電気モーターは、私たちが毎日使用するデバイスに電力を供給するために常に使用されています。 暑い日に涼しく保つファンモーターでも、リーフブロワーのモーターでも、電気モーターのない電気自動車でも、世界はまったく別の場所になります。
電気モーターとは何ですか？
電気モーターは、電気エネルギーを機械エネルギー（具体的には運動エネルギーまたは運動エネルギー）に変換できる機械です。 これは通常、電気と磁気の関係を利用することによって実現されます。
電気モーターは、壁のコンセントから流れるようなAC電流、またはバッテリーから供給されるようなDC電流によって電力を供給される場合があります。
電気モーターはどのように機能しますか？
電気モーターの背後にある基本原理は、外部磁場の存在下で自由に回転するワイヤーのコイルが必要であるということです。
電流がワイヤーコイルを通過すると、電流と磁場の相互作用によってトルクが発生し、コイルが回転します。 この回転は、たとえば、おもちゃの車のタイヤを回転させるために使用できます。または、クランクシャフトを駆動して、回転運動を線形運動に変換することもできます。
あなた自身の電気モーターを作る方法
モーターがどのように機能するかを理解する最良の方法は、自分でモーターを作ることである場合があります。 あなたは一般的な家庭用品で簡単なDCモーターを作ることができます。
磁場の存在下で注意深く形作られたワイヤーを通して電流を送ることによって、私たちは創造することができます 回転する回路の一部で、電気エネルギーを機械に変換することができます エネルギー。
必要なもの
- 巻線
- Dセル1.5Vバッテリー
- 2つのペーパークリップ
- 永久磁石
- テープ
「D」セルの1.5Vバッテリーに巻き線を何度も巻き付けて、ワイヤーのコイルを作成します（バッテリーはフォームとして機能します。 巻き取りが終わったらコイルを外します）。 両端から2〜3cmほど突き出させてください。 すべてのターンが同じ方向に巻かれていることを確認してください。
コイルは、ペーパークリップによって提供されるクレードルに配置されたときに簡単に回転するように、これらの端でバランスが取れている必要があります。 コイルの周りの最後のループをねじってコイルを一緒に包むことにより、コイルを一緒に保持する必要があります。
コイルが示されている位置にあるとき、ペーパークリップに接触するワイヤーの端の1つは、下側だけで絶縁体を取り除く必要があります。 もう一方の端は、ペーパークリップと接触する部分を完全に剥がす必要があります。 このように、電流は約半分の時間でコイルを流れます。
図のようにコイルを保持するように2つのペーパークリップを曲げて、所定の位置に固定します。
コイルの下に永久磁石を置きます。
フォームとして使用したDバッテリーなどの電源をペーパークリップに接続します。
コイルに小さなスピンを与えてモーターを始動してみてください。 成功するまで、試して、調整して、試して、調整して、もう一度試して、調整してください！
それはどのように機能しますか？
コイルが画像に示されているように方向付けられている場合、電流はコイルを時計回りに通過し、磁場は上向きになり、次に コイルは（これを表示しているコンピューター画面に対して）指し示す力を感じ、コイルの下部は指し示す力を感じます に。 これにより、コイルが回転します。
コイルが180度回転すると、電流は反時計回りに流れます。 ただし、ワイヤーの半分を剥がしているため、コイルが反転している間は電流は流れません。 これは、コイルを継続する代わりに逆方向に反対方向の力で終わらせないようにするためです。
フィールドによる最初のプッシュが十分に強い場合、コイルは180度を超えて反転し、完全になります。 回転。その終わりに向かって、力によって別の回転が発生するように電流が流れます。 前。 すべてのバランスが十分に取れていれば、モーターはかなり速く長時間回転するはずです。
商用モーター部品
商用モーターのコンポーネントには、次のものがあります。
ザ・ アーマチュア モーターの発電部分です。 それはに位置する可能性があります ローター （回転部分）または 固定子 （静止部分。）電機子は、電流が通過するときに磁場と相互作用するワイヤーのコイルで構成されています。 私たちの自家製モーターでは、コイルはアーマチュアとローターであり、ペーパークリップはステーターとして機能しました。
ブラシ ローターが回転するときに電流がローターに伝達されるようにします。 私たちの自家製モーターでは、ペーパークリップと銅線の接点が同じ目的を果たしました。
A 整流子 定期的に現在の方向を逆にするのに役立ちます。 これは、直流またはDCモーターで必要ですが、電流はすでに方向を変えているため、通常は交流またはACモーターでは必要ありません。 接点線の片側を絶縁することで、モーターのオン/オフ電流を実現しました。
A 界磁磁石 または 界磁コイル （電磁石）必要な磁場を生成します。
ザ・ 車軸 は、ローターと一緒に回転するようにローターの回転軸に合わせた棒状の部品です。 私たちの自家製モーターの水平端は本質的に車軸でした。
A ピニオン は、モーターの動きを別のオブジェクトまたはマシンの一部に転送するために使用される可能性のある小さな歯車です。
電気モーターの種類
電気モーターにはさまざまな種類があります。 最初はACまたはDCモーターとして細分化されましたが、他の多くのバリエーションも可能です。 ヘビーデューティー、ライトデューティー、ファームデューティー、または汎用のいずれの場合でも、ここには多くのタイプのほんの一部がリストされています。
A 単相モーター 1つのAC電源で動作します。
A 三相モーター は、互いに位相がずれた同じ周波数の3つの交流電流によって駆動されるものです。
A 同期モーター は、回転周期がAC周波数の整数倍であるモーターです。
で 非同期 または 誘導電動機、回転子の電流は、固定子巻線の磁場からの電磁誘導によって生成されます。
A ステッピングモーター は、完全な回転を等しいステップに分割するブラシレスDCモーターです。 モーターは、どのステップでも移動して保持できます。
発電機
発電機は電気モーターの逆です。 彼らは機械的エネルギーを取り、それを電気エネルギーに変換します。 これは、さまざまな方法で実行できます。
たとえば、風力エネルギーを使用して、風力発電機のファンブレードを回転させ、発電機内部のローターを回転させ、その結果生じる電磁誘導によって電流を流すことができます。 水力発電所も同様に機能し、落下する水がタービンのブレードを回転させます。