Конструкции электродвигателей могут быть самыми разными, хотя в целом они состоят из трех основных частей: ротора, статора и коммутатора. Эти три части используют силы притяжения и отталкивания электромагнетизма, заставляя двигатель непрерывно вращаться, пока он получает постоянный поток электрического тока.
Основные принципы
Двигатели работают на принципах электромагнетизма. Если пропустить электричество по проводу, он создаст магнитное поле. Если вы намотаете проволоку на стержень и пропустите по ней электричество, вокруг стержня будет создано магнитное поле. Один конец стержня будет иметь северный магнитный полюс, а другой - южный. Противоположные полюса притягиваются друг к другу, как отталкиваются. Когда вы окружите этот стержень другими магнитами, стержень будет вращаться под действием сил притяжения и отталкивания.
Статор
Каждый электродвигатель состоит из двух основных частей: стационарной и вращающейся. Стационарная часть - это статор. Хотя конфигурации различаются, статор чаще всего представляет собой постоянный магнит или ряд магнитов, выстилающих край корпуса двигателя, который обычно представляет собой круглый пластиковый барабан.
Ротор
В статор вставлен ротор, обычно состоящий из медной проволоки, намотанной на катушку вокруг оси. Когда через катушку протекает электрический ток, возникающее магнитное поле противодействует полю, создаваемому статором, и заставляет ось вращаться.
Коммутатор: основы
У электродвигателя есть еще один важный компонент, коммутатор, который находится на одном конце катушки. Это металлическое кольцо, разделенное на две половины. Он меняет местами электрический ток в катушке каждый раз, когда катушка вращается на пол-оборота. Коммутатор периодически меняет направление тока между ротором и внешней цепью или батареей. Это гарантирует, что концы катушек не перемещаются в противоположных направлениях, и гарантирует, что ось вращается в одном направлении.
Больше коммутатора: магнитные полюса
Коммутатор необходим, потому что вращающийся ротор получает свое движение от магнитного притяжения и отталкивания между ротором и статором. Чтобы понять это, представьте, что двигатель медленно вращается. Когда ротор вращается до точки, где южный полюс магнита ротора встречается с северным полюсом статора, притяжение между двумя полюсами останавливает вращение. Чтобы ротор продолжал вращаться, коммутатор меняет полярность магнита, поэтому южный полюс ротора становится северным. Затем северный полюс ротора и северный полюс статора отталкиваются друг от друга, заставляя ротор продолжать вращаться.
Щетки и клеммы
На одном конце двигателя находятся щетки и клеммы. Они находятся на противоположном конце от того места, где ротор выходит из корпуса двигателя. Щетки подают электрический ток на коммутатор и обычно сделаны из графита. Клеммы - это места, где аккумулятор прикрепляется к двигателю и посылает ток для вращения ротора.