電動車中的物理知識運用

胡秋濤

摘 ?要：由于具有顯著的節(jié)能性、實用性、環(huán)保性、簡潔性，電動車這種代步工具受到了人們的熱烈歡迎。事實上，電動車上面蘊(yùn)含了非常多的物理知識，本文重點闡述了這方面的相關(guān)內(nèi)容，希望能夠為相關(guān)人員提供有益的參考和借鑒。

關(guān)鍵詞：電動車;物理知識

前言

外型時尚，環(huán)保節(jié)能、靈活便捷的電動車，受到了人們的普遍好評，循序漸進(jìn)地取代了自行車以及摩托車。我們也應(yīng)該清楚地意識到，它里面蘊(yùn)含了相當(dāng)多的物理知識，以下是這方面的詳細(xì)內(nèi)容。

1電動車的結(jié)構(gòu)

通常情況下，電動車涵蓋了五大組成部分，依次是電機(jī)（電驅(qū)動裝置）、車體、充電器、可充電電池以及控制系統(tǒng)。

2電動車中的聲學(xué)知識

電動車前端都會安裝相應(yīng)的喇叭，在車體的龍頭上配置了相應(yīng)的按鈕式開關(guān)。在電動車正常工作的情況下，駕駛員按下這個按鈕，電動車的喇叭即可發(fā)出聲音。它牽涉到下列物理知識：首先是聲音的形成源自于物體振動。其次是聲音應(yīng)該通過介質(zhì)進(jìn)行傳播，真空無法進(jìn)行傳聲。再次，聲音在空氣中的正常傳播速度大致達(dá)到了340m/s，如果按下了喇叭按鈕，前方影響正常通行的人員或者車輛，會在聽到電動車?yán)嚷曇艉蠹皶r躲避。最后，聲音能夠傳遞信息，假如車輛在正常行駛中發(fā)出了異常聲音，會向駕駛員傳遞相應(yīng)信息，可能是不動部件與運動部件出現(xiàn)了摩擦，導(dǎo)致電機(jī)無法平穩(wěn)地運轉(zhuǎn)，亟需檢修。

3電動車的物理性質(zhì)

首先要考慮車輛的密度以及速度。通常情況下電動車整車的總質(zhì)量是不超過四十千克，車輛的鋼圈、支架均具有較高的密度以及硬度，抗震性能非常突出。其次，電動車的車胎由高質(zhì)量的橡膠等精制而成，彈性非常卓越。再次，往電動車的車胎內(nèi)中持續(xù)充氣時，車胎中氣體的密度以及質(zhì)量都在持續(xù)變大。再接下來，要關(guān)注路程以及速度的相關(guān)知識。按照2018年國家關(guān)于電動車的最大設(shè)計時速要求，不能超過每小時二十五公里;在非機(jī)動車道中行駛的過程中，最高時速只能是十五千米每小時。續(xù)行里程大致達(dá)到了二十五公里，優(yōu)質(zhì)電動車能夠續(xù)行五十千米。駕駛員在騎電動車的過程中，通常情況下將路旁的房屋、樹木等當(dāng)作參照物時，人處于運動狀態(tài)，將電動車當(dāng)作參照物時，人處于靜止?fàn)顟B(tài)。

從壓強(qiáng)知識來看，電動車的坐墊可以減壓減震，它有較大的受力面積，單位面積的壓強(qiáng)小，因此坐姿比較舒服。就電動車對地面的壓強(qiáng)而言，車胎在打足氣后，車胎對地面的壓強(qiáng)正常情況下保持不變。如果車胎發(fā)生了漏氣，對地面的壓強(qiáng)會逐步變小。就車胎中一定數(shù)量的氣體而言，溫度越高，其壓力越大。因此不能輕易將電動車在太陽下曝曬，避免氣壓過大，導(dǎo)致爆胎現(xiàn)象。爆胎過程事實上是氣體膨脹向外做功，減少內(nèi)能，溫度降低的過程。

4電動車中的摩擦力知識

電動車在正常行駛的過程中，地面與前輪之間進(jìn)行滾動摩擦，地面和后輪進(jìn)行了靜摩擦，在遭遇特殊情況時，剎緊電動車的前后輪，電動車和地面進(jìn)行滑動摩擦。其次，車輪胎上以及龍頭兩端手柄上均設(shè)計了凹凸不平的各類花紋，主要是為了增大摩擦力。再次，剎車過程中用力捏閘，能夠增加車輪與地面之間的摩擦力。按照設(shè)計規(guī)定，干態(tài)、濕態(tài)剎車制動距離分別不能超過4米與15米，意味著干態(tài)剎車比濕態(tài)剎車時的摩擦力要大。因此雨天路滑時，應(yīng)該謹(jǐn)慎駕駛電動車。

在剛啟動電動車時，牽引力超過了摩擦阻力，改變了車輛的運動狀態(tài)，平衡狀態(tài)被打破。在車輛路上勻速行駛的過程中，牽引力與摩擦阻力大小相等、方向相反，二力在水平方向上平衡。假如遭遇緊急情況，駕駛員剎車減速，此時摩擦阻力轉(zhuǎn)變了電動車的運動狀態(tài)。假如遭遇下雪天氣，車輛在拐彎時易于摔倒，這是由于電動車的運動狀態(tài)發(fā)生了變化，地面無法為其提供充足的摩擦阻力，易于摔倒。電動車不能載人，也不能超載重物，這是為了規(guī)避慣性過大、出現(xiàn)意外時無法立即停車的問題。

5電動車中的光學(xué)知識

通常情況下，電動車上都配置了轉(zhuǎn)向燈、照明燈（LED）。它的工作原理如下所示。借助電流本身的熱效應(yīng)，將電能轉(zhuǎn)變成了內(nèi)能以及光能。反光罩有非常光滑的內(nèi)表面，借助光反射的原理，讓光線集中地射向車輛行駛的前方。尾燈是角反射器，能夠?qū)⑸湎螂妱榆嚨乃泄舛挤瓷浠厝?。就它的可充電電池而言，基本上涵蓋了三節(jié)到四節(jié)彼此串聯(lián)的蓄電池，每節(jié)電壓為12V-20V，電動車的電源電壓一般是36V—80V。電動機(jī)是其名副其實的“心臟”，一般情況下置于車輛的后輪上，如此以來后輪變成電動車的主動輪，它借助“通電線圈在磁場中進(jìn)行受力轉(zhuǎn)動”的相關(guān)知識工作。在關(guān)閉電源的情況下，部分電動車可以通過人力踩踏前行，電動機(jī)成為了“發(fā)電機(jī)”，借助了“電磁感應(yīng)”的相關(guān)原理，為電動車提供“自發(fā)電”。電量表經(jīng)由電壓表改裝而成?？刂破魇钦{(diào)節(jié)電動車速度的重要部件，類似于滑動變阻器的工作原理，它是電動車車輛控制系統(tǒng)中的一個關(guān)鍵部件，而且具備了限流、欠壓保護(hù)等多種功能。

6電動車中的能量轉(zhuǎn)化知識

在給電瓶充電的過程中，電能被逐步轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，在蓄電池中儲存，在車輛行駛的過程中，蓄電池將這些化學(xué)能轉(zhuǎn)變成了電動機(jī)所需的電能，在電動機(jī)轉(zhuǎn)動的過程中又把電能轉(zhuǎn)變成了車輛的機(jī)械能，使主動輪轉(zhuǎn)動，驅(qū)動車輛前進(jìn)。在此過程中，一些電能被轉(zhuǎn)化為了內(nèi)能，給電機(jī)發(fā)熱;在車燈打開的情況下，電能被轉(zhuǎn)化成了光能以及內(nèi)能;按響電動車的喇叭，將電能轉(zhuǎn)變成了聲能。

在車輛保養(yǎng)以及使用的過程中，應(yīng)該勤于保養(yǎng)，勤充電。決不可讓積水淹沒了電動機(jī)內(nèi)的中心控制器，也不能將電動車置于有腐蝕性、濕度較大的環(huán)境中，在起步過程中應(yīng)該先助力，在重載、上橋、逆向大風(fēng)、上坡行駛的過程中，可以用腳助力，以規(guī)避電池放電過程中電流過大，給電池帶來不可挽回的傷害，影響電池的使用壽命以及續(xù)行里程。尤其要注意的是，決不可等到電量用光了才充電，以規(guī)避“深放電”而極大地影響電池的續(xù)航里程以及使用壽命，決不可倒置充電。此外在使用過程中，嚴(yán)禁出現(xiàn)嚴(yán)重超載的問題，以避免發(fā)生意外事故。而且，也要適當(dāng)?shù)貙囕v進(jìn)行潤滑、保潔，應(yīng)該適當(dāng)對車胎充氣等。

結(jié)語

從上文分析可以看出，在電動車等和我們?nèi)粘Ｉ蠲芮邢嚓P(guān)的生活物品中，蘊(yùn)含著不少物理知識。我們應(yīng)該處處留心，練就善于發(fā)現(xiàn)的眼睛，發(fā)現(xiàn)其中蘊(yùn)藏的物理知識，有效地使用這些生活物品，以更好地感受科學(xué)知識和先進(jìn)給我們帶來的諸多便利。

參考文獻(xiàn)：

[1]郭建考.電動車中的物理知識[J].中學(xué)生數(shù)理化（八年級物理），2015（2）：56.

[2]崔綱.小小電動車，物理知識多[J].中小學(xué)電教（下半月），2012（1）：137.

[3]馮軍杰.電動車中的物理知識[J].農(nóng)村青少年科學(xué)探究，2015（9）：23.

（工作單位：湖南省祁陽縣第一中學(xué)高599班）