火眼金睛识电机
李学梅
电动机和发电机这两种电机由于构造上具有极高的相似度,因此同学们一不小心就会混淆.如何火眼金睛拨迷雾,正确地区分两者呢?下面让我们一起走进电动机和发电机的世界去探个究竟.
电动机和发电机的概念
生活中很多物体是根据它的用途来命名的,比如洗衣机是用来洗衣服的,电动机和发电机也是这样,电动机是通电后会有部件运动起来的电机,小到电吹风、空调,大到电力机车、大型精密机床等,其内部都有电动机,电动机的工作原理是通电导体在磁场中受力的作用而转动,它能将电能转化为机械能,
发电机是用来发电的电机,主要应用于各种发电站,如水电站、风力发电站等.发电机的工作原理是电磁感应,闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,导体中就会产生感应电流,它能将机械能转化为电能,
例1有一种佩戴在手腕上的“计步器”,其构造是在一段塑料管中密封一小块磁铁,管外缠绕着线圈.运动时,磁铁在管中反复运动,线圈的输出电流随之不停地变化,显示出运动步数.下图中与计步器的工作原理相同的是(
).
A.发电机 B.电动机 C.电水壶 D.扬声器
解析:根据计步器的工作特点可知计步器的工作原理是电磁感应,产生电流的过程中将机械能转化为电能.发电机是利用电磁感应原理工作的,与计步器的工作原理相同:电动机和扬声器是利用通电导体在磁场中受力运动的原理工作的:电水壶是利用电流的热效应原理工作的.选A.
电动机和发电机的区别
电动机和发电机都是由定子和转子组成的,但它们是两种不同的设备,同学们要想正确地区分它们,可从以下两方面考虑.
1.从原理图上区分
由于电动机和发电机的工作原理不同.因此我们可从它们的原理图上区分.电动机工作要有电流,故其原理图中必须有电源出现:由于发电机本身就是电源,故其原理图中不会再出现电源.如图l所示.
2.从能量转化的角度区分
电动机在电路中是消耗电能的,如电风扇、洗衣机等都有电动机,将电能转化为机械能;发电机在电路中是提供电能的,发电机发电的过程是将机械能转化为电能的过程.
电动机和发电机的联系
1.通过对以上知识的学习,我们发现电动机和发电机都由线圈、磁体等组成,且都是利用电磁现象工作的,但两者的能量转化方式恰好相反,因此,如果适当改变使用方法,两者可以互换.如图2所示,如果有电源,通电后线圈在磁场中受力转动,那就是电动机;如果把电源拆下,换成小灯泡,快速转动线圈,线圈切割磁感线产生感应电流,小灯泡会亮起来,那就变成一个发电机了.
例2 (2019.岳阳)如图3所示,以塑料管为连接轴将两个玩具电动机连接起来,电动机甲连接一个小灯泡,电动机乙连接电源,闭合开关后(
).
A.小灯泡不发光,因为小灯泡未与电源相连
B.小灯泡发光,电动机甲此时相当于发电机
C.电动机乙的工作原理是电磁感应
D.电动机甲工作时,将电能转化为机械能
解析:由图可知,闭合开关,电动机乙中有电流通过,电动机乙工作,工作原理是通电线圈在磁场中受力而转动.因为乙的转动带动甲的转动,电动机甲内部的线圈在磁场中做切割磁感线运动,会产生感应电流,有电流流过小灯泡,小灯泡会发光,此时甲相当于一个发电机,则甲的工作原理是电磁感应,小灯泡和甲组成了一个闭合回路,故B正确,A错误.乙的工作原理是通电线圈在磁场中受力而转动,C错误.甲工作时,将机械能转化为电能,D错误,选B.
2.在探究通电导体在磁场里受力的方向与电流方向、磁场方向的关系和探究感应电流的方向与磁场方向、导体的运动方向的关系这两个实验中,都涉及三个方向——“电流方向”“磁场方向”和“导体的运动方向”,且都是若改变其中的一个方向,另一个方向不变,则第三个方向也跟着改变:改变其中两个的方向,则第三个方向不会改变,
例3图4是直流电动机的结构示意图,要改变直流电动机的转向,应采取的办法是(
).
A.只改变线圈中的电流方向或磁场方向
B.同时改变线圈中的电流方向和磁场方向
C.适当改变线圈中的电流大小
D.适当升高或降低电源电压
解析:当改变线圈中的电流方向或改变磁场方向时,线圈受力的方向将改变,则直流电动机的转向将发生变化,A正确:若同时改变线圈中的电流方向和磁场方向,线圈的受力方向是不变的,B错误;改变电流大小只会改变力的大小,不会改变力的方向,故不会改变电动机的转向,C错误;升高或降低电源电压也只能改变力的大小,不能改变力的方向,D错误,选A.
对容易混淆的知识,同学们只要找出它們的异同点,进行对比归纳,理解并掌握它们的本质,就可以化繁为简,达到事半功倍的效果.