Od dvižnih žerjavov do dvigal so motorji z enosmernim tokom (DC) povsod okoli vas. Kot vsi motorjiEnosmerni motorjipretvori električno energijo v drugo obliko energije, običajno mehansko gibanje, kot je dvigovanje jaška dvigala. Lahko opišete, koliko energije proizvedejo z izračunom navora teh enosmernih motorjev, merilom rotacijske sile.
Enačba navora
Enosmerni navorni motor deluje tako, da skozi magnetno polje skozi tuljavo prehaja električni tok. Tuljava je oblikovana v pravokotnem obrisu med obema magnetoma, preostali del tuljave pa se razteza in oddaljuje od magnetov. Navor je magnetna sila, zaradi katere se tuljava vrti in ustvarja energijo.
Enačba navora konstrukcij enosmernega motorja je
navor = IBA \ sin {\ theta}
za vsak zavoj motorja z električnim tokomjazv amperih, magnetno poljeBv teslah, območje, ki ga označuje tuljavaAv m2 in kot pravokotno na "theta" tuljaveθ. Če želite uporabiti izračun navora zasnove enosmernega motorja, morate razumeti, kako deluje osnovna fizika.
Električni tok opisuje pretok električnega naboja, vi pa ga usmerite v nasprotno smer pretoka elektronov v enotah amperov (ali naboj / čas). Magnetno polje opisuje nagnjenost magnetnega predmeta k vplivu sile na premikajoč se naelektren delcev, ki uporabljajo enote tesla, tako kot to, kako električno polje opisuje silo, ki bi vplivala na elektriko napolniti. Magnetna sila opisuje to temeljno silo, ki omogoča magnetom, da izvajajo lastnosti, kot je navor.
Zasnova enosmernega motorja
Pri enosmernem motorju magnetna sila povzroči, da se tuljava žice premakne, ampak ker bi se tuljava sicer se premikajte naprej in nazaj, ker se smer sile neprekinjeno obrača na njej, enosmerni motorji uporabikomutator, material iz razdeljenega obroča, da obrne tok in zadrži vrtenje tuljave v eno smer.
Komutator uporablja "ščetke", ki ostanejo v stiku z električnim tokom, da obrne smer. Večina današnjih motorjev izdeluje te dele iz ogljika in z vzmetnimi mehanizmi neprekinjeno obrača smer.
Za izračun smeri navora lahko uporabite tudi pravilo na desni strani. Thepravilo desne rokeje način, da vam z desno roko povemo smer magnetne sile. Če iztegnete palec, kazalec in sredinec navzven na desni roki, bo palec ustrezal pasu smer toka, kazalec pokaže smer magnetnega polja in srednji prst bo magnetna sila smer.
Izpeljava enačbe navora
Enačbo za navor lahko izpeljete iz Lorentzove enačbe,
F = qE + qv \ krat B
za elektromagnetno siloF, električno poljeE, električni nabojq, hitrost naelektrenega delcavin magnetno poljeB. V enačbi jexse nanaša na navzkrižni izdelek, ki bo razložen kasneje.
Tok obravnavajte kot črto gibljivih, nabitih delcev, ki ustvarjajo silo iz magnetnega polja. Tako lahko prepišeteqv(ki ima enote naboj-razdalja / čas) kot zmnožek polnilnega toka in dolžine žice (ki bi bila tudi merilnik naboja / čas).
Ker imate opravka le z magnetno silo, lahko ignorirateqEelektrično komponento in enačbo napiši kot
F = IL \ krat B
fali trenutni I in dolžina žiceL. Po definiciji anavzkrižni izdelek, lahko enačbo prepišete kot
F = I | L || B | \ sin {\ theta}
s črtami, ki obdajajo vsako spremenljivko, ki označujejo absolutno vrednost. Za enosmerni motor ga lahko prepišete kotnavor = IBAgrehθ.
Če želite v spletu opraviti izračun navora motorja, lahko za svoje posebne namene uporabite spletni kalkulator. jCalc.net ponuja enega ki oddaja navor motorja za vhodno moč motorja v kW in število vrtljajev motorja v vrtljajih.