维姆胡斯感应起电机原理 丁炳亮 一、小电荷的放大 假如我们需要一个带1C 电量的小球，但是手头上只有一个带0.1C 电量的小球，如何能使小球的电量增加呢？下面将用一种非常简单的方法就可以使小球带的电量增加很多倍。 （第一步） （第二步） （第三步）
刚开始只有小球A是带少量电荷的，经过第二、第三步后得到了带电量比小球A多小球B1、B2。重复二、三步骤可以得到带更多电量的小球。上面实验中旁边的小球称为施感小球，中间两个小球用金属导杆连接在一起构成了电偶极子，移去连接小球的金属导杆再移开旁边的施感小球即可得到两个带异种电荷且电荷量略比施感小球多些的小球。当然，如果施感小球离中间两个小球太远就不一定能得到比施感小球多的电荷量。假设施感小球带的电荷量为Q1，一个施感小球能使电偶极子一边的小球得到电荷量为KQ1（可以肯定K是小于1），电场具有叠加性，则左右两个施感小球能使电偶极子一边的小球得到电荷量为2KQ1。2KQ1>Q1才能保证重复实验二、三步电荷量是不断增加的，即K>1/2。另外，需注意是先移开连线中间小球的金属导杆再移开施感小球，否则中间两个小球不能得到感应电荷。这点将在后面解释感应电机为什么反转不起电。 二、电荷的收集与存储 为了能得到更多的电荷需要在小球带的电荷达到一定量时用装置存储起来，但是一次只收集存储其中的一对小球，也就是说要轮流收集两对小球上的电荷，因为要留一对做为下一步的施感小球。存储电荷用的是一个特殊电容器（耐电压高，电容量小），称为莱顿瓶。如果莱顿瓶一直连在小球上则一有些电荷就会被存储，施感小球的电荷量一直上不去，使得产生电荷速度缓慢。所以需要在小球电荷达到一定量才开始收集存储。实现该目的的方法就是利用间隙放电，如下图中的集电梳，集电梳与小球之间有一定的间隙，当小球电荷量达到一定量时，间隙放电，才开始对莱顿瓶充电。 电刷 莱顿瓶
无刷直流电机工作原理详解 日期: 2014-05-28 / 作者: admin / 分类: 技术文章 1. 简介 本文要介绍电机种类中发展快速且应用广泛的无刷直流电机（以下简称BLDC）。BLDC被广泛的用于日常生活用具、汽车工业、航空、消费电子、医学电子、工业自动化等装置和仪表。顾名思义，BLDC不使用机械结构的换向电刷而直接使用电子换向器，在使用中BLDC相比有刷电机有许多的优点，比如： 能获得更好的扭矩转速特性； 高速动态响应； 高效率； 长寿命； 低噪声； 高转速。 另外，BLDC更优的扭矩和外形尺寸比使得它更适合用于对电机自身重量和大小比较敏感的场合。 2. BLDC结构和基本工作原理 BLDC属于同步电机的一种，这就意味着它的定子产生的磁场和转子产生的磁场是同频率的，所以BLDC并不会产生普通感应电机的频差现象。BLDC中又有单相、2相和3相电机的区别，相类型的不同决定其定子线圈绕组的多少。在这里我们将集中讨论的是应用最为 广泛的3相BLDC。 2.1 定子 BLDC定子是由许多硅钢片经过叠压和轴向冲压而成，每个冲槽内都有一定的线圈组成了绕组，可以参见图2.1.1。从传统意义上讲，BLDC的定子和感应电机的定子有点类似，不过在定子绕组的分布上有一定的差别。大多数的BLDC定子有3个呈星行排列的绕组，每 个绕组又由许多内部结合的钢片按照一定的方式组成，偶数个绕组分布在定子的周围组成了偶数个磁极。
BLDC的定子绕组可以分为梯形和正弦两种绕组，它们的根本区别在于由于绕组的不同连接方式使它们产生的反电动势（反电动势的相关介绍请参加EMF一节）不同，分别呈现梯形和正弦波形，故用此命名了。梯形和正弦绕组产生的反电动势的波形图如图2.1.2和图 2.1.3所示。
维氏起电机 【实验目的】 演示起电现象，了解产生电荷的原理及其应用，观察电容器（莱顿瓶）的电容量 的变化情况。 【实验器材】 维氏起电机，包括由起电盘、放电球、莱顿瓶、感应电刷、皮带轮、集电梳、连接片，起电圆盘涂有许多片铝箔，如图37-1所示。 图37-1 【实验原理】 感应起电机是一种能连续取得并可积累较多正、负电荷的实验装置。莱顿瓶是个电容，用来储电。感应起电机在左右各有一莱顿瓶，两莱顿瓶集聚不同种电荷， 作为电源的正负极。 当顺时针摇动转轮上的摇柄时，由于在静电序列中铝排在铜之前，所以在圆盘转动时铝片与电刷上的铜丝摩擦而带上正电荷，铜丝带负电荷。如图：假设刚摩擦时金属铝片S1带电量为Q1，与其在同一直径上的铝片S2带电量为Q2，Q1与 Q2有大小之分。图37-2所示。 当圆盘转过90°时，S1与反面电刷B'相对，此时S2'、S1'分别与S1、S2相对。假设Q1＞Q2，由于S1'与S2'之间有电刷连接，会引起自由电子移动，使得S1' 带正电荷，S2'带负电荷，图37-2（b）。 当圆盘再转过45°时，S1、S2分别顺时针转至与电极相接的悬空电刷E2、E1处，并在该处放电使E1、E2带正电荷，这些正电荷又被积聚在莱顿瓶C1、C2中， 图37-2（c）。
当圆盘再转过45°即S1转到与正面电刷B相对应时，S1与S1?相对，S2与S2'相对，刚经过放电的S1与S2恰好不再带有电荷。S2?带负电使得S2感应带正 电，又由于与 图37-2 图37-3 金属刷上铜丝摩擦也使它带正电，在二者共同作用下S2带上了正电荷；对于S1来说，S1'上的正电荷使其感应带负电荷，由于金属刷的连接作用，S2所带的正
第28届中学生物理竞赛复赛模拟试卷及答案
第28 届全国中学生物理竞赛复赛模拟试卷 一、填空题．（本题共4小题，共25 分） 所示的电阻丝网络，每一小段电阻同为r ，两个端点A 、B 间等效电阻R 1=r 209153若在图1网络中再引入3段斜电阻丝，每一段电阻也为r ，如图2 所示，此时A 、B 间等效电阻R 2=r 3 2 2．右图为开尔文滴水起电机示意图。从三通管左右两管口形成的水滴分别穿过铝筒A 1、A 2后滴进铝杯B 1、B 2，当滴了一段时间后，原均不带电的两铝杯间会有几千伏的电势差。试分析其原理。图中铝筒A 1用导线与铝杯B 2相连；铝筒A 2用导线与B 1相连。 解答：本装置的几何结构尽管十分对称，但由于空气中离子分布及宇宙射线等因素的不确定性，使铝筒A 1、A 2的电势会略有不同。譬如，A 1的电势比 A 2高，由于静电感应，使A 1上方的水滴带负电，A 2上方的水滴带正电，带电 水滴分别滴入下方的铝杯后，使B 1杯带负电，由于B 1与A 2用导线相连，又使 A 2电势进一步降低，同理A 1电势则进一步升高，这又使A 1上方的水滴带更多 的负电，A 2上方的水滴带更多的正电，如此下去，使铝杯B 2的电势越来越高，B 1的电势越来越低，最终可使两铝杯间产生几千伏的电势差。当然，由于各种因素的不确定性，下次实验开始时，可能A 2的电势比 A 1高，最终使 B 1的电势比B 2的电势高几千伏。但A 1、A 2因偶然因素造成的电势差因上述正反馈效应而得到 放大却是不变的。 【点评】物理系统的对称性因某种原因受到破坏，这种现象称为对称破缺。对称破缺在物理学的许多分支及其他许多学科里已成为一个重要的概念。本题是这方面的一个例子。 3．受迫振动的稳定状态由下式给出)cos(?ω+=t A x ， 2 222204)(ωβωω+-= h A ，2 20arctan ω ωβω?--=。其中m H h =，而)cos(t H ω为胁迫力，m γ β= 2，其中dt dx γ-是阻尼力。有一偏车轮的汽车上有两个弹簧测力计，其中 一条的固有振动角频率为102727.39-=s ω，另外一条的固有振动角频率为 1' 05454.78-=s ω，在汽车运行的过程中，司机看到两条弹簧的振动幅度之比为7。 设β为小量，计算中可以略去，已知汽车轮子的直径为1m ，则汽车的运行速度 得分 阅卷 复 核
静电的起电机道理及其防治的方法 不知道诸位能否有过这样的阅历，当你用手去触摸一个金属物体的时辰，手感到猛的麻了一下。对，是静电。试想一下，假如此刻您触摸的不是其余的东西，而是您的CPU,内存能够是硬盘甚么的，呵呵，怎么样,不止是手麻了一下吧? 静电在咱们的保存中大约说是无处不在。着实早在公元前600年，希腊的Thales就已经发明并记载了静电，只无非在那个时辰人们称之为“鬼火”罢了。跟着光阴的推移，此刻，人们进入了一个数字化的全国里，各式各式的电子配备充斥在各个范围，尤其是在PC高度遍及的神童。咱们知道，共计机搜罗有大量的微功耗、低电平、高集成度、高电磁活络度的电路和元器件，以是，共计机是最简单受到静电损害的电子配备之一。 在探求静电对共计机的损害畴前，笔者以为有重要对静电的起电机理做一下简单的陈诉。物体的静电带电景象也叫静电起电，按照伏特——赫姆霍兹假说，大约把静电起电机理分为打仗、连系、抵触三个进程。而咱们平日保存中所碰见的静电景象也绝大荣华是固体和固体的打仗——连系起电。它的起电现实主假如指固体和固体之间的打仗——连系起电机理，即是指两种差别的固体亲密打仗、连系明日，将带上标记类似、电量相等的电荷，撤消固体和固体打仗——连系起电外，还有剥离起电、团结起电、电解起电等等。 共计机在使用进程中能在元器件外表积聚大量的静电电荷。最榜样的即是浮现器在使用事后用手去触摸浮现屏幕就会发生猛烈的静电放电景象，这即是浮现器屏幕上的电荷和咱们人体上所带异号电荷发生中和时所发作的静电放电景象，至于静电放电的定义，这里就不再论述，乘兴致的读者大约自行查阅质料。因为静电放电进程是电位、电流随机瞬时变动的电磁辐射，以是，不论是放电能量较小的电晕放电，仍是放电能量较大的火款式放电，都大约发作电磁辐射。而咱们在后头已经提到共计机自己搜罗有大量的高电磁活络度的电路以及元器件，以是，在使用进程中假如碰到静电放电景象(ESP)，泛起的终于是不成猜想的。静电放电景象对共计机的损害可分为硬性损伤和软性损伤，硬性损伤即是指因为ESP过于强烈而导致的如显卡、CPU、内存等电磁活络度很高的元器件被击穿，从而无奈正常任务以至彻底报废。静电放电所组成的硬性损伤的破欠安程度主要取决于静电放电的能量及元器件的静电减速度，也和损害源和减速器件之间的能量耦合方法，彼此地位无关。软性损伤则是指因为静电放电时发作的电磁干扰(其电磁脉冲频谱可达Mhz～Ghz)组成的存储器内部存储过错、比特数位移位，从而发作如死机、非法操作、文件丢失、硬盘欠安道发作等隐性过错，绝对硬性损伤，它更难被发明。 如何解除静电损害是财富范围十分重要的一个课题。而为了咱们的爱机，咱们也要奋力的解除机器上的静电。起首，要解除咱们自己的静电。静电具有电压高、电场强的特性，在枯燥的低温状况下对地绝缘良好的人在脱衣服时，人体就带有数万伏的电压。有人曾经做过执行，当一个人私家在覆盖有PVC薄膜的椅子顶面疾速地坐下站立明日，他身体上所带静电电压为18Kv。这已经远远的凌驾了共计机芯片所能遭受的抗静电放电的耐压值。分外是当人体对地泄露电阻越大(如穿绝缘鞋底或地面绝缘)人体静电越简单积聚，组成较高的人体静电电位，这时人体的静电放电和静电损害就愈易发生。解除人体静电很简单，只要用手摸一下大地或和大地相连的导体就能监禁掉身体上的静电。而共计机上的静电如何迷失?静电迷失的末端毕竟是OK正负电荷的中和，OK静电迷失的路径主要有两条：一是经由空气，使物体上的电荷和大气中的异号电荷中和，另外一条即是经由带电体自己和大地相连的物体的传导感化使电荷向大地泄露，和大地中的异号电荷发生中和，又称静电接地。说到这里各人可要留心了，尤其是保具备城市里居住在楼房上的朋友，请看：根据我国无关标准(JXB110-91,GJB2527-95)和文献对静电接地做了严厉的定义：所谓的静电接地是指物体经由导电，防静电质料或其余制品和大地在电气上牢靠连接，确保静电导体和大地的电位相近。好了，看看你自己所接的地线吧(没接的朋友就不用看了)合适国标吗?着实在静电学上，即是对静电接地的方法及用料申请也是有着严厉的规定，比喻规定接地装置要有接地体，接地干线和接地支线组成，并对接地质料的长度，宽度都有很严厉的规定，但对于我等DIYer来说，假如按照那些标准来OK接地的话，估计有点儿不太现实，咱们只能敷衍了事了。一根铁丝即是咱们最好的质料，具体的接中央法我就不在这里频频了。
滴水起电机简易装置的制作与应用分析 制作：赣榆县实验中学阮志军于世贵徐大仕 滴水起电机最早是由开尔文发明的，又名开尔文滴水起电机．它十分简单、便于制作，却含有丰富的物理思想，可是在实践中发现材料的选择和细节安排的不同会直接影响实验的成败，为此进行了大量的对比试验，制作了一种材料易得、制作简单的滴水起电机简易装置．此装置增加了滴水管的固定与底部绝缘部分，水中加入红色钢笔水，且水管加细使喷泉现象更明显，一经制作完毕，以后使用可无需调节，只 需加水便就可成功演示．它集科学性与趣味性于一身，十分适用于中学教学演示， 更可让学生自己制作，既锻炼动手能力又能激发其对科学的兴趣． 一、实验原理及装置 如图l所示，A为储水装置。B1，B2为三通导管的两个出水口，C l，C2为两去 了上下底的金属圆筒，D l，D2为两个金属盆，C l与D2，C2与D l分别用导线相连， 水滴穿过金属圆筒中心落入金属盆中．由于宇宙射线和地下放射性物质发出的放 射线等作用，使空气中气体分子发生电离而形成离子，它们不断的做不规则运动， 撞击金属盆，在金属盆上就形成了电势的涨落，某一时刻如果D1的电势略高于 D2，那么相应的C2的电势就高于C l，由于感应起电．B l中流出的水滴带正电．水滴携带着电荷落入盆中，使盆D1也带上了正电荷，与之相连的金属圆筒C2所带的正电荷也就不断增加，相应的从B2中流出的水滴上就会被感应出更多的负电荷．如此循环下去，D l和D2上积累的电荷越来越多，此时的D1和D2也就相当于了电源的正负极． 二、材料 大矿泉水瓶1个，去上下底的易拉罐1个(从中间一分为二)，医用输液器2个，敞口金属碗2个，小矿泉水瓶1个，2个瓶盖，盆状的塑料盒l个，导线若干，塑料胶布，双面胶，细丝线，红色钢笔水．三、装置制作 实验装置如图2所示： (1)A为敞口的塑料包装盒，底部靠近边缘处左右对称的钻两个小孔，用 双面胶固定在大矿泉水瓶的上部． (2)B1和B2是将医用注射器的可调水流的部分截取下来，上端同注射器锥 形坚硬部分安装到一起，下端倒插入一个靠近针头部分的细管制成的．将B l 和B2分别插入A的两个孔中．其下端靠近管口处用分别用瓶盖B l和B2固定在 大矿泉水瓶上，两边要对称并且保证管口竖直朝下． (3)C1和C2为易拉罐去掉上下底后一分为二所制，用塑料胶带把边缘封好，用双面胶固定在中心大瓶
感应起电机实验报告 篇一：感应起电机原理 感应起电机工作原理 及应用概述 学院：信息工程学院 班级：计01. 2班 组长：冯明浩0154038 小组成员：贾铮0154042 闫玮蓉0154054 张星0154056 日期：2002年12月20日 课题研究介绍 名称：感应起电机工作原理及应用概述 内容： 一、感应起电机基本结构。 二、感应起电机正转、反转状态下的工作原理。 三、拓展试验。
资料收集：冯明浩贾铮闫玮蓉张星 资料整理：贾铮 论文撰写：冯明浩贾铮闫玮蓉张星 主讲：闫玮蓉 试验操作：冯明浩 参考书目：《大学物理·电磁学》清华大学出版社张三慧主编《静电防护技术手册》电子工业出版社张宝铭主编《大不列颠百科全书》第五卷 参考网站： /retype/zoom/1b56b6d4b9f3f90f76c61b52 ?pn=3&x=0&y=0&raww=553&rawh=350 &o=png_6_0_0_439_282_337_213__&ty pe=pic&aimh=&md5sum=bfc23c0255ea7 e56ae71b40e01c0c6de&sign=8cbda26375 &zoom=&png=24362-125522&jpg=0-0” target=“_blank”>点此查看 这是因为没有莱顿瓶后其电容减小了，
可由公式U=Q/C解释：要产生电火花，两小球间电压约为几万伏，当C减小时，悬空电刷仅需要集聚很少电荷就可使电压升高到放电要求，故与原来相比，放电频率会加大。但是由于小球上每次放电所放出的电量减少了，相应电流也会减小，因而电火花很小。 二、感应起电机正转、反转状态下的工作原理 当顺时针摇动转轮上的摇柄时，分开的两个小球之间会有电火花产生，同时会听到噼里啪啦的放电声。这就是感应起电机的放电现象。这样的现象是如何产生的呢？下面我们就介绍一下它的原理。 由于在静电序列中铝排在铜之前，所以在圆盘转动时铝片与电刷上的铜丝摩擦而带上正电荷，铜丝带负电荷。如图：假设刚摩擦时金属铝片S1带电量为Q1，与其在同一直径上的铝片S2带电量为Q2,Q1与Q2有大小之分。如图：S1转过45°1===> S
关于开尔文起电机的实验笔记： 绝缘对于装置的重要性： 在理想状况下，由于系统的绝缘性非常好，两 铝锅之间所能达到的电位差会非常高，达到数万 伏．但是，在实际实验的过程中，系统的绝缘性不
可能非常好，也就是说，电荷会因为尖端放电、溶 液表面与空气的电荷交换以及系统与地面之间的 漏电等原因而不断流失，则两铝锅之间的电位差 存在一个最大值．随着两铝锅之间的电位差不断 增加，静电感应会不断强化，但同时电荷流失速度 也不断加快．当电荷的积累与电荷的流失达到平 衡时，两铝锅之间的电位差也就达到最大 5月16日星期四 经过小组内的探讨，我们决定做一个简易的开尔文起电机。所需要的材料有： 一个1.5L的可乐瓶，2个易拉罐，若干导线（带架子），一个带磁铁的塑料平台，铁架台，静电计，万用表（用来检测电路通断），两个金属桶，2个点滴器（用来引流）。 在做实验的过程中发现静电计完全没有反应，推测是电荷被导走，所以没有电荷积累。通过思考和查资料发现是由于装置的绝缘没有做好，导致装置中的金属裸露在空气中，又因为空气湿度较高，富含大量正负离子，所以能够很快的与起电机产生的少量电荷中和，导致现象很不明显。（参考开尔文起电机在潮湿环境中的研究）。所以，第一天我们完成了整个装置的滴水线路部分（主要将点滴器与塑料瓶连通）。 5月23日星期四 为保证装置与空气良好绝缘，我们做了如下处理： 1.将用易拉罐瓶身做的感应圆环用漆包线缠绕的塑料圆环代替，保证了绝缘性 2.用塑料保温壶盖代替金属桶 3.将导线的裸露在外面的架子用电工胶布包裹 4.在下端储水盒的表面用一层油覆盖，避免水面直接与空气接触 为增强水的导电性能，在自来水中加入了一定量的NaCl，以增加其中含有的自由离子浓度 但不幸的是，做实验时发现，仍旧没有明显现象，经过思考发现是由于装置绝缘做的太好，导致起电机不能再通过自然方式带电，所以需要人工加一定量的初始电荷或电压。尝试了实验室中的范式起电机，但由于它年久失修，所以起电效果很不明显。所以，我们在网上订购了一台感应起电机。 5月26日 将感应起电机的一个金属杆与线圈的一端相连，另一个线圈与另一个金属杆相连，使得将装置连接好后，发现当启动感应起电机时，水滴的流速明显加快，有种被“吸”出来的感觉，而且水滴在线圈平面处发生明显的偏转，甚至还有向上偏转的水滴。但当感应起电机停止后，上述现象也消失了。 这令我们非常的困惑，初步推测还是漏电的原因，经过仔细的观察，发现可能是由于感应起电机裸露的金属球将电荷导走。于是，我们又做了一次探究——在转动感应起电机的过程中，将连接在其上的架子去掉。但不幸的是，一旦装置与感应起电机的连接断开，现象便消失了。又重新做了几次，发现依旧如前。
范德格拉夫起电机工作原理 我们大多数人都见过这个能让人们的头发直立的、称作范德格拉夫起电机的设备。该设备看起来就像一个安装在底座上的大铝球，您可以从下图中看到它的效果。 Photo courtesy -->约翰·兹维萨和他的儿子近距离体验范德格拉夫起电机！ 您是否曾经想知道这个设备到底是什么、它是如何工作的、发明它的目的是什么以及您自己如何制作一台这样的设备？当然，它不是为了让人们的头发直立而发明的……或者，您是否曾经在干燥的冬日里拖着赤足走过地毯，然后在碰到某个金属物体时受到从未有过的电击？您是否曾想了解静电和静电贴纸的奥秘？ 如果您曾思考过上述任一问题，那么本文将为您提供完美的答案。在本篇博闻网文章中，我们将对范德格拉夫起电机和静电进行一般性的讨论。您甚至将学会如何制作自己的范德格拉夫起电机！ 要了解范德格拉夫起电机以及它的工作方式，您需要了解静电。我们几乎全都熟悉静电，因为我们能在冬天看到并感觉到它。在干燥的冬日，静电能够在我们的身体中累积，并且使电火花从我们的身体跳到金属物体或其他人的身体上。当电火花跳跃时，我们能够看到、感觉到它，并听到电火花的声音。 词根英语中“electron”（电子）一词来自于希腊语中意思为amber（琥珀）的单词！
在科学课上，您还可能用静电做过一些实验。例如，如果您用丝绸摩擦玻璃棒或用毛线摩擦琥珀，那么玻璃和琥珀将产生静电荷，能够吸引小的纸片或塑料。 要了解在身体或玻璃棒产生静电荷时发生了什么事情，您需要了解组成我们日常所见之万物的原子。所有物质都由原子组成，原子本身由带电粒子组成。原子具有由中子和质子组成的原子核。它们还具有由电子组成的“外壳”。通常，物质呈电中性，这意味着电子和质子的数量相等。如果原子具有的电子数超过质子数，则原子带负电。如果它的质子数超过电子数，则带正电。 一些原子保持电子的能力比其他原子强。物质保持电子能力的强弱决定了它在摩擦电序中的位置。如果一种材料在与其他材料接触时更容易放弃电子，则它在摩擦电序中具有更高的正电性。如果一种材料在与其他材料接触时更容易“捕获”电子，则它在摩擦电序中具有更高的负电性。 下表显示了您可以在家中找到的许多材料的摩擦电序。摩擦电序中的正电性材料位于顶部，负电性材料位于底部： 人手（尽管通常过于潮湿）极强正电性 兔皮 玻璃 人的头发 尼龙 毛线 毛皮 铅 丝绸 铝 纸 棉花 钢电中性 木头 琥珀 硬橡胶 镍、紫铜 黄铜、银 金、铂
电动机的基本结构及工作原理 交流电机分异步电机和同步电机两大类。异步电机一般作电动机使用，拖动各种生产机械作功。同步电机分分为同步发电机和同步电动机两类。根据使用电源不同，异步电机可分为三相和单相两种型式。 一、异步电动机的基本结构 三相异步电动机由定子和转子两部分组成。因转子结构不同又可分为三相笼型和绕线式电机。 1、三相异步电动机的定子： 定子主要由定子铁心、定子绕组和机座三部分组成。定子的作用是通入三相对称交流电后产生旋转磁场以驱动转子旋转。定子铁心是电动机磁路的一部分，为减少铁心损耗，一般由0.35～0.5mm厚的导磁性能较好的硅钢片叠成圆筒形状，安装在机座内。定子绕组是电动机的电路部分，安嵌安在定子铁心的内圆槽内。定子绕组分单层和双层两种。一般小型异步电机采用单层绕组。大中型异步电动机采用双层绕组。机座是电动机的外壳和支架，用来固定和支撑定子铁心和端盖。 电机的定子绕组一般采用漆包线绕制而成，分三组分布在定子铁心槽内（每组间隔120O），构成对称的三相绕组。三相绕组有6个出线端，其首尾分别用U1、U2；V1、V2；W1、W2表示，连接在电机机壳上的接线盒中，一般3KW以下的电机采用星形接法（Y接），3KW以上的电机采用三角形接法（△接）。当通入电机定子的三相交流电相序改变后，因定子的旋转磁场方向改变，所以电机的转子旋转方向也改变。
2、三相异步电动机的转子：
转子主要由转子铁心、转子绕组和转轴三部分组成。转子的作用是产生感应电动势和感应电流，形成电磁转矩，实现机电能量的转换，从而带动负载机械转动。转子铁心和定子、气隙一起构成电动机的磁路部分。转子铁心也用硅钢片叠压而成，压装在转轴上。气隙是电动机磁路的一部分，它是决定电动机运行质量的一个重要因素。气隙过大将会使励磁电流增大，功率因数降低，电动机的性能变坏；气隙过小，则会使运行时转子铁心和定子铁心发生碰撞。一般中小型三相异步电动机的气隙为0.2～1.0mm，大型三相异步电动机的气隙为1.0～1.5mm。 三相异步电动机的转子绕组结构型式不同，可分为笼型转子和绕线转子两种。笼型转子绕组由嵌在转子铁心槽内的裸导条（铜条或铝条）组成。导条两端分别焊接在两个短接的端环上，形成一个整体。如去掉转子铁心，整个绕组的外形就像一个笼子，由此而得名。中小型电动机的笼型转子一般都采用铸铝转子，即把熔化了的铝浇铸在转子槽内而形成笼型。大型电动机采用铜导条；绕线转子绕组与定子绕组相似，由嵌放在转子铁心槽内的三相对称绕组构成，绕组作星形形联结，三个绕组的尾端连结在一起，三个首端分别接在固定在转轴上且彼此绝缘的三个铜制集电环上，通过电刷与外电路的可变电阻相连，用于起动或调速。 3、三相异步电动机的铭牌： 每台电动机上都有一块铭牌，上面标注了电动机的额定值和基本技术数据。铭牌上的额定值与有关技术数据是正确选择、使用和检修电动机的依据。下面对铭牌中和各数据加以说明： 型号异步电动机的型号主要包括产品代号、设计序号、规格代号和特殊环境代号等。产品代号表示电动机的类型，用汉语拼音大写字母表示；设
无刷电机工作及控制原理(图解) 左手定则，这个是电机转动受力分析的基础，简单说就是磁场中的载流导体，会受到力的作用。 让磁感线穿过手掌正面，手指方向为电流方向，大拇指方向为产生磁力的方向，我相信喜欢玩模型的人都还有一定物理基础的哈哈。
让磁感线穿过掌心，大拇指方向为运动方向，手指方向为产生的电动势方向。为什么要讲感生电动势呢?不知道大家有没有类似的经历，把电机的三相线合在一起，用手去转动电机会发现阻力非常大，这就是因为在转动电机过程中产生了感生电动势，从而产生电流，磁场中电流流过导体又会产生和转动方向相反的力，大家就会感觉转动有很大的阻力。不信可以试试。 三相线分开，电机可以轻松转动 三相线合并，电机转动阻力非常大 右手螺旋定则，用右手握住通电螺线管，使四指弯曲与电流方向一致，那么大拇指所指的那一端就是通电螺旋管的N极。
状态1 当两头的线圈通上电流时，根据右手螺旋定则，会产生方向指向右的外加磁感应强度B(如粗箭头方向所示)，而中间的转子会尽量使自己内部的磁感线方向与外磁感线方向保持一致，以形成一个最短闭合磁力线回路，这样内转子就会按顺时针方向旋转了。 当转子磁场方向与外部磁场方向垂直时，转子所受的转动力矩最大。注意这里说的是“力矩”最大，而不是“力”最大。诚然，在转子磁场与外部磁场方向一致时，转子所受磁力最大，但此时转子呈水平状态，力臂为0，当然也就不会转动了。补充一句，力矩是力与力臂的乘积。其中一个为零，乘积就为零了。 当转子转到水平位置时，虽然不再受到转动力矩的作用，但由于惯性原因，还会继续顺时针转动，这时若改变两头螺线管的电流方向，如下图所示，转子就会继续顺时针向前转动，
关于云的起电理论很多，但目前还没有一种理论能够圆满地解释上述的所有问题，因为大气的运动在实验室里是模拟不出来的。下面介绍几种比较完善的理论。 （1）温差起电理论 一般情况下，如果一块物体冷热不均，热端带负电，冷端带正电。云中的冰晶、水滴、冰雹等因接触、碰并、破碎、摩擦等作用，使得冰晶带正电，水滴、冰雹等带负电。冰晶的密度小于水滴，小而轻，漂浮在云的上部。 （2）感应起电理论 在晴天电场的作用下，云滴被极化，使它们下半部带正电，上半部带负电，通过云内的运动，产生上正下负两个主要的电荷中心，两个中心建立后，方向向下的电场得以加强，便会产生一个正反馈机制。 （3）切割磁力线理论 北半球的云一般自西向东移动，而地球的磁力线则是由南极指向北极根据右手定则判断，正电荷向上移动，负电荷向下运动。 （4）破碎起电理论 水滴在气流的剧烈运动中分裂成带负电的较大颗粒和带正电的较小颗粒，后者被上升气流带到高空。 云底带少量的正电：地面的感应或地面的尖端物体带的正电荷被强烈的上升气流带入云底。 雷电的形成机理是大气物理学的一个分支。主要研究电离层以下大气中发生的各种电现象和它们的产生与相互作用过程的规律及应用。大气电学有两大主要部分：晴天电学和扰动天气电学。晴天电学主要研究晴天大气电场、大气电导率、地空电流和全球大气电平衡等；扰动天气电学主要研究雷雨云电结构和起电机制、雷与闪电过程、尖端放电过程与避雷方法等。大气电场 把地表面视为下极板、电离层导电层视为上极板，组成巨大球形电容两极板中间的大气基本不含电荷，上极板导电层含有正电荷，下极板的地表面含负电荷，这巨大电容器中间的电场称大气电场。规定大气电场方向从低电位的地面朝上（与物理学静电学规定相反）。尽管雷雨云移到某处时，雷雨云底部与相对应下垫面间的电场方向是向下的，但对全球而言，雷雨云区所占比例很小（约1%），故总体大气电场的方向是朝上的。晴天电场常被看作正常大气电场，其场强随纬度增大而增强、随离地面高度而变小，全球平均看，陆区地表面附近电场强度为120伏/米左右，海面上则约为130伏/米。在工业区污染严重、气溶胶粒子多的地方，晴天电场强度可达300~400伏/ 米。晴天电场场强随高度减弱是很强烈的，在10公里高度处的值仅为地面值的3%即约4伏/米。晴天电场强度有日变化和年变化。陆面在地方时04-06时和12-16时出现极小值，07─10时和19─21时为极大值；一年之中，冬季为极大值、夏季为极小值。在海面和两极地区，在世界时19时出现极大值，04时左右为极小值，这些地区大气电场年变化不明显。 大气电导率和离子迁移率 大气不仅含中性分子和原子，还含有一些离子，这些离子分为轻离子（由几个分子聚集在一起而带一个正电荷或负电荷，直径约千分之一微米）和重离子（荷电的气溶胶粒子，常带一个正电荷或负电荷，比轻离子大成千上万倍）。描述大气离子在电场中移动快慢的参数称迁移率，由于大气离子基本上都只带一个单位电荷，所以在同样的电场强度的电场中，轻离子的迁移率要比重离子的大得多。例如在场强为1伏/厘米的电场中，大气轻离子移动速率为115厘米/秒，而重离子的移动速率只是这个数的几百分之一。
电磁调速电动机接线图 电磁调速电动机是由滑差离合器和一般异步电动机结合在一起组成的，在规定的围，它能实现均匀连续无极调速。 电磁调速控制器：7芯接线(1、2、3、4、5、6、7) 电磁调速电动机：5端子（励磁线圈：F1、F2、测速发电机：U、V、W） 电磁调速控制器1、2接220V电源相线和零线；3、4(两根粗的）接励磁线圈F1、F2；5、6、7接电磁调速电机的测速发电机U、V、W 一般异步电动机：U、V、W通过接触器接电源R 、S、T。 JDIA型电磁调速电动机控制器是原机械工业部全国联合(统一)设计产品，用于电磁调速电动机(滑差电机)的调速控制。实现恒转矩无级调速。 一、型号含义：
二、使用条件： 1、海拔不超过1000m。 2、周围环境温度；-5℃-+40℃。 3、相对湿度不超过90％(20℃以下时)。 4、振动频率10-15OHz时，其最大振动加速度应不超过0.5g。 5、电网电压幅位波动±10％额定值时、保证额定使用。 6、周围介质没有导电尘埃和能腐蚀金属和破坏绝缘的气体。 三、主要技术数据： 3.1手操普通型(见下表) 四、基本工作原理：
从图1方框图可知，控制器由可控硅主回路、给定电路、触发电路、测速负反馈电路等环节组成。 主回路：采用可控硅半波直流电路。由于励磁线圈是一个电感性负载，为了让电流连续，因此在励磁线圈前并联一个续6R二级管(C2)。 主回路的保护装置：用熔断器(RD)进行短路保护，用压敏电阻1(Rv)进行交流侧浪涌电压保。 给定电路：4w交流电压由变压器副边经BZ01桥式整流，Rl、cl、C2兀型滤波后，以WD2WD1,稳压管加到给定电位器w1，两端。 测速负反馈电路：测速发电机三相(或单相)电压经D6×6桥式整流后由C3滤波加到反馈电位器W2二端，此直流电压随调速电机的转速变化成线性变化，作为速度反馈信号与给定信号相比较，由于它的极性是与给定信号电压相反的，它的增加将减少综合信号(等于给定信号反馈信号)，即起书负反锁的作用
悬浮地球仪 Magnetic suspension globe 磁悬浮地球仪运用磁悬浮的科学原理，将地球仪在无任何支撑及触点的空中自转,展示地球的真实状态，具有独特的视觉效果，给人以奇特新颖的感觉和精神享受。同时具有很高的欣赏和使用价值，地球球面为标准的世 界地图，世界各国疆域，版图及 重要城市尽收眼底,寓教娱乐， 融知识和趣味于一体，感受高科 技产品的神奇魅力。 [实验装置] 磁悬浮地球仪如图1所示。 仪器内部装置如图2所示。整个装 置由A，B，C三部分组成，A为待悬浮体地球仪，B，C分别为上下固定点。在地球仪A的南北两极处各安装一个小的永磁体，外N极内S极；C处安装一个永磁体，极性为上S极下N极。 [现象观察] 图1磁悬浮地球仪装置 B C 图2 地球仪内部构件示意图
1．接通电源； 2．双手持地球仪,使北极点自上而下慢慢接近上磁极,在一定高度处突然觉得手持力消失，双手松开即可将地球仪悬浮在空中，并在空中缓慢地转动地球仪。 [现象解密] 本实验是利用磁体间的相互作用实现常温磁悬浮的。但通常情况下，磁体间距离越近作用力越大。因此，由静磁场对磁体的作用而形成的磁悬浮一般是不稳定的。这里是在上磁极上安装有一个带有负反馈功能的电磁线圈，使得在一定高度处有一个势能极小点。地球仪的常温磁悬浮就是利用这一极小点：即把地球仪放置在该势能极小点处。 为了实现磁悬浮，采取了两项措施，那就是负反馈调节磁力和用磁力定位。B为上固定点，它由永磁体E、磁场敏感元件F和励磁线圈D组成。如果没有D，只靠E的作用不可能使A稳定地浮起来。为使A能稳定地悬浮，特意在上固定点B设置F和D，令励磁线圈D通以一定强度的电流，电流线圈产生的磁场方向与永磁体E的相同，即它们的合磁场对地球仪上的N极产生吸引。磁场敏感元件F感知地球仪A上极地磁极的位置，若地球仪A靠近E的S极时，合磁场将较强，有更吸引A往上的趋势，此时受F调整的控制电路将减弱流过D线圈的电流，使合磁场变弱，A将因吸引减弱而不向上运动；反之，若A 偏下，F感知地球仪偏下，F调整控制电路将增强流过D线圈的电流，
第28届全国中学生物理竞赛复赛模拟试卷 本卷共八题，满分160分。计算题的解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后结果的不能得分。有数字计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。填空题把答案填在题中的横线上，只要给出结果，不需写出求解的过程。 一、填空题．（本题共4小题，共25分） 1．图1所示的电阻丝网络，每一小段电阻同为r ，两个端点A 、B 间等效电阻R 1= 。若在图1网络中再引入3段斜电阻丝，每 一段电阻也为r ，如图2 所示，此时A 、B 间等效电阻R 2= 。 2．右图为开尔文滴水起电机示意图。从三通管左右两管口形成的水滴分别穿过铝筒A 1、A 2后滴进铝杯B 1、B 2，当滴了一段时间后，原均不带电的两铝杯间会有几千伏的电势差。试分析其原理。图中铝筒A 1用导线与铝杯B 2相连；铝筒A 2用导线与B 1相连。 3．受迫振动的稳定状态由下式给出)cos(?ω+=t A x ， 2 222204)(ωβωω+-= h A ，2 20arctan ω ωβω?--=。其中 m H h =，而)cos(t H ω为胁迫力，m γβ= 2，其中dt dx γ-是阻尼力。有一偏车轮的汽车上有两个弹簧测力计，其中一条的固有振动角频率为102727.39-=s ω，另外一条的固有振动角频率为1' 05454.78-=s ω，在汽车运行 的过程中，司机看到两条弹簧的振动幅度之比为7。设β为小量，计算中可以略去，已知汽车轮子的直径为1m ，则汽车的运行速度为 。 4．核潜艇中238U 核的半衰期为9105.4?年，衰变中有0.7%的概率成为234U 核，同时放出一个高能光子，这些光子中的93%被潜艇钢板吸收。1981年，前苏联编号U137的核潜艇透射到艇外的高能光子被距核源（处理为点状）1.5m 处的探测仪测得。仪器正入射面积为22cm 2，效率为0.25%（每400个入射光子可产生一个脉冲讯号），每小时测得125个讯号。据上所述，可知238U 核的平均寿命τ= 年（693.02ln =），该核潜艇中238U 的质量m = kg （保留两位有效数字）。 二、（20分）如图所示，一内半径为R 的圆筒（图中2R 为其内直径）位于水平地面上。筒内放一矩形物。矩形物中的A 、B 是两根长度相等、质量皆为m 的细圆棍，它们平行地固连在一质量可以忽略不计的，长为R l 3=的矩形薄片的两端。初始时矩形物位 得分 阅卷 复核 https://www.doczj.com/doc/4412481881.html, https://www.doczj.com/doc/4412481881.html, https://www.doczj.com/doc/4412481881.html, 得分 阅卷 复核 https://www.doczj.com/doc/4412481881.html, https://www.doczj.com/doc/4412481881.html, https://www.doczj.com/doc/4412481881.html,
静电感应起电机 工作原理 当顺时针摇动转轮上的摇柄时，分开的两个小球之间会有电火花产生，同时会听到噼里啪啦的放电声。这就是感应起电机的放电现象。这样的现象是如何产生的呢?下面我们就介绍一下它的原理。 由于在静电序列中铝排在铜之前，所以在圆盘转动时铝片与电刷上的铜丝摩擦而带上正电荷，铜丝带负电荷。如图:假设刚摩擦时金属铝片S1带电量为Q1，与其在同一直径上的铝片S2带电量为Q2,Q1与Q2有大小之分。如图: (1) 转过90° (2) 转过45° (3) 转过45° (4) 转过45° (5) 转过45° (6) 转过45° (7)当圆盘转过90°时，S1与反面电刷Bˊ相对，此时S2ˊ、S1ˊ分别与S1、S2相对。假设Q1>Q2，由于S1ˊ与S2ˊ之间有电刷连接，会引起自由电子移动，使得S1ˊ带正电荷，S2ˊ带负电荷。 当圆盘再转过45°时，S1、S2分别顺时针转至与电极相接的悬空电刷E2、E1处，并在该处放电使E1、E2带正电荷，这些正电荷又被积聚在莱顿瓶C1、C2中。 当圆盘再转过45°即S1转到与正面电刷B相对应时， S1与S1ˊ相对，S2与 S2ˊ相对，刚经过放电的S1与S2恰好不再带有电荷。S2ˊ带负电使得S2感应带正电，又由于与金属刷上铜丝摩擦也使它带正电，在二者共同作用下S2带上了正电荷;对于S1来说,S1ˊ上的正电荷使其感应带负电荷，由于金属刷的连接作用，S2所带的正电荷会导致电子移动(如图4)使S1带负电，这样，虽然有摩
擦产生的正电荷也会被以上两种作用所产生的负电荷抵消，因此S1还是带负电荷。 圆盘再转过45°时，S1ˊ与S2ˊ恰好分别转到悬空电刷E2ˊ与E1ˊ处。带正电的S1ˊ在E2ˊ处放电后不再带电，E2ˊ上的负电荷被中和使E2ˊ带正电，这些正电荷被莱顿瓶C2积聚到放电叉T2的放电小球上;带负电的S2ˊ在E1ˊ处放电后也不再带电，且E1ˊ上的正电荷被中和使E1ˊ带负电，这些负电荷被莱顿瓶C1积聚到放电叉T1的放电小球上。 如果圆盘又转过45°， S1又与S2ˊ相遇，S2与S1ˊ相遇，且此时S1﹑S2与反面电刷Bˊ相对，S1ˊ﹑S2ˊ分别在E2、E1处放电后不再带电。此时的电荷变化与过程(4)相似, 因此与S1相对的S2ˊ带正电荷, 与S2相对的S1ˊ带负电荷。 当圆盘再转过45°，此时S1﹑S2恰好分别转到悬空电刷E1﹑E2处。S1在E1 处放电使得负电荷被积聚到放电叉T1的放电小球上，S2在，E2处放电使得正电荷被积聚到放电叉T2的放电小球上。之后转动摇柄，电荷的变化情况将重复过程(3)~(7)，由于两盘的逆向旋转，转至与电极相接的悬空电刷E2、E2ˊ处的金属片将全部带正电，转至与电极相接的悬空电刷E1、E1ˊ处的金属片将全部带负电。莱顿瓶C2感应到放电小球T2上的正电荷会越来越多，而被莱顿瓶C1感应到放电小球T1上的负电荷也会越来越多，当小球聚集一定电荷时，就会产生放电现象。在莱顿瓶盖内放电叉与悬空电刷之间的空气也会被电离，使放电叉与悬空电刷在短时间内相当于一个导体,将事先聚集在莱顿瓶中的电荷大部分中和之后，再一次重复上述过程。 但是，起电机并不是从一开始就可以放电的，因为空气被击穿需要一定的电压，这就需要积聚一定的电荷，而放电叉T1、T2上电荷的积累需要一定时间，所以当起电机长时间不用后要摇动摇柄一定时间后T1、T2间的电压才能达到击穿电压而产生放电现象。 那么，反向转动摇杆时是否也会达到相同的效果呢?回答是否定的，因为反转时虽然起电机原理和正转一样，但由于正反两面的铝片在摩擦起电后都没有再经过另一侧电刷，而是直接在悬空电刷处放电，使两个莱顿瓶带有同种电荷，因此不会放电。
第30届全国中学生物理竞赛复赛模拟试卷 （全国中学生物理竞赛委员会及大连理工大学物理系） 本卷共八题，满分 ??分。计算题的解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后结果的不能得分。有数字计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。填空题把答案填在题中的横线上，只要给出结果，不需写出求解的过程。 一、填空题．（本题共 小题，共 ?分） ．图 所示的电阻丝网络，每一小段电阻同为?，两个端点?、 间等效电阻 。若在图 网络中再引入 段斜电阻丝， 所示，此时?、 间等效电阻 。 ．右图为开尔文滴水起电机示意图。从三通管左右两管口形成的水滴分别穿过铝筒? 、? 后滴进铝杯 、 ，当滴了一段时间后，原均不带电的两铝杯间会有几千伏的电势差。试分析其原理。图中铝筒? 用导线与铝杯 相连；铝筒? 用导线与 相连。 ．受迫振动的稳定状态由下式给出)cos(?ω+=t A x ，2 2 2 220 4)(ω βωω+-= h A ， 2 20arctan ω ωβω?--=。其中m H h =，而)cos(t H ω为胁迫力，m γβ=2，其中dt dx γ-是阻尼力。 有一偏车轮的汽车上有两个弹簧测力计，其中一条的固有振动角频率为102727.39-=s ω，另 外一条的固有振动角频率为1' 05454.78-=s ω，在汽车运行的过程中， 司机看到两条弹簧的振得分 阅卷 复 核
动幅度之比为 。设β为小量，计算中可以略去，已知汽车轮子的直径为 ?，则汽车的运行速度为 。 ．核潜艇中238U 核的半衰期为9105.4?年，衰变中有 ???的概率成为234U 核，同时放出一个高能光子，这些光子中的 ??被潜艇钢板吸收。 ???年，前苏联编号????的核潜艇透射到艇外的高能光子被距核源（处理为点状） ???处的探测仪测得。仪器正入射面积为 ??? ，效率为 ????（每 ??个入射光子可产生一个脉冲讯号），每小时测得 ??个讯号。据上所述，可知238U 核的平均寿命τ 年（693.02ln =），该核潜艇中238U 的质量? ?（保留两位有效数字）。 二、（ ?分）如图所示，一内半径为 的圆筒（图中 为其 内直径）位于水平地面上。筒内放一矩形物。矩形物中的?、 是两根长度相等、质量皆为?的细圆棍，它们平行地固连在一质量 R 3=的矩形薄片的两端。初始时矩形物位于水平位置且处于静止状态，?、 皆与圆筒内表面接触，已知?、 与圆筒内表面间的静摩擦系数μ都等于 。 现令圆筒绕其中心轴线非常缓慢地转动，使?逐渐升高。 ．矩形物转过多大角度后，它开始与圆筒之间不再能保持相对静止？ 答： （只要求写出数值，不要求写出推导过程） ．如果矩形物与圆筒之间刚不能保持相对静止时，立即令圆筒停止转动。令θ表示?的中点和 的中点的连线与整直线之间的夹角，求此后θ等于多少度时， 相对于圆筒开始滑动。（要求写出必要的推导过程。最后用计算器对方程式进行数值求解，最终结果要求保留三位数字）