Майже неминуче ви прийдете до того моменту у своєму житті, коли ви зіткнетеся з нещасною маленькою дитиною та рухомою іграшкою, яка більше не рухається. Ви можете розібрати іграшку, розраховуючи на свою зручність, щоб врятувати день, але, залишившись з купою компонентів, ви цілком можете здивуватися, як ці котушки яскравого дроту створюють рух. Побиті іграшки осторонь, електричні двигуни знаходяться у багатьох пристроях, які змушують наше сучасне суспільство рухатися - від автомобілів до годинників до вентилятора охолодження у вашому комп'ютері.
Частини електродвигуна
Електродвигун створює обертальний або круговий рух. Центральною частиною двигуна є циліндр, який називається якорем або ротором. Арматура утримує решту компонентів, а також є частиною двигуна, яка обертається. Навколо якоря знаходиться статор, який утримує ізольовані котушки з дроту, зазвичай мідного. Коли на двигун подається струм, статор генерує магнітне поле, яке приводить в рух якор. Залежно від конструкції двигуна, ви також можете знайти щітки або дрібні металеві волокна, які підтримують струм, що йде до протилежної сторони двигуна, коли він обертається.
Змусити це працювати
Ви могли помітити, що коли у вас є два магніти, протилежні полюси притягуються і як полюси відштовхуються. Електричний двигун використовує цей принцип для створення крутного моменту або сили обертання. Не електричний струм сам по собі, а створюване ним магнітне поле генерує силу, коли електродвигун знаходиться в русі. Електрика, що рухається по дроту, створює кругове магнітне поле з дротом як джерелом і центром обертання. Коли ви додаєте струм, статор і якір утворюють стабільне магнітне поле та електромагніт, який штовхається або обертається всередині цього поля відповідно.
Різні типи електродвигунів
Основний двигун працює на постійному або постійному струмі, але інші двигуни можуть працювати на змінному або змінному струмі. Акумулятори виробляють постійний струм, тоді як розетки у вашому домі постачають по черзі. Для того щоб двигун працював на змінному струмі, йому потрібні два магніти, що не обмотуються, які не торкаються. Вони рухають двигун через явище, відоме як індукція. Ці асинхронні двигуни безщіткові, оскільки вони не потребують фізичного контакту, який забезпечує щітка. Деякі двигуни постійного струму також не мають щіток і замість цього використовують перемикач, який змінює полярність магнітного поля, щоб підтримувати роботу двигуна. Універсальні двигуни - це асинхронні двигуни, які можуть використовувати будь-яке джерело живлення.
Побудова простого електродвигуна
Тепер, коли у вас є основні частини та принципи, ви можете пограти з концепцією вдома. Зробіть котушку з мідного дроту нижнього калібру і проткніть кожен кінець крізь алюмінієву банку, щоб підвісити її. Помістіть невеликий сильний магніт по обидва боки підвішеної котушки, щоб створити магнітне поле. Якщо ви прикріпили акумулятор до обох банок за допомогою затискачів-алігаторів, ваша котушка стане електромагнітом, а ротор мідного дроту, який ви створили, повинен почати обертатися.