高中物理：新教材实验-测定直流电动机的效率
直流电动机实验报告
直流电动机实验报告直流电动机实验报告引言直流电动机是一种常见的电动机类型，广泛应用于工业生产和日常生活中。
本实验旨在通过实际操作和数据记录，探究直流电动机的工作原理和性能特点。
实验目的1. 了解直流电动机的基本结构和工作原理；2. 掌握直流电动机的调速方法；3. 研究直流电动机的性能特点，如转速、转矩和效率等。
实验器材1. 直流电动机；2. 直流电源；3. 电流表和电压表；4. 转速测量仪。
实验步骤1. 将直流电动机与电源连接，确保电源开关处于关闭状态；2. 通过电流表和电压表测量直流电动机的额定电流和额定电压；3. 打开电源开关，观察直流电动机的运转情况；4. 使用转速测量仪测量直流电动机的转速；5. 调节电源电压，记录不同电压下的转速和电流数据。
实验结果与分析通过实验记录的数据，我们可以得到直流电动机的转速和电流随电压变化的关系。
在低电压下，电动机的转速较低，电流较小；而在高电压下，电动机的转速较高，电流较大。
这是因为直流电动机的转速与电压成正比，电流与负载有关。
此外，我们还可以计算直流电动机的效率。
效率是指电动机输出的功率与输入的功率之比。
通过测量电动机的输入电流和电压，以及输出的机械功率，我们可以计算出直流电动机的效率。
实验结果显示，直流电动机的效率随着负载的增加而下降，这是因为在负载增加的情况下，电动机需要消耗更多的能量来克服摩擦力和阻力。
讨论与结论本实验通过实际操作和数据记录，深入探究了直流电动机的工作原理和性能特点。
通过分析实验结果，我们可以得出以下结论：1. 直流电动机的转速与电压成正比，电流与负载有关；2. 直流电动机的效率随着负载的增加而下降；3. 直流电动机在不同电压下的运转情况各异，可以根据实际需求进行调速。
在实际应用中，直流电动机具有广泛的用途，如工业生产中的机械传动、交通工具中的驱动系统以及家用电器中的电机等。
了解直流电动机的性能特点对于正确选择和使用电动机至关重要。
直流他励电动机实验报告
直流他励电动机实验报告一、实验目的：1.了解直流电动机的基本构造和工作原理；2.掌握直流电动机的性能、工作特性曲线和调速方法；3.学会使用直流电动机进行工作效率和转速的测试。
二、实验器材：1.直流电动机（他励电动机）；2.电阻箱；3.拖动机械负载；4.直流电源；5.电压表、电流表；6.转速测量装置（如测速发电机、光电转速计等）。
三、实验过程：1.将直流电源与直流电动机连接，并接入电阻箱和电流表，以调整电流大小；2.将转速测量装置连接到电动机输出轴上，以测量电机的转速；3.将拖动机械负载连接到电动机轴上，用于测试电机的负载特性；4.分别调整电压大小和拖动负载，记录电动机的转速和电流值；5.根据记录的数据，绘制电动机的负载特性曲线和转速-电压特性曲线；6.计算电动机的工作效率。
四、实验结果：1.负载特性曲线：将电动机的输出转矩与输出功率绘制在坐标系上，可得到负载特性曲线。
该曲线表明了电动机在不同拖动负载下的性能特点，可以确定电动机的最大输出功率和最大输出转矩等参数。
2.转速-电压特性曲线：将电动机的输出转速与输入电压绘制在坐标系上，可得到转速-电压特性曲线。
该曲线表明了电动机的转速与输入电压之间的关系，可以确定电动机的稳态转速及其与电压的关系。
五、实验讨论：1.根据负载特性曲线，我们可以确定电动机的最大输出功率和最大输出转矩，从而评价电动机的性能优劣。
2.根据转速-电压特性曲线，我们可以了解电动机的稳态转速和转速与输入电压之间的关系，从而确定电动机的调速范围和调速方式。
3.通过工作效率的计算，我们可以评估电动机在工作时的能量转换效率，从而选择合适的电动机在实际生产中使用。
六、实验结论：通过本次实验，我们深入了解了直流他励电动机的基本特性和工作原理，并通过实验数据的分析，掌握了电动机的调速方法和工作效率的计算。
这些实验数据和分析结果对于工程应用和电机器械设计具有一定的参考价值，为后续的相关研究提供了基础。
直流电机效率测试和计算技巧
直流电机效率测试和计算方法效率测试是所有电传动部件及系统重要检验项目，GB 755 旋转电机定额及性能标准中对各类电机设备效率检测方法进行了详细的介绍。
旋转电机效率测试主要有直接测试法及损耗分析法，效率的直接测试方法是通过对直流电机输入输出功率的直接测试而求得效率的方式，下面本文对直流电机效率的直接测试相关试验方法及计算进行详细介绍。
一、直流电机输入功率和输出功率的测量直接测定效率时，电动机的输入功率用电工仪表测量，输出功率的机械功率用测功机、转矩测量仪测量；发电机的输出功率用电工仪表测量，输入功率用测功机、转矩测量仪测量。
输入功率用电压乘电流来计算，试验电源为整流电源时要求采用真实读书瓦特表或指示电压、电流瞬时值乘积平均值的其他测量装置直接测取电枢回路输入功率，也可分别测量直流功率分量和交流功率分量然后求和。
测功机的功率，在与被试电机同样的转速下应不超过被试电机额定功率的三倍；转矩测量仪的标称转矩，应不超过被试电机额定转矩的三倍。
测功机与被试电机之间应用弹性联轴器连接，连接应保证良好、同心。
二、直流电机效率直接测试方法直流电机效率直接测试试验时，被试电机应在额定功率或额定转矩、额定电压及额定转速下运行至热稳定，读取输入或输出的电压、电流、功率、转速及转矩，并保存周围冷却空气温度，然后立即测定串励、并(他)励及电枢绕组的电阻，并将冷却空气温度换算至25℃。
三、直流电机效率直接测试相关计算被试电动机的输出机械功率P2按照下式1计算： (1)式中：TM——被试电动机输出转矩，N.m；nM——被试电动机转速，r/min。
被试电动机的效率ηM按照下式2计算： (2)式中：P1——被试电动机输入功率，W。
被试发电机的输入机械功率P1(W)按下式3计算： (3)式中：TG——被试发电机输入转矩，N.m；nG——被试发电机转速，r/min。
如被试发电机为他励，则输入功率中还应加入励磁功率。
被试发电机的效率ηG按照下式4计算： (4)式中：P2——被试发电机输出电功率，W。
直流电动机实验原理
直流电动机实验原理引言直流电动机是一种将直流电能转换为机械能的电机。
它广泛应用于工业生产、交通运输、家用电器等领域。
本文将介绍直流电动机的实验原理，包括其工作原理、组成结构以及实验过程。
一、工作原理直流电动机的工作原理基于电磁感应和洛伦兹力。
当直流电流通过电动机的定子绕组时，产生的磁场与电动机的磁场相互作用，产生力矩使转子转动。
二、组成结构直流电动机主要由定子、转子和集电器三部分组成。
1. 定子：定子由绕组、磁极和铁芯构成。
绕组通电产生磁场，磁极将磁场集中在空间中。
2. 转子：转子由绕组和铁芯构成。
当定子磁场与转子绕组中的电流相互作用时，产生力矩使转子转动。
3. 集电器：集电器是连接电源和电动机绕组的部分，用于实现电流的正向传递。
三、实验过程进行直流电动机实验时，需要准备以下实验器材和材料：1. 直流电源：提供电流给电动机。
2. 直流电动机：用于转换电能为机械能。
3. 电流表和电压表：用于测量电动机的电流和电压。
4. 电阻器：用于调节电动机的负载。
5. 电线和连接器：用于连接电动机和电源。
实验步骤如下：1. 将直流电源连接到电动机的正负极。
2. 将电流表和电压表分别连接到电动机的电流和电压测量点上。
3. 打开直流电源，调节电阻器使电动机转速适中。
4. 分别记录电动机的电流和电压值。
5. 改变电阻器的阻值，观察电动机的转速变化，并记录相应的电流和电压值。
6. 分析实验结果，得出直流电动机的特性曲线。
四、实验结果与分析通过实验可以得到直流电动机的特性曲线，其中包括电流-转速曲线和电压-转速曲线。
这些曲线可以用来评估电动机的性能和效率。
在实验中，我们可以观察到当负载增加时，电动机的转速会下降，电流和电压也会相应增加。
这是因为在负载增加的情况下，电动机需要提供更大的力矩来克服负载的阻力，因此需要更多的电流和电压来保持转速稳定。
通过实验可以得出直流电动机的效率公式为：η = Pout / Pin，其中η表示效率，Pout表示输出功率，Pin表示输入功率。
直流电动机实验报告
直流电动机实验报告实验报告：直流电动机实验引言：直流电动机是一种将直流电能转化为机械能的装置，广泛应用于各个领域。
在本实验中，我们将通过对直流电动机的实验研究，探究其工作原理和性能特点。
一、实验目的：1. 了解直流电动机的组成结构和工作原理；2. 掌握直流电动机的启动、制动和运行过程；3. 学习使用实验仪器测量电动机的性能参数。
二、实验原理：直流电动机是由电枢和磁极组成。
当电枢通过外部直流电源供电时，在电磁场的作用下，电枢会受到电磁力的作用而产生旋转。
电动机的工作原理可以通过右手定则来解释。
在电动机的实验中，我们还需要了解几个重要的性能参数：1. 电压常数Kv：表示电动机转速和电压之间的关系；2. 转矩常数Kt：表示电动机转矩和电流之间的关系；3. 电动机的机械功率：指电动机转动时所做的功。
三、实验步骤：1. 连接电动机与电源，并确认电路连接正确；2. 使用电压表和电流表对电动机的电压和电流进行测量，并记录数据；3. 测量不同电压下电动机的转速，并记录数据；4. 根据测得的数据计算电动机的转矩常数Kt和电压常数Kv；5. 测量不同电压和负载下电动机的功率，并进行数据分析。
四、实验结果及分析：1. 测量数据的记录表格：电压（V）电流（A）转速（rpm）10 0.5 100020 1.0 200030 1.5 300040 2.0 400050 2.5 50002. 通过数据计算得到的电压常数Kv为200 rpm/V，转矩常数Kt为0.04 Nm/A；3. 在不同电压和负载下测量的功率随电压和负载增加而增加。
实验中我们观察到，当电压增加时，电动机的转速也随之增加。
这符合电压常数Kv的定义。
而转速的增加会带动机械负载的旋转，从而转矩也相应增加。
而转矩的增大会使得电流增加，因此电压和转矩之间的关系可以通过转矩常数Kt来表示。
实验结果进一步说明了直流电动机的工作原理，即通过外部直流电源提供电能，电枢在电磁场的作用下转动。
直流电动机测量实验教案
直流电动机测量实验教案一、实验目的本实验主要目的是使学生掌握直流电动机测量原理和方法，了解直流电动机的特性和性能参数，培养学生创新思维和实践能力，提高实验探究和解决问题的能力。
二、实验原理直流电动机的测量方法主要分为静态测量和动态测量两种。
静态测量：静态测量主要即为电机的静态特性测量，主要是通过直接测量伏安特性曲线，获得直流电动机的特性参数。
电压值可通过减速器的开关选择不同的电阻值而得到。
实验时，测量电机的空载、额定和过载转矩下的伏安特性曲线，并测量空载、额定、过载时电机的运行效率、功率因数和电功率。
同时，可以通过实验数据分析，计算电机的绕组电阻、励磁电阻、反电动势常数和时间常数等参数。
动态测量：动态测量主要是通过电压比例积分调速系统实现的动态特性测量模拟空载和负载运行状态下，直流电动机转速的变化。
实验中，将绕组加上外部负载，然后通过调整电机的电压，使电机保持一定的转速，并记录下并分析实验数据。
三、实验步骤1.准备仪器和设备本实验需要的材料和工具有：万用表、定表、可变光阻、可变电阻、电压表、直流电源、减速器等。
2.测量电机的静态特性（1）电机伏安特性曲线的测量将电机的电极端子分别接入可变电阻和可变光阻中，在电源电压不变的情况下，调整可变电阻或可变光阻，使电机电动势和外电势之和保持不变，从而测得电机不同工作状态下的绕组电流和电压，得到电机的伏安特性曲线。
（2）电机各项参数的计算根据电机伏安特性曲线的测量数据，使用定表或万用表等仪器，分别测量电机的绕组电阻、励磁电阻、反电动势常数和时间常数等参数。
（3）电机性能特性的测量通过实验数据的采集和分析，可以计算出电机的空载、额定和过载工况下的效率、功率因素和电功率等特性参数。
3.测量电机的动态特性（1）外部负载的接入在电机的出产即转子轴端并联或串联一个外部负载，以达到加重的效果。
（2）电压调节的实现通过电源的电压调节，使电机的转速保持在一定的工作状态。
（3）实验数据的测量和分析根据实验数据的采集和分析，计算出电机的动态特性参数。
直流电动机实验报告
直流电动机实验报告
当涉及到直流电动机的实验报告时，我们需要考虑实验的目的、原理、实验步骤、结果分析和结论等方面。
以下是一个可能的实验
报告结构：
1. 实验目的，在这一部分，我们会明确阐述实验的目的，例
如研究直流电动机的特性、了解电动机的工作原理等。
2. 原理介绍，这一部分会简要介绍直流电动机的工作原理，
包括电动机的结构、工作原理和相关的理论知识。
3. 实验步骤，这一部分会详细描述实验的步骤，包括实验所
需的仪器设备、实验操作流程，以及需要注意的安全事项。
4. 实验结果，在这一部分，我们会列出实验的数据和观察结果，可能包括电动机的转速、电流、电压等数据。
5. 结果分析，这一部分会对实验结果进行分析，可能包括对
数据的处理和图表的绘制，以及对实验现象的解释和理论知识的联系。
6. 结论，最后，我们会总结实验的结果，回答实验目的是否达到，对实验中遇到的问题进行讨论，并提出可能的改进方案。
以上是一个可能的直流电动机实验报告的结构，根据具体的实验内容和要求，实验报告的结构和内容可能会有所不同。
希望这些信息能够帮助到您。
实验二直流电动机实验
1、直流电动机实验1-1直流并励电动机（必做实验）一、实验目的1、掌握用实验方法测取直流并励电动机的工作特性和机械特性。
2、掌握直流并励电动机的调速方法。
二、预习要点1、什么是直流电动机的工作特性和机械特性？2、直流电动机调速原理是什么？三、实验项目1、工作特性和机械特性保持U=U N和I f=I fN不变，测取n、T2、η=f（I a）和n=f（T2）。
2、调速特性（1）改变电枢电压调速保持U=U N、I f=I fN=常数，T2=常数，测取n=f（U a）。
（2）改变励磁电流调速保持U=U N，T2=常数，测取n=f（I f）。
（3）观察能耗制动过程四、实验方法1、实验设备2、屏上挂件排列顺序D55-4，D31、D44、D51、D423、并励电动机的工作特性和机械特性1）按图1-1-1接线。
直流并励电动机与涡流测功机由联轴器同轴联接。
涡流测功机用于测量电动机的转速、转矩和输出功率。
R f1选用D44的900Ω阻值，并采用分压法接线。
R1用D44的180Ω阻值。
直流电流表A1选用D31的毫安表、A3选用D31的安倍表、V1选用D31的电压表。
图1-1-1 直流并励电动机接线图2）首先将涡流测功机给定调节旋钮逆时针旋转到底，然后将涡流测功机的“控制切换”开关拨至“转矩控制”位置，按下涡流测功机控制箱的调零按钮。
将电枢串联起动电阻R1调至最大值，调节控制屏下边右方的电枢电源开关使其输出电压最小，并接通电枢电源；调节直流并励电动机M的励磁电阻Rf1使励磁电流I f为最大位置。
电动机旋转方向应符合转速表正向旋转的要求。
3）M起动正常后，将其电枢串联电阻R1调至零，调节电枢电源的电压为220V，调节涡流测功机给定调节旋钮和电动机的磁场调节电阻R f1，使电动机达到额定值：U＝UN ，I＝IN（I N=I aN+I fN），n＝n N。
此时M的励磁电流I f即为额定励磁电流IfN。
4）保持U＝U N，I f=I fN，逆时针缓慢调节涡流测功机给定调节旋钮，逐次减小电动机负载，直至空载状态（即涡流测功机给定调节旋钮逆时针旋转到底或将“突减载”开关拨至上端位置）。
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测定直流电动机的效率
实验目的
测定在一定电压下工作的直流电动机的效率
实验器材
直流电动机（带长轴，额定电压4.5V）、电源、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、盛砝码小盘（质量已知）、停表、刻度尺、砝码若干、细绳一根、导线等。
1．本实验给出的主要器材，如图所示。
2．讨论：本实验中应如何测定电动机的输出功率和输入功率？
3．写出计算电动机效率η的表达式。
4．本实验要测定的物理量有哪些？
5．在下面框中画出实验装置示意图，设计实验步骤。
（注意：至少测量三次）
6．设计实验数据记录表格。
7．将自己设计的方案与别组同学进行交流，修正自己的方案。
8．完成上述实验，并得出结论。