Где применяются электрические двигатели каковы их преимущества по сравнению с тепловыми кратко
Обновлено: 04.07.2024
Двигатели внутреннего сгорания заняли уже все ниши, где требуется механическая энергия. Они бывают очень маленькими, не больше ногтя, для авиамоделизма, и огромными как дом, для кораблей и подводных лодок. Более чем столетнюю историю развития двигатели внутреннего сгорания стали довольно совершенны. Самый совершенный дизельный двигатель дает КПД в районе 50%, что довольно неплохо, но все-равно 50% идет на нагревание окружающего мира. Плюс к этому выхлопные газы делают свое грязное дело по загрязнению окружающей среды. Поэтому применение электродвигателей довольно привлекательно для производителей. Давайте разберем основные преимущества электродвигателей перед двигателями внутреннего сгорания.
1. Экологичность!
Первое что приходит на ум это экологичность. Двигатели внутреннего сгорания сильно загрязняют окружающую среду и не только выхлопом, но и методами добычи и транспортировки нефти и готового топлива. То и слышно, что где-то произошел разлив. С электродвигателями такого нет. Он не выделяет никаких вредных веществ при своей работе, а электричество можно добывать вполне зелеными методами.
2. Сложность производства.
Производство двигателя внутреннего сгорание очень энергозатратное дело. Необходим целый комплекс металлургии, причем используются различные металлы- чугун, алюминий и прочие. Что тоже ведет к загрязнению окружающей среды. При производстве электродвигателя нужно меньше металлов и их можно брать из вторсырья. Сталь да медь и все.
3. Наукоемкость.
Нет, правда, двигатель внутреннего сгорания ооочень наукоемкий. Он вбирает в себя материаловедение, термодинамику и кучу всего. Необходимо иметь технологические процессы. чтобы делать местную закалку определенных деталей, думать с какой скоростью и в каком направлении движется газ внутри двигателя, оценивать что происходит при нагревании до рабочей температуры, как уменьшить токсичность выхлопа, как уменьшить массу и увеличить мощность. Эту огромную кучу проблем надо решать при производстве двигателя внутреннего сгорания. А в электродвигателе просто ротор и статор.
4. Техническое обслуживание.
Современный двигатель внутреннего сгорания требует к себе своевременного технического внимания и различных масел и жидкостей. Он требует сложного и современного моторного масла, антифриза и прочего. Производство и переработка этих жидкостей, тоже огромная проблема. Для электродвигателя всего этого не надо, система смазки не нужна, современные подшипники могут работать с минимальным количеством смазки. система охлаждения не нужна. в двигателе ничего не горит и не греется.
5. Множество сопутствующих систем.
Двигатель внутреннего сгорания должен иметь много сопутствующих систем, таких как стартер для запуска двигателя. генератор для подзарядки аккумулятора и питания бортовых систем, радиатор, помпу. систему питания. систему смазки. Для электродвигателя ничего подобного не нужно.
6. Стоимость.
Из всего вышеперечисленного вытекает один кардинальный плюс- это стоимость конечного продукта. Электродвигатель будет намного дешевле, ведь не нужен огромный комплекс производства и металлургии. а также масел и жидкостей.
7. Эксплуатационные характеристики.
Все кто ездил на электромобилях или хотя бы на обычном троллейбусе, отмечают высокую тягу. Это связано с тем, что у электродвигателя линейный график крутящего момента в зависимости от оборотов двигателя. То есть тянет он всегда одинаково и динамического коридора, как у двигателя внутреннего сгорания нету. Сюда же стоит отнести и более широкий диапазон рабочих оборотов.
8. Бесшумность.
Следующий немаловажный аспект это бесшумность. В электромоторах не происходит взрыв топлива. соответственно работают они почти бесшумно. Шум идет только от трансмиссии и колес. Соответственно не нужна система выхлопа и глушителей.
9. Вес и гибкость конструкции.
В связи с малым весом, простой конструкцией и небольшими габаритами электродвигателями можно оснастить каждое колесо автомобиля и управлять каждым колесом. что положительно влияет на безопасность и управляемость, а какой простор для любителей проехать по внедорожью, просто сказка.
10. Безопасность.
В каждой машине имеется топливный бак, а это потенциально опасно. Каждую секунду в мире несколько машин сгорает в ДТП, у них воспламеняется бензин и они горят. Плюс ко всему масло, которое тоже неплохо горит. В электромобиле нет горючих жидкостей.
Т ак почему же весь мир не ездит на электромобилях, хотя изобрели их примерно одновременно с двигателями внутреннего сгорания. Самая главная проблема это вес аккумуляторов и время зарядки. Аккумулятор заряжается 10% от номинальной емкости. значит чтобы он зарядился полностью надо минимум 10 часов. Пляс до недавнего времени аккумуляторы были свинцовые и весили очень много, плюс в них была кислота. Сейчас аккумуляторы каждый день становятся меньше и легче, скорость зарядки растет и емкость тоже. Также важный вопрос это утилизация аккумуляторов, их не переплавишь, расщепление АКБ довольно трудоемкий процесс. Но эти проблемы во всю решаются и через каких-то 10-15 лет выпуск двигателей внутреннего сгорания полностью прекратится. АУДИ И Фольксваген уже заявили о том, что будут отказываться от производства.
Где применяются электрические двигатели? Каковы их преимущества по сравнению с тепловыми?
Ответ
Двигатели постоянного тока нашли особенно широкое применение на транспорте (трамваи, троллейбусы, электровозы), в промышленности (для выкачивания нефти из скважины) в быту (в электробритвах). Электродвигатели имеют меньшие размеры по сравнению с тепловыми, а также гораздо более высокий КПД, кроме того они не выделяют газов, дыма и пара, то есть более экологически чистые.
Электрические двигатели переменного тока применяют для привода рабочих машин различного назначения (насосы, деревообрабатывающие станки, дробилки и т. д.), не требующих регулирования частоты вращения. Электродвигатель — экологически чистый вид двигателя приводящий машину в движение, нежели тепловой двигатель, который создает выхлопные газы, загрязняющие окружающую среду.
Привет, кто добрался до данных вопросов?! , поделитесь ответами?
4. Опишите устройство технического электродвигателя.
5. Где применяются электрические двигатели? Каковы их преимущества по сравнению с тепловыми?
6. Кто и когда изобрёл первый электродвигатель, пригодный для практического применения?
4.
Технический электродвигатель имеет в своем составе якорь - это железный цилиндр, имеющий вдоль боковой поверхности прорези, в которые укладываются витки обмотки. Сам якорь вращается в магнитном поле, создаваемом сильным электромагнитом. Вал двигателя, проходящий по центральной оси железного цилиндра, соединяют с прибором, который приводится двигателем во вращение.
5. Двигатели постоянного тока нашли особенно широкое применение на транспорте (трамваи, троллейбусы, электровозы), в промышленности (для выкачивания нефти из скважины) в быту (в электробритвах). Электродвигатели имеют меньшие размеры по сравнению с тепловыми, а также гораздо более высокий КПД, кроме того они не выделяют газов, дыма и пара, т. е. более экологически чистые.
6.
Первый электрический двигатель, пригодный для практического применения изобрел русский ученый - Борис Семенович Якоби в 1834 году.
Проводник подвешен на гибких проводах, которые присоединяются к источнику тока. Проводник помещен между полюсами дугообразного магнита, т.е. находится в магнитном поле. При замыкании электрической цепи проводник приходит в движение.
2. Пользуясь рисунком 117, объясните, от чего зависит направление движения проводника с током в магнитном поле.
Направление движения проводника зависит от направления тока в нем и от расположения полюсов магнита.
3. При помощи какого прибора можно осуществить вращение проводника с током в магнитном поле? При помощи какого устройства в рамке меняют направление тока через каждые пол-оборота?
В приборе легкая прямоугональная рамка насажена на вертикальную ось. На рамке уложена обмотка, состоящая из нескольких десятков витков проволоки, покрытой изоляцией. Концы обмотки присоединены к металлическим полукольцам: один конец обмотки присоединен к одному полукольцу, другой — к другому. Каждое полукольцо прижимается к металлической пластинке — щетке. Щетки служат для подвода тока от источника к рамке.
При помощи полуколец и щеток.
4. Опишите устройство технического электродвигателя.
В технических электродвигателях обмотка состоит из большого числа витков проволоки. Эти витки укладывают в пазы (прорези), сделанные вдоль боковой поверхности железного цилиндра. Этот цилиндр нужен для усиления магнитного поля.
Магнитное поле, в котором вращается якорь такого двигателя, создается сильным электромагнитом. Электромагнит питается током от того же источника тока, что и обмотка якоря.
Вал двигателя, проходящей по центральной оси железного цилиндра, соединяют с прибором, который приводится двигателем во вращение.
5. Где применяются электрические двигатели? Каковы их преимущества по сравнению с тепловыми?
Применение: транспорт, насосы для выкачивания нефти из скважин.
При одинаковой мощности они имеют меньшие размеры, чем тепловые двигатели. Они не загрязняют воздух и им не нужен запас топлива и воды. Их можно установить в удобном месте. Можно изготовить электрический двигатель любой мощности.
6. Кто и когда изобрёл первый электродвигатель, пригодный для практического применения?
Электрические двигатели переменного тока применяют для привода рабочих машин различного назначения (насосы, деревообрабатывающие станки, дробилки и т. д.), не требующих регулирования частоты вращения. Выпускаются на мощности от 0, 2 до 200 и более киловатт.
Электродвигатели постоянного тока состоят из подвижной части (якоря) и неподвижной части (статора). Они выпускаются с параллельным, последовательным и смешанным соединением обмоток якоря и статора. Основное достоинство двигателей постоянного тока — это возможность плавной регулировки скорости в широких пределах, но конструкция их сложна и они требуют постоянного наблюдения за работой щеток и коллектора. Кроме того, двигатели постоянного тока требуют специальных источников питания, так как все электрические станции вырабатывают только переменный ток.
Если коротко, то электродвигатель - экологически чистый вид двигателя приводящий машину в движение, нежели тепловой двигатель, который создает выхлопные газы, загрязняющие окружающую среду.
Ты представь, что в твоём домашнем лифте стоит дизель! Или в стиральной машине.. . Твоя жизнь была бы куда интересней и насыщеней !
КПД электродвигателя доходит до 97%, тогда как ДВС и другие тепловые имеют КПД ниже 50%.
Электродвигатели не дымят и не требуют топлива и топливного бака, намного меньше греются, легко регулируются, проще устроены, не требуют замены масла, уплотнительных колец или чистки цилиндров.. .
(Чувствую, пойдут вопросы типа "почему электродвигатели не применяются в автомобилях", так тут уже проблема хранения электроэнергии - электричество хранить сложнее, чем бензин, провода ведь в машину не протянешь.. . А если протянешь - это называется троллейбус).
Читайте также: