Πώς λειτουργεί ένας ηλεκτροκινητήρας;

Σχεδόν αναπόφευκτα, θα φτάσετε σε ένα σημείο στη ζωή σας όπου θα βρεθείτε αντιμέτωποι με ένα δυστυχισμένο μικρό παιδί και ένα κινούμενο παιχνίδι που δεν κινείται πλέον. Μπορεί να ξεχωρίσετε το παιχνίδι, στηριζόμενοι στην προθυμία σας να σώσετε την ημέρα, αλλά, όταν αφεθείτε με έναν σωρό εξαρτημάτων, ίσως αναρωτιέστε πώς αυτά τα πηνία φωτεινού σύρματος δημιουργούν κίνηση. Τα σπασμένα παιχνίδια στην άκρη, οι ηλεκτρικοί κινητήρες βρίσκονται σε πολλές από τις συσκευές που κάνουν τη σύγχρονη κοινωνία μας να κινείται, από αυτοκίνητα σε ρολόγια έως τον ανεμιστήρα ψύξης στον υπολογιστή σας.

Ένας ηλεκτρικός κινητήρας δημιουργεί περιστροφική ή κυκλική κίνηση. Το κεντρικό μέρος του κινητήρα είναι ένας κύλινδρος που ονομάζεται οπλισμός ή ρότορας. Ο οπλισμός συγκρατεί τα υπόλοιπα εξαρτήματα και είναι επίσης το μέρος του κινητήρα που περιστρέφεται. Γύρω από τον οπλισμό βρίσκεται ο στάτης, ο οποίος συγκρατεί μονωμένα πηνία από σύρμα, συνήθως χαλκό. Όταν εφαρμόζεται ρεύμα στον κινητήρα, ο στάτης παράγει το μαγνητικό πεδίο που οδηγεί τον οπλισμό. Ανάλογα με τη σχεδίαση του κινητήρα, μπορεί επίσης να βρείτε βούρτσες ή λεπτές μεταλλικές ίνες που συνεχίζουν να τρέχουν στην αντίθετη πλευρά του κινητήρα καθώς περιστρέφεται.

Ίσως έχετε παρατηρήσει ότι, όταν έχετε δύο μαγνήτες, οι αντίθετοι πόλοι προσελκύουν και όπως οι πόλοι απωθούν. Ο ηλεκτροκινητήρας χρησιμοποιεί αυτήν την αρχή για να δημιουργήσει ροπή, ή περιστροφική δύναμη. Δεν είναι αυτό καθαυτό το ηλεκτρικό ρεύμα, αλλά το μαγνητικό πεδίο που δημιουργεί που παράγει δύναμη όταν ένας ηλεκτρικός κινητήρας κινείται. Η ηλεκτρική ενέργεια που κινείται μέσω ενός σύρματος δημιουργεί ένα κυκλικό μαγνητικό πεδίο με το καλώδιο ως πηγή και κέντρο της περιστροφής. Όταν προσθέτετε ρεύμα, ο στάτης και ο οπλισμός σχηματίζουν ένα σταθερό μαγνητικό πεδίο και έναν ηλεκτρομαγνήτη που ωθείται ή περιστρέφεται εντός αυτού του πεδίου, αντίστοιχα.

Ο βασικός κινητήρας λειτουργεί σε συνεχές ρεύμα ή συνεχές ρεύμα, αλλά άλλοι κινητήρες μπορούν να λειτουργήσουν σε εναλλασσόμενο ρεύμα ή εναλλασσόμενο ρεύμα. Οι μπαταρίες παράγουν συνεχές ρεύμα, ενώ οι πρίζες στο σπίτι σας εναλλάσσονται. Για να λειτουργήσει ένας κινητήρας στο AC, απαιτεί δύο μαγνήτες περιέλιξης που δεν αγγίζουν. Μετακινούν τον κινητήρα μέσα από ένα φαινόμενο γνωστό ως επαγωγή. Αυτοί οι επαγωγικοί κινητήρες είναι χωρίς ψήκτρες, καθώς δεν απαιτούν τη φυσική επαφή που παρέχει η βούρτσα. Ορισμένοι κινητήρες DC είναι επίσης χωρίς ψήκτρες και αντ 'αυτού χρησιμοποιούν διακόπτη που αλλάζει την πολικότητα του μαγνητικού πεδίου για να διατηρήσει τον κινητήρα σε λειτουργία. Οι κινητήρες γενικής χρήσης είναι κινητήρες επαγωγής που μπορούν να χρησιμοποιήσουν οποιαδήποτε πηγή ισχύος.

Τώρα που έχετε τα βασικά μέρη και τις αρχές, μπορείτε να παίξετε με την ιδέα στο σπίτι. Φτιάξτε ένα πηνίο από χάλκινο σύρμα χαμηλότερου εύρους και σπρώξτε κάθε άκρο μέσα από ένα κουτί αλουμινίου για να το κρεμάσετε. Τοποθετήστε έναν μικρό, ισχυρό μαγνήτη και στις δύο πλευρές του αιωρούμενου πηνίου για να δημιουργήσετε ένα μαγνητικό πεδίο. Εάν συνδέσετε μια μπαταρία και στα δύο κουτιά χρησιμοποιώντας κλιπ αλιγάτορα, το πηνίο σας θα γίνει ηλεκτρομαγνήτης και ο ρότορας χαλκού που δημιουργήσατε θα αρχίσει να περιστρέφεται.