Скачать "Электродвигатель на батарейке"

"videoThumbnail Электродвигатель на батарейке

Топ 10 фізиків які змінили наш світ

Топ 10 фізиків які змінили наш світ

Канал: Механіка по-українськи

Ёмкость конденсатора и энергия электрического поля

Ёмкость конденсатора и энергия электрического поля

Канал: GetAClass - Физика в опытах и экспериментах

Самоиндукция

Самоиндукция

Канал: GetAClass - Физика в опытах и экспериментах

Три давления? Нет, три энергии!

Три давления? Нет, три энергии!

Канал: GetAClass - Физика в опытах и экспериментах

Дифракция света

Дифракция света

Канал: GetAClass - Физика в опытах и экспериментах

Зависимость электрического сопротивления от температуры

Зависимость электрического сопротивления от температуры

Канал: GetAClass - Физика в опытах и экспериментах

Зачем нужен сердечник в трансформаторе?

Зачем нужен сердечник в трансформаторе?

Канал: GetAClass - Физика в опытах и экспериментах

Пётр Капица: Деловые письма

Пётр Капица: Деловые письма

Канал: GetAClass - Физика в опытах и экспериментах

Эффект Коанда ● 2

Эффект Коанда ● 2

Канал: GetAClass - Physics in experiments

Почему у ветряка всего три лопасти?

Почему у ветряка всего три лопасти?

Канал: GetAClass - Физика в опытах и экспериментах

физика

physics

science

наука

опыты по физике

getaclass

гетакласс

гетакласс физика

школьная физика

физические эксперименты

физика с нуля

физика с нуля видеоуроки

физика просто

физика для начинающих

видеоурок физика

электричество

электрический ток

сила тока

силовые линии

магнитное поле

сила Ампера

электродинамика

вращающий момент

обратная ЭДС

ЭДС индукции

униполярный двигатель

закон сохранения момента импульса.

00:00:06

[музыка]

00:00:15

в науке об электричестве и магнетизме

00:00:18

есть такие вопросы которые вроде бы

00:00:21

формулируются на школьном уровне но на

00:00:23

них не так просто ответить и сегодня мы

00:00:26

поговорим о некоторых из этих вопросов

00:00:29

связанных с вот этим простым

00:00:31

электрическим моторчиком

00:00:34

этот мотор состоит всего из трех

00:00:37

элементов батарейки

00:00:39

установленных под ней стопки неодимовых

00:00:42

магнитов и рамки из медной проволоки я

00:00:45

думаю что почти все вы видели его на ю

00:00:47

тубе

00:00:48

а многие из вас его и делали а давайте

00:00:51

теперь берем изолирующую прокладку и

00:00:54

запустим его и вот он набирает свои

00:00:59

обороты

00:01:04

к сожалению батарейка в этом двигателе

00:01:07

очень быстро садится потому что она

00:01:10

фактически

00:01:11

замкнута накоротко через рамку а теперь

00:01:15

его все-таки снова запущу и начну

00:01:18

задавать свои вопросы и первый вопрос

00:01:20

будет самым простым какие силы приводят

00:01:24

рамку в движении нарисуем электрический

00:01:28

ток который течет по рамке а потом

00:01:31

замыкается через магнит от плюса к

00:01:33

минусу теперь изобразим силовые линии

00:01:36

магнитного поля которые замыкаются от

00:01:39

северного полюса магнита к южному на

00:01:42

провод с электрическим током находящийся

00:01:45

в магнитном поле действует сила ампера

00:01:48

которая направлена перпендикулярно

00:01:49

плоскости рамки в правой части чертежа

00:01:53

силам пера смотрит на нас а влево от нас

00:01:56

создавая действующей на рамку вращающий

00:01:59

момент так что если смотреть на мотор со

00:02:02

стороны батарейки рамка будет вращаться

00:02:04

по часовой стрелке на первый вопрос мы

00:02:09

ответили

00:02:10

а теперь можно перейти ко второму

00:02:12

вопросу когда я запускаю двигатель

00:02:16

он сначала набирает обороты а потом

00:02:19

переходит на постоянную частоту вращения

00:02:22

ну и соответственно можно спросить а чем

00:02:27

определяется

00:02:28

это предельная частота почему сила

00:02:30

ампера не разгоняет мотор дальше и

00:02:34

дальше и в голову приходит несколько

00:02:38

вариантов ответа на этот вопрос во

00:02:41

первых рамка может тормозиться силой

00:02:43

трения верхней точке и на щетках но сила

00:02:48

трения не очень быстро растет с

00:02:51

оборотами так что вряд ли рамка

00:02:55

тормозится

00:02:56

этой силой второе соображение это сила

00:03:01

сопротивления воздуха но опять же при

00:03:03

тех небольших оборотах которые набирают

00:03:05

рамка силы сопротивления воздуха еще

00:03:08

весьма невелика

00:03:11

ну кажется что тормозящие силы этим

00:03:15

исчерпаны и если их не хватает на то

00:03:19

чтобы остановить рамку может быть дело в

00:03:21

другом в том что сама сила ампера

00:03:23

уменьшается при увеличении оборотов с

00:03:27

еще чего она может уменьшаться

00:03:28

за счет уменьшения силы тока ну

00:03:32

соответственно мы должны спросить а

00:03:34

почему может уменьшиться сила тока

00:03:37

ну конечно у нас батарейка со временем

00:03:41

садится но неужели это все происходит

00:03:43

так быстро а если вы батарейка садилась

00:03:46

дальше и дальше то рамка совсем

00:03:49

восстановилась но тем не менее она пока

00:03:52

что еще продолжает вращаться ну вот если

00:03:55

посмотреть на то как устроены щетки то

00:03:58

приходит в голову еще такое соображение

00:04:00

что все это хозяйство так довольно

00:04:03

хорошо пружинит и при больших оборотах

00:04:05

щетки могут отскакивать от магнитов

00:04:08

время контакта уменьшаться и за счет

00:04:11

этого средняя сила тока текущего по

00:04:13

rhoncus делается все меньше и меньше ну

00:04:16

и похоже что в практическом плане именно

00:04:20

этот ответ явля

00:04:22

со верным хотя мы конечно можем задать и

00:04:24

теоретический вопрос вот если бы сила

00:04:28

трения была устранена и мы поместили бы

00:04:32

рамку и весь мотор под колпак откачали

00:04:36

бы воздух устранили тем самым полностью

00:04:38

силу сопротивления воздуха и сделали бы

00:04:41

такие щетки которые не теряли бы

00:04:44

контакта с магнитами спрашивается тогда

00:04:47

вот в такой теоретической

00:04:49

ситуации неужели мотор бы разгонялся

00:04:52

силой ампера беспредельно

00:04:54

или все-таки он достиг бы какое-то

00:04:56

чистоты вращение и дальше уже не

00:04:59

наращивал свои обороты

00:05:01

давайте попытаемся ответить на этот

00:05:03

вопрос давайте снова обратимся к нашему

00:05:07

чертежом

00:05:08

когда рамка движется через поперечное

00:05:10

магнитное поле в нее возникает эдс

00:05:13

индукции

00:05:14

по правилу ленца это ндс ослабляет

00:05:17

действие без батарейки и этой ds

00:05:19

индукции тем больше чем быстрее

00:05:22

вращается рамка

00:05:23

так что при какой-то предельной скорости

00:05:25

вращения суммарное д станет равной нулю

00:05:28

ток в рамки упадет до нуля и дальше

00:05:31

рамка при отсутствии тормозящих сил

00:05:33

будет вращаться по инерции с постоянной

00:05:36

скоростью

00:05:38

ну и теперь давайте оценим с какой

00:05:40

скоростью должна двигаться рамка чтобы

00:05:43

дэвис индукции составляла порядка одного

00:05:45

вольта магнитное поле б в окрестностях

00:05:49

магнита составляет порядка 1 10 тесла ну

00:05:53

соответственно эти окрестности они по

00:05:57

размеру это порядка одного сантиметра

00:05:59

одной сотой метра соответственно был в

00:06:02

этой формуле это одна тысячная чтобы

00:06:05

здесь получить единичку

00:06:06

надо чтобы скорость составляла порядка

00:06:09

1000 метров секунду километра в секунду

00:06:12

ясно что мы этой скорости и близко не

00:06:16

достигаем и это означает что в

00:06:19

реальности скорость вращения значит

00:06:23

рамки определяется устройством щетка и

00:06:27

таким образом мы ответили на второй

00:06:30

вопрос а теперь мы переходим к третьему

00:06:33

вопросу

00:06:34

вызывающему наибольшие споры в интернете

00:06:37

и недавно этот вопрос задавал игорь

00:06:41

белецкий в своем ролике посвященным

00:06:44

аналогичному мотору

00:06:46

если рамка раскручивается значит она

00:06:50

отчего-то

00:06:51

отталкивается так от чего же она

00:06:54

отталкивается и некоторые люди считают

00:06:57

что наверное она каким-то образом

00:07:00

отталкивается от магнита

00:07:02

но если это происходит и рамка

00:07:05

раскручивается и вращается в одну

00:07:07

сторону то магнит должен вращаться в

00:07:11

другую сторону правда он этого не делает

00:07:12

из-за силы трения его сцепления с опорой

00:07:17

однако нетрудно показать что магнит

00:07:20

поскольку он магнит никакими силами

00:07:23

раскручиваться не может и сейчас мы это

00:07:26

сделаем дело в том что цилиндрический

00:07:30

магнит с его магнитным полем

00:07:33

всегда может замененной ковалентную

00:07:35

систему кольцевого тока текущего по

00:07:38

поверхности этого магнита ну естественно

00:07:40

себе представлять его как такую катушку

00:07:42

стоком небольшой соленоид и если рамка

00:07:46

отталкивается от магнита это означает

00:07:50

что вот эта катушка с током должна

00:07:53

магнитными силами каким-то образом

00:07:54

раскручиваться ну тогда эти силы должны

00:07:57

быть параллельны току или по-крайней

00:08:00

мере иметь такую продольную вдоль тока

00:08:03

составляющую но магнитные силы

00:08:07

действующие на ток это все та же сила

00:08:09

ампера всегда перпендикулярна

00:08:11

направлению тока а значит никаких

00:08:13

продольных сил вдоль тока магнитного

00:08:16

характера существовать не может и рамка

00:08:19

от магнита не может отталкиваться другие

00:08:25

более продвинутые люди говорят но

00:08:27

посмотрите ведь рамка разгоняются

00:08:29

магнитным полем может быть она и

00:08:31

отталкивается от этого магнитного поля

00:08:34

смотрите когда рамка разгоняется

00:08:38

набирает обороты она приобретает

00:08:40

некоторый момент импульса но представим

00:08:42

себе что вся система была бы или

00:08:44

подвешена каким-то образом

00:08:46

или стояла бы на плотике так что сила

00:08:50

трения не препятствовал бы вращению но

00:08:53

тогда казалось бы какая-то другая часть

00:08:55

системы должна была набрать

00:08:57

противоположный момент импульса в силу

00:08:59

законы сохранения момента импульса

00:09:01

который в начале был равен нулю

00:09:03

ну вроде бы тогда у нас нет вариантов

00:09:07

кроме одного чтобы батарейка и магниты

00:09:10

вращались в другую сторону по сравнению

00:09:13

с рамкой но мы же только что доказали

00:09:16

что магниты разгоняться магнитным полем

00:09:20

не могут но все это было про них сказано

00:09:25

когда магниты рассматривались качестве

00:09:28

магнитов а еще они при этом являются

00:09:30

проводниками по которым течет

00:09:32

электрический ток замыкающий сыр и он

00:09:36

между прочим течет и через магниты и

00:09:38

через батарейку так что цель оказывается

00:09:41

замкнутой нарисуем этот ток текущий по

00:09:46

магнитам и батарейки а ещё нарисуем

00:09:48

силовые линии магнитного поля б внутри

00:09:51

магнита и на этот ток со стороны этого

00:09:54

магнитного поля тоже действует сила

00:09:56

ампера но теперь она в правой части

00:09:59

направлена от нас а в левой на нас и она

00:10:03

раскручивает батарейку с магнитами в

00:10:06

противоположную сторону по отношению к

00:10:08

рамке еще раз хочу подчеркнуть что

00:10:11

магнит выступает здесь двух ролях и как

00:10:14

источник магнитного поля и как проводник

00:10:16

по которому течет электрический ток и

00:10:20

теперь настало время для решающего

00:10:23

проверочного эксперимента для которого

00:10:26

мы построили установку

00:10:27

описанную в статье валерия вильгельм ii

00:10:30

chimaira

00:10:31

екатериной ванны вараксина мы видим

00:10:34

батарейку такого же размера с магнитами

00:10:37

под ней аромка теперь крепится

00:10:39

по-другому в нее встроен один шарик от

00:10:43

шарикоподшипника этот шарик крепится к

00:10:47

батарейке через два совсем малюсеньких

00:10:49

магнита и все это хозяйство висит на

00:10:52

большом шарики который вмонтирован в

00:10:54

неподвижной кронштейн

00:10:56

и такой подвес позволяет существенно

00:11:01

уменьшить силу трения в местах

00:11:04

соприкосновения шарика с тем шариком

00:11:08

который находится над ним и с

00:11:10

магнитиками который находится под ним а

00:11:13

теперь вы ним изолирующую прокладку и мы

00:11:18

видим что рамка вращается в одну сторону

00:11:20

а батарейка вращается в другую сторону

00:11:24

так что закон сохранения момента

00:11:26

импульса в этой системе вполне

00:11:28

выполняется если я удержу батарейку

00:11:32

руками то будет вращаться рамка а если я

00:11:36

удержу рамку то будет вращаться одна

00:11:39

батарейка чтобы стробоскопический эффект

00:11:46

не мешал нам наблюдать противоположное

00:11:48

вращение рамки и батарейки мы засняли

00:11:51

это вращение на скоростную камеру легкая

00:11:54

рамка с большими плечами сил делает 13

00:11:57

оборотов в секунду а массивная батарейка

00:12:00

с маленькими плечами сил чуть меньше 3

00:12:02

оборотов в секунду но теперь я хочу

00:12:06

задать вам заключительный вопрос если мы

00:12:10

еще немножко вида изменим конструкцию и

00:12:13

отделим магниты от батарейки установи

00:12:16

здесь под батарейкой прикрепленный к ней

00:12:18

токосъемник а магритт и закрепив

00:12:20

неподвижно изменится ли что-нибудь в

00:12:24

работе этой конструкции или нет ваши

00:12:27

соображения на этот счет

00:12:28

пишите в комментариях к этому ролику на

00:12:31

youtube

00:12:33

[музыка]

Описание:

В электродвигателе на батарейке рамка разгоняется моментом действующих на неё сил Ампера. При этом сама батарейка раскручивается в противоположную сторону такими же силами Ампера, так что полный момент импульса двигателя остаётся равным нулю. Ключевые слова: электричество, электрический ток, сила тока, силовые линии, магнитное поле, сила Ампера, электродинамика, вращающий момент, ЭДС индукции, униполярный двигатель, закон сохранения момента импульса. Наш канал с дополнительными материалами https://t.me/getaclass_channel Новосибирский Государственный Университет Физический факультет НГУ https://www.nsu.ru/n/

Готовим варианты загрузки

Популярные

HD видео

Только звук

Все форматы

* — Если видео проигрывается в новой вкладке, перейдите в неё, а затем кликните по видео правой кнопкой мыши и выберите пункт "Сохранить видео как..."

** — Ссылка предназначенная для онлайн воспроизведения в специализированных плеерах

Вопросы о скачивании видео

Как можно скачать видео "Электродвигатель на батарейке"?

Сайт http://unidownloader.com/ — лучший способ скачать видео или отдельно аудиодорожку, если хочется обойтись без установки программ и расширений. Расширение UDL Helper — удобная кнопка, которая органично встраивается на сайты YouTube, Instagram и OK.ru для быстрого скачивания контента.
Программа UDL Client (для Windows) — самое мощное решение, поддерживающее более 900 сайтов, социальных сетей и видеохостингов, а также любое качество видео, которое доступно в источнике.
UDL Lite — представляет собой удобный доступ к сайту с мобильного устройства. С его помощью вы можете легко скачивать видео прямо на смартфон.

Какой формат видео "Электродвигатель на батарейке" выбрать?

Наилучшее качество имеют форматы FullHD (1080p), 2K (1440p), 4K (2160p) и 8K (4320p). Чем больше разрешение вашего экрана, тем выше должно быть качество видео. Однако следует учесть и другие факторы: скорость скачивания, количество свободного места, а также производительность устройства при воспроизведении.

Почему компьютер зависает при загрузке видео "Электродвигатель на батарейке"?

Полностью зависать браузер/компьютер не должен! Если это произошло, просьба сообщить об этом, указав ссылку на видео. Иногда видео нельзя скачать напрямую в подходящем формате, поэтому мы добавили возможность конвертации файла в нужный формат. В отдельных случаях этот процесс может активно использовать ресурсы компьютера.

Как скачать видео "Электродвигатель на батарейке" на телефон?

Вы можете скачать видео на свой смартфон с помощью сайта или pwa-приложения UDL Lite. Также есть возможность отправить ссылку на скачивание через QR-код с помощью расширения UDL Helper.

Как скачать аудиодорожку (музыку) в MP3 "Электродвигатель на батарейке"?

Самый удобный способ — воспользоваться программой UDL Client, которая поддерживает конвертацию видео в формат MP3. В некоторых случаях MP3 можно скачать и через расширение UDL Helper.

Как сохранить кадр из видео "Электродвигатель на батарейке"?

Эта функция доступна в расширении UDL Helper. Убедитесь, что в настройках отмечен пункт «Отображать кнопку сохранения скриншота из видео». В правом нижнем углу плеера левее иконки «Настройки» должна появиться иконка камеры, по нажатию на которую текущий кадр из видео будет сохранён на ваш компьютер в формате JPEG.

Сколько это всё стоит?

Нисколько. Наши сервисы абсолютно бесплатны для всех пользователей. Здесь нет PRO подписок, нет ограничений на количество или максимальную длину скачиваемого видео.