Elektromotory se neustále používají k napájení zařízení, která používáme každý den. Ať už je to motor ventilátoru, který vás ochladí v horkém dni, motor ve vašem foukači listí nebo elektromobil, bez elektromotorů, svět by byl úplně jiným místem.
Co je to elektromotor?
Elektromotor je stroj, který dokáže přeměnit elektrickou energii na energii mechanickou (konkrétně kinetickou energii nebo energii pohybu). Toho se obvykle dosahuje využitím vztahu mezi elektřinou a magnetismem.
Elektromotory mohou být napájeny střídavým proudem, například proudem z elektrické zásuvky, nebo stejnosměrným proudem, například napájením z baterie.
Jak funguje elektromotor?
Základní princip elektrického motoru spočívá v tom, že musí existovat cívka drátu, která se může volně otáčet v přítomnosti vnějšího magnetického pole.
Jak proud prochází drátovou cívkou, interakce mezi proudem a polem vytváří točivý moment, který způsobuje otáčení cívky. Tato rotace může být použita například k otáčení pneumatik na autě, nebo může pohánět klikový hřídel a převádět rotační pohyb na lineární pohyb.
Jak si vyrobit vlastní elektromotor
Někdy je nejlepším způsobem, jak pochopit, jak motor funguje, postavit si ho sami. Můžete postavit jednoduchý stejnosměrný motor s běžnými předměty pro domácnost.
Vysíláním proudu pečlivě tvarovaným drátem v přítomnosti magnetického pole můžeme vytvářet část našeho obvodu, která se bude otáčet, což nám umožní přeměnit elektrickou energii na mechanickou energie.
Věci, které budete potřebovat
- Navíjecí drát
- 1,5V baterie typu D.
- 2 kancelářské sponky
- Stálý magnet
- Páska
Vytvořte cívku drátu tak, že navíjecí vodič několikrát omotáte kolem 1,5 V baterie typu „D“ (baterie slouží jako forma; po navinutí cívku vyjměte). Z obou konců nechte asi 2 až 3 cm vyčnívat. Ujistěte se, že jsou všechny otáčky navinuty stejným směrem.
Cívka by měla být na těchto koncích dobře vyvážená, aby se při umístění do kolébky opatřené sponkami na papír snadno otočila. Cívku byste měli držet pohromadě otočením poslední smyčky kolem cívek, aby se cívky omotaly dohromady.
Když je cívka v zobrazené poloze, jeden z konců drátu, který se bude dotýkat sponek na papír, by měl mít izolaci odstraněnou pouze na spodní straně. Druhý konec by měl být úplně odizolován tam, kde se dotýká kancelářské sponky. Tímto způsobem bude proud protékat cívkou přibližně v polovině času.
Ohněte dvě kancelářské sponky tak, aby držely cívku podle obrázku, a zajistěte je na místě.
Umístěte permanentní magnet pod cívku.
Připojte k sponkám napájecí zdroj - například baterii D, kterou jste použili jako formulář -.
Zkuste nastartovat motor tím, že cívku trochu roztočíte. Zkuste, upravte, vyzkoušejte, upravte, vyzkoušejte a upravujte znovu, dokud neuspějete!
Jak to funguje?
Pokud je cívka orientována podle obrázku, proud prochází cívkou ve směru hodinových ručiček a magnetické pole směřuje nahoru, pak horní část cívky cívka cítí sílu směřující ven (vzhledem k obrazovce počítače, na kterou se díváte) a spodní část cívky cítí sílu směřující v. To způsobí otáčení cívky.
Jakmile se vaše cívka otočí o 180 stupňů, bude proud protékat proti směru hodinových ručiček. Jelikož jste však odizolovali polovinu drátu, po dobu převrácení cívky neprotéká žádný proud. Je to tak, že neskončíme silou v opačném směru, která způsobí, že cívka se obrátí, místo aby pokračovala.
Za předpokladu, že počáteční tlak způsobený polem je dostatečně silný, cívka se otočí o 180 stupňů, což je kompletní rotace, na jejímž konci proud teče takovým způsobem, že síla způsobí, že provede další rotaci stejně před. Pokud je vše dostatečně vyvážené, měl by se motor otáčet poměrně rychle a po dlouhou dobu.
Komerční díly motoru
Součásti komerčního motoru zahrnují následující:
The armatura je část motoru produkující energii. Může být umístěn na rotor (rotující část) nebo stator (Stacionární část.) Kotva se skládá z cívek drátu, které při průchodu proudu interagují s magnetickým polem. V našem domácím motoru byla cívka kotva a rotor a kancelářské svorky sloužily jako stator.
Kartáče umožnit přenos proudu na rotor při jeho otáčení. V našem domácím motoru sloužil kontaktní bod kancelářských sponek a měděného drátu stejnému účelu.
A komutátor slouží k periodickému obrácení aktuálního směru. To je nutné u stejnosměrného motoru nebo stejnosměrného motoru, ale ne obvykle u střídavého proudu nebo střídavého motoru, protože proud již mění směr. Dosáhli jsme proudu zapnutí / vypnutí v motoru udržováním jedné strany trolejového drátu izolovanou.
A magnet pole nebo polní cívky (elektromagnety) vytvářejí potřebné magnetické pole.
The náprava je tyčový kus vyrovnaný s osou otáčení rotoru tak, že se otáčí spolu s rotorem. Horizontální konce našeho domácího motoru byly v podstatě nápravou.
A pastorek je malé ozubené kolo, které lze použít k přenosu pohybu motoru na jiný předmět nebo část stroje.
Druhy elektrických motorů
Existuje mnoho různých typů elektromotorů. Zatímco se nejprve dělí na střídavé nebo stejnosměrné motory, je také možné mnoho dalších variant. Zde je uvedeno jen několik z mnoha typů, ať už pro těžký provoz, lehký provoz, provoz na farmě nebo pro všeobecné použití.
A jednofázový motor pracuje mimo jeden zdroj střídavého proudu.
A třífázový motor je ten, který je poháněn třemi střídavými proudy stejné frekvence mimo fázi navzájem.
A synchronní motor je motor, jehož perioda otáčení je celočíselným násobkem střídavé frekvence.
V asynchronní nebo indukční motor, je elektrický proud v rotoru generován elektromagnetickou indukcí z magnetického pole vinutí statoru.
A krokový motor je střídavý stejnosměrný motor, který rozděluje plnou rotaci na stejné kroky. Motor se může pohybovat a držet v kterémkoli z kroků.
Elektrické generátory
Elektrické generátory jsou opakem elektrických motorů; berou mechanickou energii a přeměňují ji na elektrickou energii. Toho lze dosáhnout mnoha různými způsoby.
Například větrná energie může být použita k otáčení lopatek větrného generátoru, které otáčejí rotorem uvnitř generátoru, a výsledná elektromagnetická indukce způsobí tok proudu. Podobně fungují vodní elektrárny, kdy padající voda otáčí lopatky v turbíně.