Електродвигателите се използват през цялото време за захранване на устройства, които използваме всеки ден. Независимо дали става въпрос за двигател с вентилатор, който ви охлажда в горещ ден, двигател във вашата вентилаторна машина или електрическа кола, без електрически двигатели, светът ще бъде съвсем различно място.
Какво е електрически мотор?
Електрическият двигател е машина, която може да преобразува електрическата енергия в механична енергия (по-специално кинетична енергия или енергия на движение). Това обикновено се постига чрез използване на връзката между електричеството и магнетизма.
Електрическите двигатели могат да се захранват от променлив ток, като този, който тече от контакта на стената, или от постоянен ток като този, доставен от батерия.
Как работи електрически мотор?
Основният принцип зад електродвигателя е, че трябва да има намотка от проводник, която да може свободно да се върти в присъствието на външно магнитно поле.
Тъй като токът преминава през жичната намотка, взаимодействието между тока и полето създава въртящ момент, което кара намотката да се върти. Това въртене може да се използва например за завъртане на гумите на автомобил играчка, или може да задвижва колянов вал и да преобразува въртеливото движение в линейно движение.
Как да си направите собствен електродвигател
Понякога най-добрият начин да разберете как работи двигателят е да го изградите сами. Можете да изградите обикновен мотор с постоянен ток с общи предмети от бита.
Изпращайки ток през внимателно оформена жица в присъствието на магнитно поле, ние можем да създаваме част от нашата верига, която ще се върти, което ни позволява да преобразуваме електрическата енергия в механична енергия.
Неща, от които ще се нуждаете
- Тел за навиване
- D-батерия 1,5-V батерия
- 2 кламери
- Постоянен магнит
- Лента
Направете намотка от тел, като няколко пъти увивате тел за навиване около 1,5-V батерия с клетка "D" (батерията служи като форма; отстранете намотката, когато завършите навиването). Оставете около 2 до 3 см да стърчат от двата края. Уверете се, че всички завои са навити в една и съща посока.
Намотката трябва да бъде добре балансирана на тези краища, така че да се върти лесно, когато се постави в люлката, осигурена от кламери. Трябва да задържите намотката заедно, като завъртите последния контур около намотките, за да увиете намотките заедно.
Когато намотката е в показаното положение, един от краищата на проводника, който ще контактува с кламери, трябва да отстранява изолацията само от долната страна. Другият край трябва да бъде изцяло оголен там, където контактува с кламера. По този начин токът ще тече през бобината около половината от времето.
Огънете две кламери, така че да държат намотката, както е показано, и да ги закрепят на място.
Поставете постоянен магнит под бобината си.
Свържете захранване - като батерията D, която сте използвали като форма - към кламери.
Опитайте се да стартирате двигателя си, като дадете на бобината малко завъртане. Опитайте, коригирайте, опитайте, коригирайте, опитайте и коригирайте отново, докато успеете!
Как работи?
Ако бобината е ориентирана, както е показано на изображението, токът преминава по часовниковата стрелка през бобината и магнитното поле сочи нагоре, тогава горната част на бобина ще почувства сила, сочеща (спрямо екрана на компютъра, на който гледате това), а дъното на бобината ще усети сила, сочеща в. Това ще доведе до завъртане на намотката.
След като бобината ви се завърти на 180 градуса, токът ще тече обратно на часовниковата стрелка. Тъй като обаче сте свалили половината проводник, по време на обръщане на намотката няма да тече ток. Това е така, че да не получим сила в обратна посока, която да накара намотката да се обърне, вместо да продължи.
При условие, че първоначалният тласък, дължащ се на полето, е достатъчно силен, намотката ще се преобърне след 180 градуса, което прави пълна въртене, към края на който токът тече по такъв начин, че дадена сила го кара да направи друго въртене точно така преди. Ако всичко е балансирано достатъчно добре, двигателят трябва да се върти доста бързо и за дълго време.
Търговски моторни части
Компонентите на търговския двигател включват следното:
The арматура е енергийната част на двигателя. Може да се намира на ротор (въртяща се част) или статор (стационарна част.) Арматурата се състои от намотки от тел, които взаимодействат с магнитното поле, когато преминава ток. В нашия самоделен двигател намотката беше котвата и ротора, а кламерите служиха като статор.
Четки позволяват токът да се предава към ротора, докато се върти. В нашия самоделен двигател точката на контакт на кламери и медната жица служи за същата цел.
A комутатор служи за периодично обръщане на текущата посока. Това е необходимо при постоянен ток или двигател с постоянен ток, но не обикновено при променлив ток или двигател с променлив ток, тъй като токът вече променя посоката. Постигнахме включен / изключен ток в нашия двигател, като държим едната страна на контактния проводник изолирана.
A полеви магнит или полеви намотки (електромагнити) създават необходимото магнитно поле.
The ос е пръчковидна част, подравнена с оста на въртене на ротора, така че да се върти заедно с ротора. Хоризонталните краища на нашия самоделен мотор по същество бяха ос.
A пиньон е малка предавка, която може да се използва за прехвърляне на движението на двигателя към друг обект или част от машина.
Видове електрически двигатели
Има много различни видове електродвигатели. Докато първо са подразделени като двигатели с променлив или постоянен ток, много други варианти също са възможни. Независимо дали става въпрос за тежкотоварни, леки, селскостопански или общи цели, тук са изброени само някои от многото видове.
A еднофазен двигател работи от едно променливотоково захранване.
A трифазен двигател е такъв, който се задвижва от три променливи тока с една и съща честота извън фазата помежду си.
A синхронен двигател е двигател, чийто период на въртене е цяло число, кратно на променливата честота.
В един асинхронен или асинхронен двигател, електрическият ток в ротора се генерира от електромагнитна индукция от магнитното поле на намотката на статора.
A стъпков мотор е безчетков DC двигател, който разбива пълното въртене на равни стъпки. Двигателят може да се движи и задържа на някоя от стъпките.
Електрически генератори
Електрическите генератори са обратното на електрическите двигатели; те приемат механична енергия и я преобразуват в електрическа енергия. Това може да се направи по много различни начини.
Например, енергията на вятъра може да се използва за завъртане на лопатките на вентилатора на вятърния генератор, които завъртат ротор вътре в генератора, и електромагнитната индукция, която води до изтичане на ток. Водноелектрическите централи работят по подобен начин, като падащата вода завърта лопатките в турбина.