Silnik elektryczny jest urządzeniem służącym do przekształcania energii elektrycznej w energię mechaniczną – przeciwnie do prądnicy. Działają one w oparciu o zasadę elektromagnetyzmu, która pokazuje, że siła jest przyłożona, gdy prąd elektryczny jest obecny w polu magnetycznym. Siła ta wytwarza moment obrotowy na pętli drutu znajdującej się w polu magnetycznym, co powoduje, że silnik obraca się i wykonuje użyteczną pracę. Silniki są używane w szerokim zakresie zastosowań, takich jak wentylatory, elektronarzędzia, urządzenia, pojazdy elektryczne i samochody hybrydowe.
Jak one działają
Silniki mają wiele różnych części roboczych, aby mogły się stale obracać, dostarczając mocy w razie potrzeby. Silniki mogą pracować z prądem stałym (DC) lub zmiennym (AC), i oba mają swoje zalety i wady. Dla celów tego artykułu przeanalizowany zostanie silnik prądu stałego, aby przeczytać o silnikach prądu zmiennego, kliknij tutaj.
Główne części silnika prądu stałego obejmują:
- Stator: Nieruchoma część silnika, a konkretnie magnes. Elektromagnesy są często używane w celu zapewnienia większej mocy.
- Wirnik: Cewka, która jest zamontowana na osi i obraca się z dużą prędkością, dostarczając obrotowej energii mechanicznej do systemu.
- Komutator: Ten element jest kluczowy w silnikach prądu stałego i można go zobaczyć na rysunku 3 i 4. Bez niego wirnik nie byłby w stanie obracać się w sposób ciągły ze względu na przeciwstawne siły tworzone przez zmieniający się prąd. Komutator pozwala wirnikowi obracać się dzięki odwróceniu prądu za każdym razem, gdy cewka wykona pół obrotu.
- Źródło zasilania: Dostarcza siłę elektromotoryczną, która powoduje przepływ prądu w układzie.
- Szczotki: Są one podłączone do zacisków źródła zasilania, umożliwiając przepływ prądu elektrycznego do komutatora.
- Silnik prądu stałego
-
Rysunek 3: Podstawowa konfiguracja silnika prądu stałego.
-
Rysunek 4: Animacja silnika w działaniu. Komutator obraca się, aby wirnik mógł obracać się w sposób ciągły.
.