Каково назначение якоря, коллектора и щёток в электродвигателе постоянного тока? Начертите схему простейшего электродвигателя.

Теоретическая часть для решения задачи:

Электродвигатель постоянного тока (ЭДПТ) — это устройство, которое преобразует электрическую энергию постоянного тока в механическую энергию (вращательное движение). Основные элементы такого двигателя включают якорь, коллектор и щётки. Рассмотрим их назначение:

1. Якорь:
   Якорь электродвигателя — это вращающаяся часть двигателя, на которой размещена обмотка. Он изготовлен из феромагнитного материала, который усиливает магнитное поле, создаваемое обмотками. Когда через обмотку якоря проходит электрический ток, вокруг неё создаётся магнитное поле. Взаимодействие этого поля с магнитным полем статора приводит к возникновению силы, вызывающей вращение якоря. Таким образом, якорь выполняет роль преобразователя электрической энергии в механическую.

2. Коллектор:
   Коллектор представляет собой цилиндрическую деталь, состоящую из набора изолированных друг от друга пластин, выполненных из проводящего материала. Он служит для переключения направления электрического тока в обмотке якоря таким образом, чтобы вращение было непрерывным и происходило в одном направлении. Коллектор работает совместно с щётками, обеспечивая контакт между неподвижными щётками и вращающимся якорем.

3. Щётки:
   Щётки — это токопроводящие элементы, обычно выполненные из графита или металла, которые находятся в контакте с коллектором. Их задача — передавать электрический ток от внешнего источника питания к обмоткам якоря через коллектор. Щётки обеспечивают электрическое соединение между неподвижными частями двигателя (внешней электрической цепью) и вращающимся якорем.

Принцип работы электродвигателя постоянного тока заключается в использовании взаимодействия магнитных полей. Когда электрический ток проходит через обмотки якоря, создаётся магнитное поле. Это поле взаимодействует с магнитным полем статора, вызывая вращение якоря. Коллектор и щётки обеспечивают правильное направление тока в обмотках, что поддерживает постоянное направление вращения.

Схема простейшего электродвигателя:
При работе над задачей обязательно начертите схему, используя следующие элементы:
− Статор с постоянными магнитами (или электромагнитами).
− Якорь с обмотками, установленный на оси вращения.
− Коллектор, соединённый с обмотками якоря.
− Щётки, передающие ток от внешнего источника к коллектору.
− Источник питания постоянного тока.

При создании схемы важно отметить направление тока, магнитное поле, а также силу, действующую на якорь.