Определение
Электродвигатель — это машина, которая превращает энергию электрического тока в механическую работу, чаще всего во вращение вала. Он работает на действии магнитного поля на проводник с током: в простейшем двигателе между полюсами магнита вращается рамка, по которой идёт ток, а вместе с ней вращается и вал.
Ключевые признаки
- Принцип действия — магнитное поле поворачивает рамку или обмотку, по которой идёт ток; если у двигателя с постоянным магнитом, как в игрушечной машинке, поменять направление тока, вал станет вращаться в другую сторону
- Энергия от тока — двигатель питается от сети, батареи или аккумулятора; топливо в нём не сгорает, выхлопных газов нет, холодильник ему не нужен
- КПД — η = Aп / A · 100 %, где Aп — полезная работа, A = U · I · t — работа тока; часть энергии уходит на нагрев обмоток и трение, но КПД электродвигателя обычно заметно выше, чем у теплового двигателя
- Обратимость — если вал двигателя с постоянными магнитами вращать рукой, в его обмотке возникает ток и машина сама становится источником тока: это уже электромагнитная индукция
Пример
Электродвигатель лебёдки работает от аккумулятора 12 В при силе тока 5 А и за 10 с поднимает ящик массой 20 кг на высоту 2 м. Работа тока A = U · I · t = 12 · 5 · 10 = 600 Дж, полезная работа m · g · h = 20 · 10 · 2 = 400 Дж, КПД = 400 / 600 · 100 % ≈ 67 %. Остальные 200 Дж ушли на нагрев обмоток и трение в механизме.
Тема целиком: Количество теплоты. Тепловые машины — теория, разобранные задания и тренажёр.
Не путай: Электродвигатель и тепловой двигатель
Тепловой двигатель получает энергию от сгорающего топлива, а электродвигатель — от электрического тока из сети или аккумулятора. Бензиновая газонокосилка шумит, пахнет выхлопом и требует заправки; электрическая включается в розетку или работает от батареи и выхлопа не даёт. Ножи у обеих вращаются одинаково, поэтому различают двигатели не по тому, что они делают, а по тому, откуда берут энергию.
Частые вопросы
Что такое электродвигатель простыми словами (для 7–9 класса)?
Электродвигатель — это машина, которая превращает энергию электрического тока в механическую работу, чаще всего во вращение вала. Он работает на действии магнитного поля на проводник с током: в простейшем двигателе между полюсами магнита вращается рамка, по которой идёт ток, а вместе с ней вращается и вал.
Как электродвигатель выглядит на практике?
Электродвигатель лебёдки работает от аккумулятора 12 В при силе тока 5 А и за 10 с поднимает ящик массой 20 кг на высоту 2 м. Работа тока A = U · I · t = 12 · 5 · 10 = 600 Дж, полезная работа m · g · h = 20 · 10 · 2 = 400 Дж, КПД = 400 / 600 · 100 % ≈ 67 %. Остальные 200 Дж ушли на нагрев обмоток и трение в механизме.
В каких заданиях ОГЭ встречается «электродвигатель»?
Этот термин встречается в заданиях №22 — потренируйся в тренажёре Совелия.