Proiectarea motoarelor electrice poate varia destul de mult, deși în general acestea au trei părți principale: un rotor, un stator și un comutator. Aceste trei părți folosesc forțele atractive și respingătoare ale electromagnetismului, determinând motorul să se rotească continuu atâta timp cât primește un flux constant de curent electric.
Principii de baza
Motoarele funcționează prin principiile electromagnetismului. Dacă treceți electricitatea printr-un fir, acesta creează un câmp magnetic. Dacă înfășurați firul în jurul unei tije și treceți electricitatea prin fir, aceasta creează un câmp magnetic în jurul tijei. Un capăt al tijei va avea un pol magnetic nord, iar celălalt va avea un pol sud. Stâlpii opuși se atrag unii pe alții, așa cum stâlpii se resping. Când înconjurați tija cu alți magneți, tija se va roti din forțele atractive și respingătoare.
Stator
Fiecare motor electric are două părți esențiale: una staționară și una care se rotește. Partea staționară este statorul. Deși configurațiile variază, statorul este cel mai adesea un magnet permanent sau un rând de magneți care căptușesc marginea carcasei motorului, care este de obicei un tambur rotund din plastic.
Rotorul
Rotorul este introdus în stator, constând de obicei din sârmă de cupru înfășurată într-o bobină în jurul unei osii. Când curentul electric curge prin bobină, câmpul magnetic rezultat împinge spre câmpul creat de stator și face rotirea axei.
Comutatorul: elementele de bază
Un motor electric are o altă componentă importantă, comutatorul, care se află la un capăt al bobinei. Este un inel metalic împărțit în două jumătăți. Inversează curentul electric din bobină de fiecare dată când bobina se rotește cu o jumătate de tură. Comutatorul inversează periodic curentul dintre rotor și circuitul extern sau baterie. Acest lucru asigură că capetele bobinelor nu se mișcă în direcții opuse și asigură rotirea axului într-o direcție.
Mai mult comutator: poli magnetici
Comutatorul este necesar deoarece rotorul rotativ își obține mișcarea prin atracția magnetică și repulsia dintre rotor și stator. Pentru a înțelege acest lucru, imaginați-vă că motorul se rotește cu încetinitorul. Când rotorul se rotește în punctul în care polul sud al magnetului rotorului se întâlnește cu polul nord al statorului, atracția dintre cei doi poli va opri rotirea în urmele sale. Pentru a menține rotirea rotorului, comutatorul inversează polaritatea magnetului, astfel încât polul sud al rotorului devine nordul. Polul nord al rotorului și polul nord al statorului se resping apoi reciproc, forțând rotorul să continue să se rotească.
Perii și terminale
La un capăt al motorului se află periile și bornele. Acestea sunt la capătul opus de locul în care rotorul iese din carcasa motorului. Periile trimit curent electric la comutator și sunt de obicei realizate din grafit. Terminalele sunt locațiile în care bateria se atașează la motor și trimite curentul pentru a roti rotorul.