Części silnika

Konstrukcje silników elektrycznych mogą się bardzo różnić, chociaż generalnie składają się z trzech głównych części: wirnika, stojana i komutatora. Te trzy części wykorzystują przyciągające i odpychające siły elektromagnetyzmu, powodując, że silnik wiruje w sposób ciągły, dopóki otrzymuje stały przepływ prądu elektrycznego.

Silniki działają na zasadzie elektromagnetyzmu. Jeśli poprowadzisz prąd przez drut, wytworzy się pole magnetyczne. Jeśli nawiniesz drut wokół pręta i poprowadzisz przez niego prąd, wytworzy się wokół pręta pole magnetyczne. Jeden koniec pręta będzie miał północny biegun magnetyczny, a drugi będzie miał biegun południowy. Przeciwne bieguny przyciągają się, jak bieguny odpychają. Kiedy otoczysz ten pręt innymi magnesami, pręt będzie się obracał pod wpływem sił przyciągania i odpychania.

Każdy silnik elektryczny składa się z dwóch zasadniczych części: jednej nieruchomej i obracającej się. Część stacjonarna to stojan. Chociaż konfiguracje różnią się, stojan jest najczęściej magnesem trwałym lub rzędem magnesów wyściełających krawędź obudowy silnika, która zwykle jest okrągłym plastikowym bębnem.

Do stojana wstawiony jest wirnik, zwykle składający się z drutu miedzianego nawiniętego na cewkę wokół osi. Gdy prąd elektryczny przepływa przez cewkę, powstałe pole magnetyczne przeciwstawia się polu wytworzonemu przez stojan i powoduje obrót osi.

Silnik elektryczny ma inny ważny element, komutator, który znajduje się na jednym końcu cewki. Jest to metalowy pierścień podzielony na dwie połówki. Odwraca prąd elektryczny w cewce za każdym razem, gdy cewka obraca się o pół obrotu. Komutator okresowo odwraca prąd między wirnikiem a obwodem zewnętrznym lub baterią. Zapewnia to, że końce cewek nie poruszają się w przeciwnych kierunkach, a oś obraca się w jednym kierunku.

Komutator jest niezbędny, ponieważ wirujący wirnik uzyskuje ruch z przyciągania magnetycznego i odpychania między wirnikiem a stojanem. Aby to zrozumieć, wyobraź sobie silnik obracający się w zwolnionym tempie. Kiedy wirnik obraca się do punktu, w którym południowy biegun magnesu wirnika spotyka się z północnym biegunem stojana, przyciąganie między dwoma biegunami zatrzyma wirowanie na jego torach. Aby utrzymać wirowanie wirnika, komutator odwraca polaryzację magnesu, tak że południowy biegun wirnika staje się północnym. Północny biegun wirnika i północny biegun stojana odpychają się nawzajem, zmuszając wirnik do dalszego wirowania.

Na jednym końcu silnika znajdują się szczotki i zaciski. Znajdują się na przeciwległym końcu, z którego wirnik wychodzi z obudowy silnika. Szczotki przesyłają prąd elektryczny do komutatora i są zwykle wykonane z grafitu. Zaciski to miejsca, w których akumulator jest podłączony do silnika i wysyła prąd do obracania wirnika.