Hur man beräknar motorström med lindningsmotstånd

Enligt Ohms lag är strömmen (I) genom en ledande kabel direkt proportionell mot den applicerade spänningen (V) och ledningens motstånd (R). Detta förhållande förändras inte om tråden lindas runt en kärna för att bilda rotorn för en elmotor. I matematisk form är Ohms lag

eller, för att sätta ström och motstånd på olika sidor av likhetstecknet:

Trådmotståndet beror på dess diameter, längd, konduktivitet och omgivningstemperatur. Koppartråd används i de flesta motorer och koppar har en av de högsta ledningsförmågan hos någon metall.

TL; DR (för lång; Läste inte)

Ohms lag säger att ström genom en tråd - till och med en lång tråd lindad runt en motorsolenoid - är lika med spänningen dividerad med motståndet. Du kan bestämma motståndet hos en motorspole om du känner till trådmätaren, magnetens radie och antalet lindningar.

Ohms lag säger att du kan beräkna strömmen genom en motorlindning om du känner till trådens spänning och motstånd. Spänningen är lätt att bestämma. Du kan ansluta en voltmeter över strömkällans terminaler och mäta den. Att bestämma den andra variabeln, trådmotstånd, är inte lika enkelt, eftersom det beror på fyra variabler.

Trådmotståndet är omvänt proportionellt mot tråddiametern och ledningsförmågan, vilket innebär att den blir större när dessa parametrar blir mindre. Å andra sidan är motståndet direkt proportionellt mot trådlängden och temperaturen - det ökar när dessa parametrar ökar. För att göra saker ännu mer komplicerade förändras konduktiviteten i sig med temperaturen. Men om du gör dina mätningar vid en viss temperatur, t.ex. rumstemperatur, både temperatur och konduktivitet blir konstanter, och du behöver bara överväga ledningens längd och dess diameter för att beräkna ledningen motstånd. Motståndet (R) blir lika med en konstant (k) multiplicerat med förhållandet mellan trådlängd (l) och diameter (d):

Du måste veta både längden på tråden lindad runt en motorsolenoid och trådens diameter för att beräkna motstånd. Men om du känner till trådmätaren vet du diametern, för du kan slå upp den i en tabell. Vissa tabeller hjälper ännu mer genom att lista motståndet per standardlängd för ledningar i alla mätare. Till exempel är diametern på en tråd med 16 gauge 1,29 mm eller 0,051 tum och motståndet per 1000 fot är 4,02 ohm.

I slutet av dagen behöver du bara mäta längden på tråden, förutsatt att du känner till trådmätaren. I en motorsolenoid lindas tråden flera gånger runt en kärna, så för att beräkna dess längd behöver du två bitar av information: kärnans radie (r) och antalet lindningar (n). Längden på en lindning är lika med kärnans omkrets - 2πr - så trådens totala längd är 2πrn. Använd detta uttryck för att beräkna trådlängden, och när du väl vet det kan du extrapolera motståndet från en motståndstabell.

Att känna till den applicerade spänningen och ha beräknat trådmotstånd har du allt du behöver för att tillämpa Ohms lag för att bestämma strömmen som strömmar genom spolen. Eftersom strömstyrkan bestämmer styrkan hos det inducerade magnetfältet i spolen, låter denna information dig att kvantifiera motorns effekt.