מנופי הרמה ועד מעליות, מנועי זרם ישר (DC) נמצאים סביבך. כמו כל המנועים,מנועי DCלהמיר אנרגיה חשמלית לצורה אחרת של אנרגיה, בדרך כלל תנועה מכנית כמו הרמת פיר מעלית. אתה יכול לתאר כמה אנרגיה הם מייצרים על ידי חישוב המומנט של מנועי DC אלה, מדד לכוח סיבובי.
משוואת מומנט
מנוע מומנט DC פועל על ידי העברת זרם חשמלי דרך סליל בשדה מגנטי. הסליל מעוצב במתאר מלבן בין שני המגנטים כאשר שאר הסליל משתרע החוצה ומרוחק מהמגנטים. המומנט הוא הכוח המגנטי שגורם לסליל להסתובב וליצור אנרגיה.
משוואת המומנט של עיצובי מנוע DC היא
מומנט = IBA \ sin {\ theta}
לכל סיבוב של המנוע עם הזרם החשמליאניבמגברים, שדה מגנטיבבטסלס, אזור המתואר על ידי הסלילאב מ2 וזווית מאונכת לחוט הסליל "תטא"θ. כדי להשתמש במומנט החישוב של עיצובים של מנוע DC, וודא שאתה מבין כיצד עובדת הפיזיקה הבסיסית.
זרם חשמלי מתאר את זרימת המטען החשמלי, ואתה מכוון אותו לכיוון ההפוך של זרימת אלקטרונים ביחידות אמפר (או מטען / זמן). השדה המגנטי מתאר את הנטייה של אובייקט מגנטי להשפיע על כוח על מטען נע חלקיק באמצעות יחידות של טסלז בדיוק כמו איך השדה החשמלי מתאר את הכוח שישפיע על חשמל לחייב. כוח מגנטי מתאר כוח בסיסי זה המאפשר למגנטים להפעיל תכונות כמו מומנט.
תכנון מנוע DC
עבור מנוע DC, הכוח המגנטי גורם לסליל החוט לנוע, אלא בגלל שהסליל היה עושה זאת אחרת נע קדימה ואחורה מכיוון שכיוון הכוח מתהפך ללא הרף עליו, מנועי DC תשתמש בקוֹמוּטָטוֹר, חומר מפוצל טבעתי, כדי להפוך את הזרם ולשמור על סליל מסתובב בכיוון אחד.
הקומוטטור משתמש ב"מברשות "שנותרות במגע עם הזרם החשמלי כדי להפוך את הכיוון. רוב המנועים של ימינו מייצרים חלקים אלה של פחמן ומשתמשים במנגנוני קפיץ כדי להפוך את הכיוון ברציפות.
ניתן גם להשתמש בכלל הימני לחישוב כיוון המומנט. השלטון יד ימיןהיא דרך לומר לך את כיוון הכוח המגנטי באמצעות יד ימין. אם תושיט את האגודל, האצבע המורה והאצבע האמצעית כלפי חוץ על יד ימין, האגודל יתאים ל כיוון הזרם, האצבע המורה מראה לך את כיוון השדה המגנטי והאצבע האמצעית תהיה כוח מגנטי כיוון.
נגזרת משוואת מומנט
אתה יכול להפיק את משוואת המומנט ממשוואת לורנץ,
F = qE + qv \ פעמים B.
לכוח אלקטרומגנטיF, שדה חשמליה, מטען חשמליש, מהירות החלקיק הטעוןvושדה מגנטיב. במשוואה, האיקסמתייחס למוצר צולב, שיוסבר בהמשך.
התייחס לזרם כאל קו חלקיקים נעים וטעונים היוצרים כוח משדה מגנטי. זה מאפשר לך לכתוב מחדשqv(שיש לו יחידות מרחק-זמן / זמן טעינה) כתוצר זרם המטען ואורך החוט (שיהיה גם מטר-מטען / זמן).
מכיוון שאתה מתמודד רק עם כוח מגנטי, אתה יכול להתעלם מה-qEרכיב חשמלי ושכתב את המשוואה כ-
F = IL \ פעמים B
fאו הנוכחי אני ואורך החוטל. בהגדרת אמוצר צולב, אתה יכול לכתוב מחדש את המשוואה כ-
F = I | L || B | \ sin {\ theta}
כאשר השורות המקיפות כל משתנה המציינות את הערך המוחלט. עבור מנוע DC, אתה יכול לכתוב אותו מחדש כ-מומנט = רשות השידורחטאθ.
כדי לבצע חישוב מומנט מנוע באופן מקוון, אתה יכול להשתמש במחשבון מקוון למטרות הספציפיות שלך. jCalc.net מציע אחד כזה המוציא מומנט מנוע לדירוג מנוע קלט בקוו"ט ומהירות מנוע בסל"ד.