演示电动机换向器原理

实验目的

理解换向器的作用，说明线圈为什么能持续转动。

实验原理

通电线圈在磁场中受力，转到平衡位置（线圈平面与磁感线垂直）时，所受两个力相互平衡。此时换向器的两个半环与电刷交换接触，线圈中电流方向改变，受力方向随之改变，线圈越过平衡位置后继续沿原方向转动。

实验器材

• 电动机模型
• 两个半圆环组成的换向器
• 电刷
• 线圈
• 磁体
• 电源

实验步骤

1. 观察换向器的两个半环分别与线圈两端的连接。
2. 观察电刷与半环的接触位置。
3. 通电后观察线圈转动，注意线圈平面所在位置。
4. 关注线圈经过平衡位置时电刷与半环接触的变化。
5. 观察此时线圈中电流方向的变化。
6. 说明线圈为何能持续沿同一方向转动。

实验现象与结论

线圈每转过平衡位置，电刷就改与另一个半环接触，线圈中电流方向随之改变，线圈继续沿原方向转动。结论：换向器能适时改变线圈中的电流方向，使电动机连续转动。

注意事项

• 通电演示时不要触碰转动部分。
• 演示时间不宜过长，防止线圈过热。

常见问题

换向器的作用是什么？

线圈转过平衡位置时自动改变线圈中的电流方向，使线圈受力方向改变，从而持续转动。

没有换向器，线圈会怎样？

线圈转到平衡位置附近后会来回摆动，最后停在平衡位置，不能连续转动。