Az elektromos motorokat folyamatosan használják az általunk használt eszközök áramellátására. Legyen szó akár egy ventilátoros motorról, amely hűvös marad egy forró napon, a motor a levélfújóban vagy egy elektromos autó, elektromos motorok nélkül, a világ egészen más hely lenne.
Mi az a villanymotor?
Az elektromos motor olyan gép, amely képes az elektromos energiát mechanikai energiává (konkrétan kinetikus energiává vagy mozgásenergiává) átalakítani. Ezt általában az elektromosság és a mágnesesség kapcsolatának kihasználásával érik el.
A villanymotorok áramellátását áramellátás, például a fali aljzatból áramló áram, vagy egyenáram lehet, amelyet például az akkumulátor biztosítja.
Hogyan működik az elektromos motor?
Az elektromos motor mögött az az alapelv, hogy szükség van egy huzaltekercsre, amely szabadon foroghat egy külső mágneses mező jelenlétében.
Amint az áram áthalad a huzaltekercsen, az áram és a mező közötti kölcsönhatás nyomatékot eredményez, ami a tekercs forgását okozza. Ez a forgatás használható például egy játékautó gumiabroncsainak forgatására, vagy meghajtja a forgattyústengelyt és átalakíthatja a forgási mozgást lineáris mozgássá.
Hogyan készítsünk saját elektromos motort
Néha a motor megértésének legjobb módja az, ha saját maga épít egyet. Építhet egy egyszerű egyenáramú motort közös háztartási cikkekkel.
Ha egy áramot gondosan megformált huzalon keresztül mágneses tér jelenlétében küldünk, létrehozhatunk áramkörünk egy része, amely forogni fog, lehetővé téve számunkra, hogy az elektromos energiát mechanikussá alakítsuk át energia.
Amire szükséged lesz
- Tekercselő huzal
- D-cellás 1,5 V-os elem
- 2 gemkapocs
- Állandómágnes
- Szalag
Készítsen huzaltekercset úgy, hogy a tekercselő huzalt többször körbetekeri egy 1,5 V-os "D" cella köré (az elem formaként szolgál; tekercselés után távolítsa el a tekercset). Hagyjon kb. 2–3 cm kilógást mindkét végéből. Győződjön meg arról, hogy az összes kanyar ugyanabba az irányba van tekerve.
A tekercsnek ezeken a végeken jól kiegyensúlyozottnak kell lennie, hogy könnyen elfordulhasson, amikor a gemkapcsok által biztosított bölcsőbe helyezzük. A tekercset össze kell fognia úgy, hogy az utolsó hurkot a tekercsek köré csavarja, hogy a tekercseket összefogja.
Amikor a tekercs a bemutatott helyzetben van, az egyik vezetékvégnek, amely érintkezik a gemkapcsokkal, a szigetelést csak az alsó oldalán kell eltávolítani. A másik végét teljesen le kell húzni arról a helyről, ahol az a gemkapcsot érinti. Ily módon az áram körülbelül az idő felében átfolyik a tekercsen.
Hajlítson két gemkapcsot úgy, hogy a tekercset az ábra szerint megtartsa, és a helyén rögzítse.
Helyezzen egy állandó mágnest a tekercs alá.
Csatlakoztasson egy tápegységet - például az űrlapként használt D elemet - a gemkapcsokhoz.
Próbálja meg elindítani a motort úgy, hogy a tekercsnek egy kis pörgetést ad. Próbáld, állítsd be, próbáld meg, állítsd be, próbáld meg és igazítsd újra, amíg sikerül!
Hogyan működik?
Ha a tekercs a képen látható módon van orientálva, az áram az óramutató járásával megegyező irányban halad át a tekercsen, és a mágneses mező felfelé mutat, akkor a a tekercs erőt fog mutatni (a számítógép képernyőjéhez képest, amelyen ezt nézi), és a tekercs alja erőt mutat ban ben. Ez a tekercs forogását okozza.
Miután a tekercs 180 fokkal elfordult, az áram az óramutató járásával ellentétes irányba áramlott. Mivel azonban a vezeték felét lecsupaszította, a tekercs megfordításának ideje alatt nem folyik áram. Ez azért van, hogy ne érjünk el egy ellenkező irányú erővel, amely folytatja a tekercset a hátramenet helyett.
Feltéve, hogy a mező miatti kezdeti lökés elég erős, a tekercs 180 fokon túl fog elfordulni, így teljes lesz forgás, amelynek vége felé az áram úgy áramlik, hogy egy erő hatására újabb forgást hajt végre előtt. Ha minden kiegyensúlyozott, a motornak meglehetősen gyorsan és hosszú ideig kell forognia.
Kereskedelmi motor alkatrészek
A kereskedelmi motor alkatrészei a következők:
A forgórész a motor áramtermelő része. Lehet, hogy a forgórész (forgó rész) vagy a állórész (álló rész.) Az armatúra huzaltekercsekből áll, amelyek az áram áthaladásakor kölcsönhatásba lépnek a mágneses mezővel. Házi motorunkban a tekercs az armatúra és a rotor volt, a gemkapcsok pedig állórészként szolgáltak.
Ecsetek lehetővé teszi az áram átadását a rotorhoz forgás közben. Házi motorunkban a gemkapcsok és a rézdrót érintkezési pontja ugyanazt a célt szolgálta.
A kommutátor az aktuális irány időszakos megfordítására szolgál. Erre egyenáramú vagy egyenáramú motor esetén van szükség, de általában nem váltakozó áramú vagy váltakozó áramú motorban, mert az áram már irányt vált. Motorunk be- és kikapcsolási áramát úgy értük el, hogy a kontaktvezeték egyik oldalát szigeteltük.
A mezőmágnes vagy terepi tekercsek (elektromágnesek) létrehozzák a szükséges mágneses teret.
A tengely egy rúd alakú darab, amely a rotor forgástengelyéhez igazodik úgy, hogy az együtt forog a rotorral. Házi motorunk vízszintes végei lényegében tengelyek voltak.
A fogaskerék egy olyan kis fogaskerék, amely felhasználható a motor mozgásának egy másik tárgyra vagy egy géprészre történő átvitelére.
Az elektromos motorok típusai
Sokféle villanymotor létezik. Míg először váltakozó áramú vagy egyenáramú motorokra oszlik, számos más variáció is lehetséges. Akár nehéz, könnyű, mezőgazdasági, akár általános célú, itt csak néhányat sorolunk fel a sok közül.
A egyfázisú motor egy AC tápegységről működik.
A háromfázisú motor olyan, amelyet három azonos frekvenciájú váltakozó áram hajt fázison kívül egymással.
A szinkron motor olyan motor, amelynek forgási periódusa az AC frekvencia egész számának többszöröse.
Egy an aszinkron vagy indukciós motor, a rotorban lévő elektromos áramot az állórész tekercsének mágneses mezőjéből származó elektromágneses indukció generálja.
A léptetőmotor egy kefe nélküli egyenáramú motor, amely a teljes forgást egyenlő lépésekre bontja. A motor bármelyik lépésnél mozoghat és tartható.
Elektromos generátorok
Az elektromos generátorok az elektromos motorok fordítottja; mechanikai energiát vesznek fel és alakítják át elektromos energiává. Ezt sokféleképpen lehet megtenni.
Például a szélenergiával fel lehet fordítani a szélgenerátor ventilátorlapátjait, amelyek egy rotort forgatnak a generátor belsejében, és az ennek eredményeként létrejövő elektromágneses indukció áramot áramol. A vízerőművek hasonló módon működnek, az eső víz egy turbinában forgatja a lapátokat.
