De guindastes a elevadores, os motores de corrente contínua (CC) estão à sua volta. Como todos os motores,Motores DCconverter energia elétrica em outra forma de energia, normalmente movimento mecânico, como a elevação de um poço de elevador. Você pode descrever quanta energia eles produzem calculando o torque desses motores DC, uma medida da força rotacional.
Equação de Torque
Um motor de torque DC funciona passando uma corrente elétrica através de uma bobina em um campo magnético. A bobina é moldada em um contorno retângulo entre os dois ímãs com o resto da bobina se estendendo para fora e para longe dos ímãs. O torque é a força magnética que faz com que a bobina gire e crie energia.
A equação de torque dos projetos de motores DC é
torque = IBA \ sin {\ theta}
para cada volta do motor com a corrente elétricaeuem amperes, campo magnéticoBem teslas, área delineada pela bobinaUMAem m2 e ângulo perpendicular ao fio da bobina "theta"θ. Para usar o torque de cálculo dos projetos de motores CC, certifique-se de entender como funciona a física subjacente.
A corrente elétrica descreve o fluxo de carga elétrica e você a direciona na direção oposta do fluxo de elétrons em unidades de amperes (ou carga / tempo). O campo magnético descreve a propensão de um objeto magnético para influenciar uma força em um movimento carregado partícula usando unidades de teslas, assim como o campo elétrico descreve a força que afetaria um cobrar. A força magnética descreve esta força fundamental que permite que os ímãs exerçam propriedades como o torque.
Design de motor DC
Para um motor DC, a força magnética faz com que a bobina de fio se mova, mas porque a bobina iria caso contrário, mova-se para frente e para trás porque a direção da força revertendo continuamente sobre ela, motores DC use umcomutador, um material de anel dividido, para reverter a corrente e manter a rotação da bobina em uma direção.
O comutador usa “escovas” que permanecem em contato com a corrente elétrica para inverter a direção. A maioria dos motores atuais faz essas peças de carbono e usa mecanismos acionados por mola para inverter continuamente a direção.
Você também pode usar a regra da mão direita para calcular a direção do torque. Oregra da mão direitaé uma forma de indicar a direção de uma força magnética usando a mão direita. Se você estender o polegar, o dedo indicador e o dedo médio para fora em sua mão direita, o polegar corresponderá ao direção da corrente, o dedo indicador mostra a direção do campo magnético e o dedo médio será a força magnética direção.
Derivando a Equação de Torque
Você pode derivar a equação para o torque da equação de Lorentz,
F = qE + qv \ vezes B
para força eletromagnéticaF, campo elétricoE, carga elétricaq, velocidade da partícula carregadave campo magnéticoB. Na equação, oxrefere-se a um produto vetorial, que será explicado posteriormente.
Trate a corrente como uma linha de partículas carregadas em movimento que criam uma força a partir de um campo magnético. Isso permite que você reescrevaqv(que tem unidades de distância / tempo de carga) como o produto da corrente de carga e o comprimento do fio (que também seria medidor de carga / tempo).
Porque você está lidando apenas com uma força magnética, você pode ignorar oqEcomponente elétrico e reescrever a equação como
F = IL \ vezes B
fou corrente I e comprimento do fioeu. Pela definição de umproduto cruzado, você pode reescrever a equação como
F = I | L || B | \ sin {\ theta}
com as linhas ao redor de cada variável denotando o valor absoluto. Para um motor DC, você pode reescrevê-lo comotorque = IBApecadoθ.
Para realizar um cálculo de torque do motor online, você pode usar uma calculadora online para seus fins específicos. jCalc.net oferece um que produz o torque do motor para a classificação do motor de entrada em kW e a velocidade do motor em RPM.