Elektromotori se stalno koriste za napajanje uređaja koje koristimo svakodnevno. Bilo da se radi o motoru ventilatora koji vas hladi po vrućem danu, motoru vašeg ventilatora ili električnom automobilu, bez elektromotora, svijet bi bio sasvim drugačije mjesto.
Što je električni motor?
Elektromotor je stroj koji može pretvoriti električnu energiju u mehaničku energiju (posebno kinetičku energiju ili energiju kretanja). To se obično postiže iskorištavanjem odnosa između električne energije i magnetizma.
Električni motori mogu se napajati izmjeničnom strujom, poput one koja teče iz vaše zidne utičnice, ili istosmjernom strujom poput one koju napaja baterija.
Kako radi električni motor?
Osnovni princip koji stoji iza elektromotora jest da mora postojati zavojnica žice koja se može slobodno okretati u prisutnosti vanjskog magnetskog polja.
Kako struja prolazi kroz žičanu zavojnicu, interakcija između struje i polja stvara moment, što dovodi do rotacije zavojnice. Ova rotacija se može koristiti za okretanje guma na automobilu, na primjer, ili može pokretati radilicu i pretvoriti rotacijsko gibanje u linearno gibanje.
Kako izraditi vlastiti električni motor
Ponekad je najbolji način da shvatite kako motor radi ako ga sami napravite. Možete izraditi jednostavan istosmjerni motor sa uobičajenim kućanskim predmetima.
Slanjem struje kroz pažljivo oblikovanu žicu u prisutnosti magnetskog polja možemo stvarati dio našeg kruga koji će se okretati, omogućujući nam pretvaranje električne energije u mehaničku energije.
Stvari koje ćete trebati
- Žica za navijanje
- D-ćelijska 1,5-V baterija
- 2 spajalice
- Trajni magnet
- Traka
Napravite zavojnicu od žice tako da nekoliko puta omotate žicu za namotavanje oko 1,5-V baterije "D" ćelije (baterija služi kao oblik; uklonite zavojnicu kada završite s namatanjem). Ostavite otprilike 2 do 3 cm da vire s oba kraja. Provjerite jesu li svi zavoji namotani u istom smjeru.
Zavojnica bi trebala biti dobro uravnotežena na tim krajevima, tako da će se lako okretati kad se stavi u postolje predviđeno spajalicama. Trebali biste držati zavojnicu zajedno uvijanjem posljednje petlje oko zavojnica kako biste omotali zavojnice.
Kad je zavojnica u prikazanom položaju, jedan od krajeva žice, koji će dodirivati spajalice, treba izolaciju ukloniti samo s donje strane. Drugi kraj treba biti potpuno ogoljen tamo gdje je u kontaktu sa spajalicom. Na taj će način struja kroz zavojnicu teći otprilike pola vremena.
Savijte dvije spajalice tako da drže zavojnicu kako je prikazano i učvrstite ih na mjestu.
Stavite trajni magnet ispod zavojnice.
Spojite napajanje - poput D baterije koju ste koristili kao obrazac - na spajalice.
Pokušajte pokrenuti motor davanjem zavojnice malim okretajem. Pokušajte, prilagodite, pokušajte, prilagodite, pokušajte i prilagodite ponovo dok ne uspijete!
Kako radi?
Ako je zavojnica orijentirana kao što je prikazano na slici, struja prolazi kroz zavojnicu u smjeru kazaljke na satu, a magnetsko polje usmjereno prema gore, tada vrh zavojnica će osjetiti silu koja pokazuje (u odnosu na zaslon računala na kojem ovo gledate), a dno zavojnice osjetit će silu koja pokazuje u. To će dovesti do rotacije zavojnice.
Kad se vaša zavojnica okrene za 180 stupnjeva, struja će tada teći u smjeru suprotnom od kazaljke na satu. Međutim, budući da ste skinuli polovicu žice, za vrijeme okretanja zavojnice struja neće teći. To je zato da ne bismo završili s silom u suprotnom smjeru, čineći zavojnicu obrnutom umjesto da nastavimo.
Pod uvjetom da je početni potisak zbog polja dovoljno jak, zavojnica će se preokrenuti za 180 stupnjeva, čineći komplet rotacija, prema čijem kraju struja teče na takav način da je sila uzrokuje da izvrši još jednu rotaciju jednako prije. Ako je sve dovoljno dobro uravnoteženo, motor bi se trebao okretati prilično brzo i dugo.
Komercijalni dijelovi motora
Komponente komercijalnog motora uključuju sljedeće:
The armatura je dio motora koji proizvodi snagu. Može se nalaziti na rotor (rotirajući dio) ili stator (stacionarni dio.) Armatura se sastoji od zavojnica žice koje u interakciji s magnetskim poljem prolaze kroz struju. U našem domaćem motoru zavojnica je bila armatura i rotor, a spajalice su služile kao stator.
Četke omogućuju prijenos struje na rotor dok se okreće. U našem domaćem motoru točka kontakta spajalica i bakrene žice imala je istu svrhu.
A komutator služi za povremeno okretanje trenutnog smjera. To je potrebno kod istosmjerne struje ili istosmjernog motora, ali ne obično kod izmjenične struje ili motora izmjenične struje jer struja već mijenja smjer. Struju uključivanja i isključivanja u našem motoru postigli smo držanjem izolirane jedne strane kontaktne žice.
A poljski magnet ili poljske zavojnice (elektromagneti) stvaraju potrebno magnetsko polje.
The osovina je komad u obliku štapa poravnan s osom rotacije rotora tako da se okreće zajedno s rotorom. Horizontalni krajevi našeg domaćeg motora u osnovi su bili osovina.
A zupčanik je mali zupčanik koji se može koristiti za prijenos kretanja motora na drugi objekt ili dio stroja.
Vrste elektromotora
Postoji mnogo različitih vrsta elektromotora. Iako su prvo podijeljeni kao izmjenični ili istosmjerni motori, moguće su i mnoge druge varijacije. Bez obzira radi li se o teškim, lakim, poljoprivrednim ili za opće namjene, ovdje su navedeni samo neki od mnogih tipova.
A jednofazni motor radi iz jednog napajanja izmjeničnom strujom.
A trofazni motor je onaj koji međusobno pokreću tri izmjenične struje iste frekvencije.
A sinkroni motor je motor čije je razdoblje rotacije cijeli broj višekratnik izmjenične frekvencije.
U an asinkroni ili indukcijski motor, električna struja u rotoru nastaje elektromagnetskom indukcijom iz magnetskog polja namota statora.
A koračni motor je istosmjerni motor bez četkica koji cijelu rotaciju razbija u jednake korake. Motor se može pomicati i zadržavati na bilo kojem od koraka.
Električni generatori
Električni generatori su naličje električnih motora; uzimaju mehaničku energiju i pretvaraju je u električnu. To se može učiniti na mnogo različitih načina.
Na primjer, energija vjetra može se koristiti za okretanje lopatica ventilatora generatora vjetra, koji okreću rotor unutar generatora, i elektromagnetske indukcije koja rezultira protokom struje. Hidroelektrane rade na sličan način, s padom vode koja okreće lopatice u turbini.