BÀI 28: ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU

Tóm tắt lý thuyết

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

1.1. 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

1.2. 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.

1.3. 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

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

Nam châm điện: stato

Cuộn dây: rôto

2.2. 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.

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

 

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.

 

Câu hỏi trắc nghiệm 

Câu 1: Rôto của một động cơ điện một chiều trong kỹ 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 một cuộn dây dẫn có thể quay quay quanh cùng một trục.

D. Là nhiều cuộn dây dẫn quấn quanh một lõi thép gắn với vỏ máy.

 

Câu 2: Muốn cho động cơ điện quay được, cho ta cơ năng thì phải cung cấp cho nó năng lượng dưới dạng nào?

 

A. Động năng.

B. Thế năng.

C. Nhiệt năng.

D. Điện năng.

 

Câu 3: 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 ngàn, chục ngàn kilôoat.

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.

 

Câu 4: Điều nào sau đây là sai khi nói về cấu tạo của động cơ điện một chiều trong thực tế ?

A. Trụ sắt là do một số lớn các lá sắt đặc biệt gọi là tôn silíc ghép cách điện với nhau hợp thành.

B. Rôto gồm nhiều khung dây đặt trong các rãnh xẻ dọc theo mặt ngoài của một trụ sắt.

C. Cổ góp điện luôn gắn ở đầu các khung dây.

D. Stato của động cơ làm bằng nam châm vĩnh cửu.

Câu 5: Động cơ điện một chiều hoạt động dựa trên tác dụng nào dưới đây?

 

A. Tác dụng của dòng điện lên dây dẫn thẳng có dòng điện chạy qua.

B. Khả năng giữ được từ tính lâu dài của thép.

C. Sự nhiễm từ của sắt, thép.

D. Tác dụng của từ trường lên khung dây dẫn có dòng điện chạy qua.

 

Bài viết gợi ý: