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火狐体育最新版下载:静电感应起电机原理

来源:火狐体育最新版本 作者:火狐体育最新版app   发布时间:2022-07-07 01:24:37

  静电感应起电机原理感应起电机工作原理及应用概述一个月前的一次演示实验课上我们对感应起电机产生了浓厚兴趣接下的一个月里我们对感应起电机正转放电的原理及反转不能放电的原因进行了研究并且对与其相关的许多知识展开了探讨以下是我们通过观察讨论所得出的一些结论一感应起电机结构如图1所示感应起电机旋转盘由两块圆形有机玻璃叠在一起组成中有空隙每块向外的表面上都贴有铝片铝片以圆心为中心对称分布由于两盘分别与两个受动轮固定并依靠皮带与驱动轮相连由于两根皮带中有一根中间有交叉因此转动驱动轮时两盘转向相反如图所示盘转向为正面顺时针反面逆时针两盘上各有一过圆心的固定电刷

  感应起电机工作原理及应用概述一个月前的一次演示实验课上我们对感应起电机产生了浓厚兴趣接下的一个月里我们对感应起电机正转放电的原理及反转不能放电的原因进行了研究并且对与其相关的许多知识展开了探讨以下是我们通过观察讨论所得出的一些结论一感应起电机结构如图1所示感应起电机旋转盘由两块圆形有机玻璃叠在一起组成中有空隙每块向外的表2020年日历全年表2021日历表打印版pdf2020年日历表打印版逛三园大全答案列表关于同志近三年现实表现材料面上都贴有铝片铝片以圆心为中心对称分布由于两盘分别与两个受动轮固定并依靠皮带与驱动轮相连由于两根皮带中有一根中间有交叉因此转动驱动轮时两盘转向相反如图所示盘转向为正面顺时针反面逆时针两盘上各有一过圆心的固定电刷两电刷呈90度夹角电刷两端的铜丝与铝片密切接触这样在盘旋转时铜丝铝片可以摩擦起电在图2所示位置有悬空电刷E悬空电刷与电刷成45°夹角每个刷的两脚跨过两盘但并不与两盘接触脚上装有许多尖细铜丝铜丝尖端指向圆盘上的铝片悬空电刷由金属杆与莱顿瓶相连莱顿瓶其实是个电容用来储电如图3所示为莱顿瓶结构由两层筒状锡箔组成中间是电介质上有瓶盖悬空电刷上的金属杆插入瓶盖一半末端由一根较粗铜丝与莱顿瓶内层锡箔筒底相连这样悬空电刷上所集电荷可以储存在莱顿瓶中图3所示放电小球也通过一金属杆与莱顿瓶盖相接此杆插入瓶盖一半且不与集电叉相触也不与莱顿瓶中锡箔筒相连但这样可使其受莱顿瓶内筒电荷感应而带电可推导出放电小球会被感应出和与其相连的莱顿瓶内筒同电性的电荷由于感应起电机在左右各有一莱顿瓶若两莱顿瓶集聚不同种电荷则两放电小球上就会被感应出不同种电荷当两小球靠近时就会因放电而产生电火花需要说明的是此莱顿瓶仅是储电设备与小球是否放电无关因为既使将其拆除转动圆盘时两小球照常放电只不过电火花很弱但其频率更高这是因为没

  有莱顿瓶后其电容减小了可由公式UQC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Q2Q1与Q2有大小之分如图S1s1     转过90°       S1s2 转过45°     s2        S2   S1   s1S2s2  S2s1         1          2              3转过45°S2s2          转过45°      S2      s2       s1S1S1s1                 4                   5 转过45°       S2s1  转过45°      s1        S1  S2 S2 s2S1s26                  7   当圆盘转过90°时S1与反面电刷Bˊ相对此时S2ˊS1ˊ分别与S1S2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S1S2分别顺时针转至与电极相接的悬空电刷E2E1处并在该处放电

  使E1E2带正电荷这些正电荷又被积聚在莱顿瓶C1C2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E2E1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37由于两盘的逆向旋转转至与电极相接的悬空电刷E2E2ˊ处的金属片将全部带正电转至与电极相接的悬空电刷E1E1ˊ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T

  1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T1T2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T1T2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在这次课题的研究过程中我们还进行了一些辅助性的实验来帮助我们理解一验证理论分析中各金属片所带电荷的异同性1摇动摇柄使铝片与电刷摩擦将导线一端接在验电器上用另一端接触铝片S1验电器的指针张开这时用导线验电器的指针闭合说明S1与S2带的是异种电荷2用导线验电器的指针张开然后接触与S1相对的铝片S1ˊ验电器铝片的指针闭合说明S1与S1ˊ带的也是异种电荷3用导线验电器的指针张开然后接触与S2相对的铝片S2ˊ验电器的指针张开的角度更大说明S1与S2ˊ带的是同种电荷二验证反转时两莱顿瓶聚集电荷的电性先用导线将其中一个放电小球接到验电器上验电器指针张开再将另一小球也接到验电器上验电器指针张开的角度不减小三确定莱顿瓶和放电小球的作用1将莱顿瓶拆除转动摇柄观察到两小球照常放电但频率很高电火花比较微弱这种电火花只能在黑暗条件下观察到2安回莱顿瓶将放电小

  球拆除转动摇柄观察到小球也照常放电但频率较高电火花微弱但与1相比频率较低电火花较强以上两步实验说明莱顿瓶与放电小球只是储电设备与小球是否放电无关从理论上可以分析拆除莱顿瓶或放电小球后其电容减小由公式UQC知当C减小时只要聚集少量的电荷Q2就可使电压达到放电要求所以放电频率升高但小球上的电量减少所以电火花微弱这与实验现象吻合3确定两莱顿瓶间电键的作用闭合电键即把两莱顿瓶连接可以发现放电小球间的点火花增强放电声更大而频率减小三拓展实验器材感应起电机铜丝等步骤将起电机的两个金属球分开约10毫米摇动起电机可以看到金属球之间出现电火花同时发出轻微的滴滴声这时继续摇动起电机同时逐渐拉大两个金属球之间的距离至20~30毫米左右这时可以看到两个金属球之间出现明亮的电闪光同时可听到清脆的噼噼声这种现象叫做放电现象雷电即是自然界中发生的大规模放电现象实验中的闪光就好比闪电噼噼声就好比雷声停止摇动起电机再将两个金属球相接触使正负电中和然后在一个金属球上绕上一根铜丝使铜丝一头指向另一金属球并与之保持10毫米距离摇动起电机这时金属球之间便不再出现电火花拉大金属球之间的距离也看不到电闪光出现了为什么在金属球上加了根铜丝便不出现放电现象了呢原来物体所带的电很容易从物体的尖端部分逃逸金属球上的电就逐渐从铜丝尖端放出使金属球上积存不起大量的电于是就不会产生剧烈的放电现象了图5避雷针就是利用这个原理制成的通过做这次小课题我们不仅仅弄清楚了感应起电机的工作原理而且复习了诸如电容等许多电学知识更重要的是我们真正经历了从观察到猜想再到亲自设计领导形象设计圆作业设计分布式光伏接入设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计实验进行验证最终得出结论的全过程这培养了我们科学严谨的实验态度启发了我们发现问题并解决问题的思想

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