разные показатели и которые заносятся в таблицу результатов измерения (значения вычисляют по левой шкале в ньютонах).

4. Наблюдая за счетчиком оборотов, улавливают момент совпадения нулевого деления шкалы счетчика с указателем кольца и пускают секундомер.

5. Отсчитав на шкале счетчика, например, 1000 оборотов, секундомер останавливают.

6. Полученные результаты, т. е. число оборотов и время, за которое электродвигатель проделал данное число оборотов, также заносятся в таблицу.

7. Не выключая электродвигатель, поднимаю динамометр несколько выше с таким расчетом, что нагрузка на динамометр изменилась примерно на 0,5 Н и снова проводят измерения, как указано выше.

8. Постепенно увеличивая натяжения ленточного тормоза, повторяют опыт несколько раз до полного торможения электродвигателя.

9. По данным 1-й и 2-й граф таблиц вычисляют число оборотов электродвигателя в минуту при разных режимах работы, заносят их в таблицу 1 и сроят на миллиметровой бумаге кривую зависимости мощности от числа оборотов.

Таблица 1

N обор	t, с	F1, Н	F2, H	F=F2-F1, H	N, Вт		ε, %
200
400
600
800
1000
1500
2000
2500
3000
4000

Следует иметь в виду, что в этой лаборатории работа определяется мощность, которая развивается на шкиве данной установки, она не будет соответствовать полной мощности, указанной на электродвигателе, т.к. значительную мощность поглощает счетчик оборотов.

10. Вычислить абсолютную и относительную погрешность для любого из одного измерений:

;

11. Результат измерений записывают в виде:

N = N_cp + N

12. По результатам работы сделать вывод.

13. Ответить на контрольные вопросы.

Вопросы для самоконтроля

1. Обоснуйте понятия “работа, мощность, энергия”.

2. Обоснуйте явление электромагнитной индукции Фарадея. Приведите закон Фарадея и правило Ленца.

3. Приведите принцип действия простейших генераторов постоянного и переменного тока.

4. Поясните понятие “коэфициента полезного действия”.

5. От каких параметров зависит мощность электродивателей? Ответ обоснуйте.