2019浙教版八年级下——1.3电动机和发电学案

2019浙教版八年级下———1.3电动机和发电 风力发电机是将风能 (?http:?/??/?energy.cngold.org?/?fengneng?/??)转换为机械功的动力机械，又称风车。广义地说，它是一种以太阳为热源，以大 气为工作介质的热能利用发动机。风力发电利用的是自然能源 (?http:?/??/?energy.cngold.org?/??)。相对柴油 (?http:?/??/?www.cngold.org?/?chaiy?/??)发电要好的多。但是若应急来用 的话，还是不如柴油发电机。风力发电不可视为备用电源，但是却可以长期利用。 风力发电的原理，是利用风力带动风车叶片旋转，再透过增速机将旋转的速度提升，来促使发电机发电。依据目前的风车技术，大约是每秒三公尺的微风速度（微风的程度），便可以开始发电。风力发电正在世界上形成一股热潮，因为风力发电没有燃料问题，也不会产生辐射或空气污染。 风力发电在芬兰、丹麦等国家很流行；我国也在西部地区大力提倡。小型风力发电系统效率很高，但它不是只由一个发电机头组成的，而是一个有一定科技含量的小系统：风力发电机＋充电器＋数字逆变器。 风力发电机由机头、转体、尾翼、叶片组成。每一部分都很重要，各部分功能为：叶片用来接受风力并通过机头转为电能；尾翼使叶片始终对着来风的方向从而获得最大的风能；转体能使机头灵活地转动以实现尾翼调整方向的功能；机头的转子是永磁体，定子绕组切割磁力线产生电能。 一、磁场对通电导体的作用 通电导体在磁场里，会受到力的作用。 通电导体在磁场里，受力方向与电流方向和磁场方向有关。 【见例 1】 二、电动机 基本结构：转子（线圈）、定子（磁体）、电刷、换向器 电刷的作用：与半环接触，使电源和线圈组成闭合电路。 换向器的作用：使线圈一转过平衡位置就改变线圈中的电流方向。 原理：通电线圈在磁场中受力而转动的原理制成的。 通电线圈在磁场中的受力大小跟电流（电流越大，受力越大）有关。 通电线圈在磁场中的受力大小跟磁场的强弱（磁性越强，受力越大）有关。 通电线圈在磁场中的受力大小跟线圈的匝数（匝数越大，受力越大）有关。 直流电动机的工作原理： 甲：电流方向和力的方向如图所示，线圈顺时针转动。 乙：线圈转到平衡位置时，两电刷恰好接触两半环间的绝缘部分；线圈由于惯性继续转动，转过平衡位置后，电流改变方向。 丙：ab 和 cd 的电流方向与图甲相反，受力方向也相反，线圈仍顺时针转动。丁：线圈又转到平衡位置，换向器又自动改变电流方向。 应用：直接电动机：电动玩具、录音机、小型电器等。 交流电动机：电风扇、洗衣机、家用电器等。 特点：结构简单、控制方便、体积小、效率高。 【见例 2】 三、电磁感应现象 电磁感应现象是英国的物理学家法拉第第一个发现的。 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，导体中就会产生电流。 感应电流：由于电磁感应产生的电流叫感应电流。 电流中感应电流的方向与导体切割磁感线的运动方向和磁场方向有关。 电磁感应现象的能量转化：把机械能转化为电能。 【见例 3】 四、发电机 构造：由磁体、线圈、滑环、电刷组成，与电动机相似，但没有电动机的换向器。 工作原理：发电机是根据电磁感应原理工作的，是机械能转化为电能的机器。 工作过程：在外力作用下，转子转动一周，切割磁感线的方向发生两次改变，电流的方向也随之发生两次改变，从而产生方向性呈周期性变化的交流电。 大型交流发电机主要由转子和定子两部分组成。一般采用线圈不动磁极旋转的发电机叫做旋转磁极式发电机。 直流电动机和交流发电机的区别 直流电动机 交流发电机 原理 利用通电线圈在磁场里受力转动的原理 利用电磁感应原理 构造 与电刷接触的是换向器 与电刷接触的是两个铜环 能量转化 电能→机械能 机械能→电能 在电路中的作用 用电 ... ...