三相电动机改用单相运行的方法和原理p

实验 现 象 “ 叫 蝉 ”靠 近 观 察 者 时 ， 音 调 变 制 作 方法 取 一小 竹 筒 ， 用烧 红 的 细铁钉
高； “ 叫蝉” 远离观察者 ， 音调变低 ； 实验表明观
ｊ ｓ ｉ ｎ ２ ０ ７ 。 ）＝ Ｋｌ （ 一０ ． ８ ９ １ ＋０ ． ４ ５ ４ ） ） 。
后灯泡 的 电阻， 假 定仍 由 ／ Ｒ决 定， 则 Ｒ ＝ ２ ２ ０ 。 ／ １ ０ ０— ４ ８ ４ ｆ ￣ ， ｒ 表 示 每组 线圈 的 电阻经测定 约为 ２ １ Ｑ。
设 Ｊ ＝Ｊ ｌ ， Ｊ ＝ Ｊ ２ ， Ｊ 山＝ Ｊ 。 则 Ｊ＝ Ｊ ｌ ＋Ｊ ２ 。
又 参考文献 ຫໍສະໝຸດ 右端挂重物调节平衡 ， 闭合开关 。 用打火机给铝 片加 热 ， 左端 上升 与触 头接 触 ， 电路 导通 ， 灯 泡 发 光， 蜂鸣器发出响声 ， 说明空气受热 向上运动 ， 从
而 演示 了热气 流上升 产生 的微 小作 用 力 。 利用此 装置 还 可‘ 以演 示 通 电 线 圈 周 围存 在 磁场， 空气 的浮力 等 微小 作用 力 。 实验之 前 ， 应 检 查 钢针是 否 光滑平 直 并 用砂 纸打磨一 下横 梁和触 头 ， 使 接触 良好 。． ４ 装置优 点
（ Ｓ） ９ ． ２ ０ ０ ６ ． ６ １ ．
民 间玩 具“ 叫蝉’ ’ 的 多普 勒 效 应 分 析
孙 国标
绍 兴 柯 桥 中学 ， 浙 江省 绍 兴 县 ３ １ ２ ０ ３ ０
“ 叫蝉 ” 是 一 种 用 竹 木 制 作 的 民 间玩 具 ， 由
在竹 筒 的底 部戳 穿 一 小 孔 ， 让 一 细 线 穿 孔 系牢 。 再取 一 根筷 子 ， 在 其 粗 端 用 刀 刻 一 凹槽 ， 在 槽 中 熔 入 少许 松 香 ， 细 线 的另 一 端套 在 凹槽 中可 以 自 由转 动 。 用 万 能 胶 粘 一 对 透 明薄 绢 作 为 翅膀 ， 稍
超 前 为 ： 一 ａ ｒ ｃ ｔ ａ ｎ
烈 的 动手欲 望 ， 所 以教 师可 以指 导学 生进行 这 样 的科技 制作 ， 对 于 培 养 学 生 的创 新 意 识 、 创 新 精 神和 创新 能力具 有 十分 重 要 的意义 。
亦红老 师的悉心 指导 ， 表 示衷心的感谢 。
理 问题 的乐 趣 。
参考 文献 ：
１ ． ６ ６Ｉ ２
Ｊ与 Ｉ 。的夹 角 为 ：
ａ一 。 — 盯 ｃ ｒ ａ ｎ ≈ ５０ 。 。
［ １ ３陶洪． 物理 实验论［ Ｍ］ ．南 宁 ： 广 西教 育 出版 社 ．
１ ９ ９ ９ 。 ７ ３～ ７ ５ ．
因此 Ｉ 。 、 Ｉ 。 、 Ｊ 分别在定子线圈中产生的磁场
“ 叫蝉”就 能 发 出音 调 起伏 的呜 叫声 。 演 示 实验 一 人在 水 平 面 内匀 速率 快 速旋
转 细线 （ 如图 １ 所示） ， 使“ 叫蝉 ”发声 ， 该 组 的其 他 同学 站 在原 地 仔 细 听 ， 判断音调是否变化， 是
图 １
否 有多普 勒 效应 发生 ？
异步 电动机 ， 该 怎 么 办 呢？ 下 面 介 绍 改用 单 相 运 行 的方法 和原 理 。
１ 三相 电动机 改单 相运 行的 方 法
动起 来 。 将 换 向开关 Ｋ。 打 向另 一端 时 ， 小磁 针或 铝框 将反 向转 动起 来 。
三相 电动 机工 作 时需要 用 三相 电源 ， 一般 可 用 单相 交流 电转 变成 三相交 流 电源 ， 它 一般 都 用 单 相交 流 电经 电 阻 （ ２ ２ ０ Ｖ １ ０ ０ Ｗ 灯泡代替） ， 电 容（ ８ Ｆ ４ ５ ０ Ｖ 的 油 浸 纸 电 容 ）移 相 变 成 三 相 交 流 电源 ， 输 出端 Ａ． Ｂ ． Ｃ （ 图１ ） 分 别 与作 “ Ｙ ” 形 联
鸣蝉 （ 发音 体 ） 、 细线和木棒 构成 （ 图 １ ） 。 转 动 木
棒， 使 细 线 带动 鸣 蝉 做 圆周 运 动 ， 此 时 将 会 听 到
音调 起伏变 化 的 呜 叫声 （ 类 似蝉 鸣 ） 。 运用 “ 叫蝉 ”
作为演示实验让学生亲 自体验音调变化的规律 ，
从 而引 出多普 勒效 应 ， 这 不 仅可 以激 发 学 生探 索
为：
Ｂ２： Ｋ２
［ ２ ］段 吉辉 ， 徐从 兰 ， 孟 昭敏 ． 物理 学演 示 实验 手册［ Ｍ］ ．
济南： 山 东教 育 出版 社 ， １ ９ ８ ７ ， ４ ８ ３～ ４ ８ ４ ．
［ ３ ］ 赵 维凡， 崔世 平． 农村 电工［ Ｊ ］ ． １ ９ ９ ４ ． １ １ ， ７ （ 栏 目编 辑 王柏 庐 ）
王柏庐）
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第２ ４卷总 第 ２ ７ ５期
２ ０ ０ ６年 第 ９期 （ 上 半 月）
物
理
教
学
探
讨
Ｖｏ １ ．２ ４ Ｎｏ ． ２ ７ ５
Ｊ ｏ ｕ ｒ ｎ ａ Ｉ ｏ ｆ Ｐ ｈ ｙ ｓ ｉ ｃ ｓ Ｔｅ ａ ｃ ｈ ｉ ｎ ｇ
维普资讯
Ｖｏ １ ． ２ ４ Ｎｏ ． ２ ７ ５
物
理
教
学
探
讨
第２ ４卷总第 ２ ７ ５ 期
２ ０ ０ ６年 第 ９ 期（ 上 半 月）
（ Ｓ ） ９ ． ２ ０ ０ ６
． ６ Ｏ ．
Ｊ ｏ ｕ ｒ ｎ ａ ｌ ｏ ｆ Ｐ ｈ ｙ ｓ ｉ ｃ ｓ Ｔｅ ａ ｃ ｈ ｉ ｎ ｇ
一
ｊ 。 的 大 ／ Ｊ 、 为； ｊ 一 ｊ 。 ￣１ ． ２ ７ 。
Ｊ 的大小 由余弦定律可得 Ｉ ＝［ Ｊ ｊ ＋Ｉ ； 一２ Ｉ 。 Ｊ ２ ｃ ｏ ｓ （ １ ８ ０ ～ ］ 寺
＝
三一 Ｋ ＋ 嘉 ２ 一 Ｋ （ ｃ ｏ ｓ ２ ９ ０ 。＋
ｊ ｓ ｉ ｎ ２ ９ ０ 。 ）一 Ｋ （ 一０ ． ３ ４ ２— ０ ． ９ ４ １ ） 。
一
一 Ｒ ＋ ｒ≈ ４ ８ ４＋ ２ １— ５ ０ ５，
厂— — — — —一
√ （ 壶 ） 。 ＋
≈ ３ ９ ９ 。
图 ２
三个接线 柱引 出 ， 即 Ａ． Ｂ ． Ｃ ． 见图 ２ ） 的三个 接线 柱 相应连 接 。 若 在该 定子 线 圈 中央放 置 一个 套在
针座 （ 图 ３③ ） 上 可灵 活 转 动 的小 磁 针或 闭合 铝 ≈ 丽
五 。 一Ｋ 。 ｃ 时 。 帕一Ｋ 。 （ ｃ ｏ ｓ ２ ０ ７ 。 ＋
［ ２ ］刘诚杰． 《 中学物 理 教师 专 业技 能》 ［ Ｍ］ ． 西安： 西安
出版 社． ２ ０ ０ ５ ． ７第 一 版 ： 第ｌ ｏ ０～ １ ０ １页 。
设计的这种装置 ， 其灵敏度高・ 现象 明显， 取
材方 便 ， 操作简单 ， 能 激 发 学 生 浓 厚 的兴 趣 和 强
（ 栏 目编 辑
三相 电动 机 改 用 单 相 运 行 的 方 法 和 原 理
孔 晓岚 ， 李 秀鹏 。
宝鸡文理学 院 物理 系 ， 陕西省 宝鸡市 ７ ２ １ ０ ０ ７
在某 些特 定 的 场 合 只有 ２ ２ Ｏ Ｖ 单 相 交 流 电 源， 然 而要 用 到 三 相交 流 电源 ， 比如要 使 用 三 相
②
图 ３
③
结的定子线圈（ 直径为 ０ ． ３ ｌ ｍｍ漆包线绕成 ２ ０ ０
１ ２ ０ 角固定 在木 制底 座上 ， 另外 一端 由底 座上 的
圆 ①
２ 工 作 原 理
整个 装置 原理 如 电路 图 ４所 示 ， Ｒ 表示通 电
匝的三个线 圈 ， 将其 同名端 焊接 在一 起， 互成
Ｉ ｉ － ７
为 基 矢 矢 量 图如 图 ５ ， 显然 ８ ７ 。 。
框或 铝环 （ 图 ３①② ） ， 那 么 接通 ２ ２ ０ Ｖ交 流 电后 ， 即可 见放 置在定 子线 圈 中央 的小 磁针 或铝 框转 在 横梁 左 端 拴 一 凸面 向上 的 易 拉 罐 底 部 ，
Ｂｏ— Ｂ ＋ Ｂｌ＋ Ｂ２≈ Ｋｏ 。
可 见 三 组 线 圈 的合 磁 场 是 一 个 以 ∞为角 频
率 的旋 转 磁场 。
从上 述 原理 浅 析 可见 ， 它 不 仅说 明了三 相 电 动机 改用 单 相运 行 的 方法 和 原理 ， 它 还 可 以应 用
在课堂教学中， 向学生形象生动地演示旋转磁场 的性质 以及电动机 的工作 原理 ， 活跃 了课堂 气 氛， 增加 了 师生 互 动 ， 也 提 高 了学 生 探 究 学 习物
・
在帝 Ｉ 作教 具及撰 写论 文的过程 中． 得至 Ｊ Ｉ 刘诚 杰、 沈
［ １ ］人民教育 出版社 物理 宣编著 ． 全 日静 】 普 通 高级 中学 教科 书（ 必修加 选修） ． 物理 第二 册［ Ｍ］ ． 北京： 人民教育
出版 社． ２ ０ ０ ３ ． ６第 一版 ： 第９ ８页 ．
的 兴趣 ， 而且 能让 学 生形 象 深刻 地理 解 物 理规 律 的 实质 。
加修饰便制成一“ 叫蝉” 。 转动筷 子 ， 使“ 叫蝉” 绕 筷子旋转 ， 细线被拉 紧， 细线 的一端在棒上的凹
槽 中转 动 ， 通 过 细 线 使 得 竹 筒底 膜 发 生振 动 ， 膜 的振 动 又 推 动 竹 制 空 腔 的 空 气 产 生 共 鸣 ， 此 时