Elektromotorji se ves čas uporabljajo za napajanje naprav, ki jih uporabljamo vsak dan. Ne glede na to, ali gre za motor z ventilatorjem, ki vas ohladi v vročem dnevu, motor v vašem ventilatorju za listje ali električni avto brez električnih motorjev, svet bi bil povsem drugačen.
Kaj je električni motor?
Elektromotor je stroj, ki lahko pretvori električno energijo v mehansko (natančneje kinetično energijo ali energijo gibanja). To se običajno doseže z izkoriščanjem razmerja med elektriko in magnetizmom.
Električne motorje lahko napaja izmenični tok, na primer tok, ki teče iz vaše vtičnice, ali enosmerni tok, kakršen napaja baterija.
Kako deluje električni motor?
Osnovno načelo elektromotorja je, da mora obstajati tuljava žice, ki se lahko prosto vrti v prisotnosti zunanjega magnetnega polja.
Ko tok teče skozi žično tuljavo, interakcija med tokom in poljem povzroči navor, zaradi česar se tuljava vrti. To vrtenje lahko na primer vrtimo pnevmatike na avtomobilu ali pa poganjamo ročično gred in vrtljivo gibanje pretvorimo v linearno gibanje.
Kako narediti lasten električni motor
Včasih je najboljši način, da razumete, kako motor deluje, ta, da ga sestavite sami. Lahko sestavite preprost enosmerni motor s skupnimi gospodinjskimi predmeti.
S pošiljanjem toka skozi skrbno oblikovano žico ob prisotnosti magnetnega polja lahko ustvarjamo del našega kroga, ki se bo vrtel, kar nam omogoča pretvorbo električne energije v mehansko energija.
Stvari, ki jih boste potrebovali
- Navijalna žica
- D-celica 1,5-V baterija
- 2 sponki za papir
- Stalni magnet
- Trak
Naredite tuljavo iz žice, tako da večkrat ovite žico okoli 1,5-V baterije "D" celice (baterija služi kot oblika; odstranite tuljavo, ko končate z navijanjem). Na obeh koncih naj štrlijo približno 2 do 3 cm. Prepričajte se, da so vsi zavoji naviti v isto smer.
Tuljava mora biti na teh koncih dobro uravnotežena, tako da se bo lahko zlahka obračala, če jo namestite v zibelko, ki jo zagotavljajo sponke za papir. Tuljavo držite skupaj tako, da zavrtite zadnjo zanko okoli tuljav, da tuljave ovijete skupaj.
Ko je tuljava v prikazanem položaju, mora biti na enem od koncev žice, ki se bo dotikala sponk za papir, izolacija odstranjena samo na spodnji strani. Drugi konec naj bo popolnoma odstranjen tam, kjer se dotika sponke. Tako bo tok skozi tuljavo tekel približno polovico časa.
Upognite dve sponki za papir, tako da bosta držala tuljavo, kot je prikazano, in ju pritrdite na svoje mesto.
Postavite trajni magnet pod svojo tuljavo.
Na sponke priključite napajalnik - na primer baterijo D, ki ste jo uporabili kot obrazec.
Poskusite zagnati motor tako, da se tuljava malo zavrti. Poskusite, prilagodite, poskusite, prilagodite, poskusite in se prilagodite znova, dokler vam ne uspe!
Kako deluje?
Če je tuljava usmerjena, kot je prikazano na sliki, tok skozi tuljavo poteka v smeri urnega kazalca in je magnetno polje usmerjeno navzgor, nato pa vrh tuljava bo začutila silo, ki kaže navzven (glede na računalniški zaslon, na katerem si to ogledujete), dno tuljave pa bo čutilo silo, ki kaže v. To bo povzročilo vrtenje tuljave.
Ko se vaša tuljava zavrti za 180 stopinj, tok teče v nasprotni smeri urnega kazalca. Ker ste odstranili polovico žice, v času, ko je tuljava obrnjena, ne bo tekel tok. To je zato, da ne dobimo sile v nasprotni smeri, zaradi katere se tuljava obrne, namesto da bi nadaljevala.
Če je začetni potisk zaradi polja dovolj močan, se tuljava prevrne za 180 stopinj in postane popolna rotacija, proti koncu katere tok teče tako, da sila povzroči, da naredi še eno rotacijo prav tako prej. Če je vse dovolj dobro uravnoteženo, se mora motor vrteti dokaj hitro in dolgo časa.
Komercialni motorni deli
Komponente komercialnega motorja vključujejo naslednje:
The armatura je del motorja, ki proizvaja moč. Lahko se nahaja na rotor (vrtljivi del) ali stator (stacionarni del.) Armaturo sestavljajo tuljave žice, ki med seboj prehajajo tok z magnetnim poljem. V našem domačem motorju je bila tuljava armatura in rotor, sponke pa so služile kot stator.
Krtače omogočajo prenos toka na rotor, ko se vrti. V našem domačem motorju je imela kontaktna točka sponk in bakrene žice isti namen.
A komutator služi za občasno obračanje trenutne smeri. To je potrebno pri enosmernem ali enosmernem motorju, običajno pa ne pri izmeničnem ali pri izmeničnem motorju, ker tok že spremeni smer. V našem motorju smo dosegli vklopni / izklopni tok tako, da smo eno stran kontaktne žice izolirali.
A poljski magnet ali poljske tuljave (elektromagneti) ustvarjajo potrebno magnetno polje.
The os je kos v obliki palice, poravnan z vrtilno osjo rotorja, tako da se vrti skupaj z rotorjem. Vodoravni konci našega domačega motorja so bili v bistvu os.
A zobnik je majhno orodje, ki se lahko uporablja za prenos gibanja motorja na drug predmet ali del stroja.
Vrste elektromotorjev
Obstaja veliko različnih vrst elektromotorjev. Medtem ko so bili najprej razdeljeni na AC ali DC motorje, so možne tudi številne druge različice. Ne glede na to, ali gre za težke, lahke, kmetijske ali splošne namene, je tukaj naštetih le nekaj vrst.
A enofazni motor deluje z enim izmeničnim napajalnikom.
A trifazni motor je tista, ki jo poganjajo trije izmenični tokovi enake frekvence med seboj izven faze.
A sinhroni motor je motor, katerega obdobje vrtenja je celo število, večkratnik izmenične frekvence.
V asinhrono ali asinhronski motor, električni tok v rotorju nastane z elektromagnetno indukcijo iz magnetnega polja statorskega navitja.
A koračni motor je brezkrtačni enosmerni motor, ki prekine celotno rotacijo v enake korake. Motor se lahko premika in zadržuje na katerem koli koraku.
Električni generatorji
Električni generatorji so vzvratna stran elektromotorjev; jemljejo mehansko energijo in jo pretvarjajo v električno. To je mogoče storiti na različne načine.
Energijo vetra lahko na primer uporabimo za obračanje lopatic ventilatorjev vetrnega generatorja, ki obračajo rotor znotraj generatorja, in elektromagnetno indukcijo, ki povzroči, da tok teče. Hidroelektrarne delujejo na podoben način, ko padajoča voda obrača lopatice v turbini.