Niemal nieuchronnie dojdziesz do punktu w swoim życiu, w którym staniesz przed nieszczęśliwym małym dzieckiem i poruszającą się zabawką, która już się nie porusza. Możesz rozebrać zabawkę na części, polegając na swojej poręczności, aby uratować dzień, ale gdy zostaniesz ze stosem komponentów, możesz się zastanawiać, jak te zwoje jasnego drutu tworzą ruch. Pomijając zepsute zabawki, silniki elektryczne można znaleźć w wielu urządzeniach, które sprawiają, że nasze współczesne społeczeństwo się porusza, od samochodów przez zegary po wentylator chłodzący w komputerze.
Części silnika elektrycznego
Silnik elektryczny wytwarza ruch obrotowy lub kołowy. Centralną częścią silnika jest cylinder zwany zworą lub wirnikiem. Armatura utrzymuje pozostałe komponenty, a także jest częścią obracającego się silnika. Wokół twornika znajduje się stojan, w którym znajdują się izolowane zwoje drutu, zwykle miedzi. Po przyłożeniu prądu do silnika stojan wytwarza pole magnetyczne, które napędza twornik. W zależności od konstrukcji silnika można również znaleźć szczotki lub cienkie metalowe włókna, które przenoszą prąd na przeciwną stronę silnika podczas jego wirowania.
Sprawiając, że to działa
Być może zauważyłeś, że gdy masz dwa magnesy, przeciwne bieguny przyciągają się i podobnie jak bieguny odpychają. Silnik elektryczny wykorzystuje tę zasadę do wytworzenia momentu obrotowego lub siły obrotowej. To nie prąd elektryczny jako taki, ale wytwarzane przez niego pole magnetyczne generuje siłę, gdy silnik elektryczny jest w ruchu. Elektryczność przepływająca przez drut wytwarza okrągłe pole magnetyczne, w którym drut jest źródłem i środkiem obrotu. Po dodaniu prądu stojan i twornik tworzą stabilne pole magnetyczne i elektromagnes, który jest odpowiednio popychany lub obracany w tym polu.
Różne typy silników elektrycznych
Podstawowy silnik działa na prąd stały lub prąd stały, ale inne silniki mogą pracować na prądzie przemiennym lub przemiennym. Baterie wytwarzają prąd stały, podczas gdy gniazdka w twoim domu zasilają naprzemiennie. Aby silnik działał na prąd przemienny, potrzebuje dwóch magnesów uzwojenia, które się nie dotykają. Poruszają silnikiem przez zjawisko zwane indukcją. Te silniki indukcyjne są bezszczotkowe, ponieważ nie wymagają fizycznego kontaktu zapewnianego przez szczotkę. Niektóre silniki prądu stałego są również bezszczotkowe i zamiast tego używają przełącznika, który zmienia polaryzację pola magnetycznego, aby utrzymać pracę silnika. Silniki uniwersalne to silniki indukcyjne, które mogą korzystać z dowolnego źródła zasilania.
Budowa prostego silnika elektrycznego
Teraz, gdy znasz już podstawowe elementy i zasady, możesz bawić się koncepcją w domu. Zrób cewkę z drutu miedzianego o mniejszej średnicy i przełóż każdy koniec przez aluminiową puszkę, aby ją zawiesić. Umieść mały, silny magnes po obu stronach zawieszonej cewki, aby wytworzyć pole magnetyczne. Jeśli podłączysz baterię do obu puszek za pomocą zacisków krokodylkowych, twoja cewka stanie się elektromagnesem, a stworzony przez ciebie wirnik z drutu miedzianego powinien zacząć się obracać.