STEM课程——电机-电磁感应原理（课件 20张PPT）

(共20张PPT)
STEM课程
——电机-电磁感应原理
目录
广州市第一中学 王震洪
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课程回顾
广州市第一中学 王震洪
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回忆：
飞机为什么可以飞在空中？
伯努利原理

电磁感应旋转线圈实验
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广州市第一中学 王震洪

实践
以小组为单位，利用电磁感应原理，制作旋转线圈
材料：电池、导线、磁铁
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步骤一
广州市第一中学 王震洪
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将2粒大号磁铁叠加在一起，将电池负极吸附在磁铁上，为了直立更加稳固，建议在磁铁的下方垫一枚1元的硬币（需自备）

步骤二
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将小号带孔磁铁吸附在电池的正极上，平的一面向外

步骤三
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旋转线圈造型，可做成心形、梯形等形状。形状示例如上
注意：为保证导电，导线与电极接触的部分，应把其外面的漆磨掉

步骤四
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确保线圈上部放入磁铁中心孔中时与磁铁不要卡死；线圈与电池负极磁铁之间的间隙要调整合适，避免接触太紧无法转动或间隙太大无法接触。

电磁感应——安培力
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安培力是通电导线在磁场中受到的作用力。

安培力的大小为f=IBLsinα

电磁感应——左手定则
广州市第一中学 王震洪
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将左手的食指，中指和拇指伸直，使其在空间内相互垂直。食指方向代表磁场的方向（从N级到S级），中指代表电流的方向（从正极到负极），那拇指所指的方向就是受力的方向。
使用时可以记住，中指，食指，拇指指代“电，磁，力”。

实验分析
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思考：
什么样形状的线圈，才能受到最大的力的作用，从而转得最快呢？

练习：
请用左手定则对实验中的线圈的进行受力分析



电机：无刷电机、有刷电机
有刷电机效率较低，无人机领域已不再使用

无人机动力装置
电动机系统优点：结构简单、重量轻、使用方便、噪声和红外特性小
电机的内部工作原理
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定子(静止部分)
定子铁心：电机磁路的一部分，并在其上放置定子绕组；
定子绕组：是电动机的电路部分，通入三相交流电，产生旋转磁场；
机座：固定定子铁心与前后端盖以支撑转子，并起防护、散热等作用；

无刷电机内部结构
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转子(旋转部分)
转子铁心：作为电机磁路的一部分以及在铁心槽内放置转子绕组；
转子绕组：切割定子旋转磁场产生感应电动势及电流，并形成电磁转矩而使电动机旋转；

无刷电机的内部结构
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无刷电机的维修
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电机参数
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电机型号：以尺寸作为依据。
如2212：定子线圈直径22mm，不包括轴电子线圈长度12mm
电机参数：
（1）功率
（2）转速：kV值，每伏特电压能达到的每分钟转速。如2212：920KV表示其每伏特电压能达到每分钟920转。


电机参数
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电机参数
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为什么：
功率越大，力效越小？
P=FV
电机的KV值越高，意味着转速越高，提供的扭力越小
不能用大桨配高KV值的电机，可能烧电机、电调，还会影响电池