Motoarele electrice se bazează pe inducția electromagnetică, fenomen descoperit la începutul anilor 1800 de către fizicianul Michael Faraday. El a descoperit că deplasarea unui magnet printr-un toroid, în jurul căruia înfășurase un fir conductor, genera un curent electric în fir. Motoarele electrice folosesc această idee în sens invers. Când un curent trece printr-o bobină, bobina devine magnetizată și dacă este atașată la un arbore și suspendată în câmpul generat de un magnet permanent, forțele magnetice opuse creează suficientă forță pentru a roti arborele. Conectarea arborelui la un mecanism de transmisie îl face capabil să lucreze, iar adăugarea rulmenților reduce fricțiunea și crește eficiența motorului.
TL; DR (Prea lung; Nu am citit)
Părțile principale ale unui motor electric includ statorul și rotorul, o serie de roți dințate sau curele și rulmenți pentru a reduce frecarea. Motoarele de curent continuu au nevoie, de asemenea, de un comutator pentru a inversa direcția curentului și pentru a menține motorul rotit.
•••lvdesign77 / iStock / Getty Images
Stator, rotor, perii și comutator
În loc să folosească un magnet permanent, motoarele electrice comerciale moderne se bazează, de obicei, complet pe electro-magneți. O serie de bobine mici dispuse într-un aranjament circular formează statorul, iar aceste bobine generează un câmp magnetic permanent. O bobină separată înfășurată în jurul unei armături și atașată la un arbore formează rotorul, care se rotește în interiorul câmpului. Deoarece nu puteți atașa fire la o bobină de rotație, rotorul încorporează de obicei perii metalice care rămân în contact cu o suprafață conductoare de pe stator. Această suprafață, împreună cu înfășurările statorului, sunt conectate la bornele de alimentare situate pe carcasa motorului.
Când porniți alimentarea, electricitatea curge în bobinele câmpului pentru a crea un câmp magnetic permanent. De asemenea, curge prin perii și energizează bobina armăturii. Motoarele de curent continuu, cum ar fi cele care funcționează pe o baterie, includ și un comutator, care este un comutator atașat la arborele rotorului care inversează câmpul electric cu fiecare jumătate de rotire a rotorului. Această inversare a câmpului este necesară pentru a menține rotorul rotind într-o singură direcție.
•••nabihariahi / iStock / Getty Images
Angrenaje și curele
În sine, arborele motorului care se rotește nu este foarte util, cu excepția cazului în care doriți să-l utilizați pentru găurire sau pentru a răsuci o lamă de ventilator. Majoritatea motoarelor încorporează un sistem de angrenaje și / sau curele de transmisie pentru a converti energia arborelui de rotație în mișcare utilă. Configurarea curelelor sau a angrenajelor poate crește viteza de rotație pe un arbore adiacent, ceea ce are ca rezultat o reducere a puterii sau poate crește puterea în timp ce reduce viteza de rotație. Angrenajele cu acționare melcă pot schimba sensul de rotație cu 90 de grade. Angrenajele și curelele permit ca un singur motor să îndeplinească simultan o varietate de funcții.
•••scanrail / iStock / Getty Images
Rulmenți pentru reducerea frecării
Cu cât motorul este mai mare, cu atât se generează mai multe fricțiuni între părțile în mișcare. Această forță de frecare se opune mișcării rotorului, reducând eficiența motorului și, în cele din urmă, uzând piesele. Majoritatea motoarelor au rulmenți între stator și rotor pentru a menține rotorul centrat și a minimiza spațiul de aer. Motoarele mai mici au rulmenți cu bile, în timp ce motoarele mari folosesc rulmenți cu role. Rulmenții au nevoie de ungere periodică, care, împreună cu întreținerea și curățarea înfășurărilor statorului și a periilor rotorului, reprezintă o procedură importantă de întreținere.