吊り上げクレーンからエレベーターまで、直流（DC）モーターがあなたの周りにあります。 すべてのモーターと同様に、DCモーター電気エネルギーを別の形式のエネルギーに変換します。通常は、エレベータシャフトの持ち上げなどの機械的な動きです。 回転力の尺度であるこれらのDCモーターのトルクを計算することにより、それらが生成するエネルギー量を説明できます。
トルク方程式
DCトルクモーターは、磁場内のコイルに電流を流すことによって機能します。 コイルは、2つの磁石の間の長方形の輪郭で形作られ、コイルの残りの部分は磁石から離れて伸びています。 トルクは、コイルを回転させてエネルギーを生成させる磁力です。
DCモーター設計のトルク方程式は次のとおりです。
トルク= IBA \ sin {\ theta}
電流でモーターが回転するたびに私アンペア、磁場Bテスラでは、コイルによって輪郭が描かれた領域Aメートルで2 コイルワイヤー「シータ」に垂直な角度θ. DCモーター設計の計算トルクを使用するには、基礎となる物理学がどのように機能するかを理解していることを確認してください。
電流は電荷の流れを表し、アンペア（または電荷/時間）の単位で電子の流れの反対方向にそれを向けます。 磁場は、磁性物体が移動する帯電した力に影響を与える傾向を表します 電場が電気に影響を与える力を表すのと同じように、テスラの単位を使用する粒子 充電。 磁力は、磁石がトルクなどの特性を発揮できるようにするこの基本的な力を表します。
DCモーターの設計
DCモーターの場合、磁力によってワイヤーのコイルが移動しますが、コイルが移動するためです。 それ以外の場合は、力の方向が継続的に反転するため、前後に移動します。DCモーター 使う整流子、スプリットリング材料、電流を逆にし、コイルを一方向に回転させ続けます。
整流子は、電流と接触したままの「ブラシ」を使用して方向を逆にします。 現在のほとんどのモーターは、これらの部分をカーボンにし、バネ仕掛けのメカニズムを使用して方向を連続的に反転させます。
右手の法則を使用して、トルクの方向を計算することもできます。 ザ・右手の法則右手を使って磁力の方向を伝える方法です。 右手で親指、人差し指、中指を外側に伸ばすと、親指は 電流の方向、人差し指は磁場の方向を示し、中指は磁力になります 方向。
トルク方程式の導出
ローレンツ方程式からトルクの方程式を導き出すことができます。
F = qE + qv \ times B
電磁力用F、 電界E、 電荷q、荷電粒子の速度vと磁場B. 方程式では、バツクロス積を指しますが、これについては後で説明します。
電流を、磁場から力を生み出す移動する荷電粒子の線として扱います。 それはあなたが書き直すことができますqv（これは、充電距離/時間の単位を持ちます）充電電流とワイヤーの長さ（これは充電メーター/時間でもあります）の積として。
あなたは磁力だけを扱っているので、あなたは無視することができますqE電気部品と方程式を次のように書き直します
F = IL \ times B
fまたは電流Iとワイヤーの長さL. の定義による外積、方程式を次のように書き直すことができます
F = I | L || B | \ sin {\ theta}
各変数を囲む線は絶対値を示します。 DCモーターの場合、次のように書き直すことができます。トルク= IBA罪θ.
モータートルク計算をオンラインで実行するには、特定の目的のためにオンライン計算機を使用できます。 jCalc.netは1つを提供します 入力モーター定格のモータートルクをkWで、モーター速度をRPMで出力します。