Електричний двигун: принцип роботи та практичне застосування

Електричний двигун є одним із найважливіших винаходів, який дозволяє перетворювати електричну енергію на механічну, забезпечуючи рух у багатьох технічних пристроях. Розглянемо основні принципи його роботи та ключові елементи конструкції.

Як змусити рамку обертатися безперервно в одному напрямку?

Ключовою проблемою при створенні електричного двигуна було забезпечення безперервного обертання рамки в одному напрямку. Для цього необхідно, щоб у момент проходження рамкою положення рівноваги напрямок струму в рамці змінювався на протилежний. Саме для цього використовується колектор.

Колектор – це пристрій, який автоматично змінює напрямок струму в рамці, що дозволяє підтримувати постійний напрямок обертання. Він складається з двох провідних півкілець, до кожного з яких притиснута металева щітка. Щітки з'єднані з полюсами джерела струму, а півкільця колектора обертаються разом із рамкою. Коли рамка проходить положення рівноваги, до щіток притискуються інші півкільця, що змінює напрямок струму на протилежний і підтримує обертання в одному напрямку.

Як практично використати дію магнітного поля на рамку зі струмом?

Цей принцип обертання рамки зі струмом у магнітному полі став основою для створення електричних двигунів. У двигуні електрична енергія перетворюється на механічну завдяки взаємодії магнітного поля зі струмом, що протікає через обмотку рамки.

Основні компоненти електродвигуна

1. Ротор (якір) – рухома частина двигуна, що обертається. Він складається з сердечника, набраного з листів спеціальної сталі, на які намотано ізольований дріт. Ротор створює обертальний рух під дією магнітного поля статора.

2. Статор – нерухома частина двигуна, яка створює магнітне поле. Він виконує роль електромагніту і підключений до того самого джерела струму, що й ротор. Статор забезпечує збудження магнітного поля, необхідного для роботи двигуна.

Застосування електродвигунів постійного струму

Електродвигуни постійного струму використовуються в багатьох галузях, зокрема:

• Електротранспорт: трамваї, тролейбуси, електровози, електромобілі.

• Стартери для запуску двигунів внутрішнього згоряння.

• Електроінструменти: дрелі, шліфувальні машини, електропили та інші.

  
  

Електричний приміський потяг

Ці двигуни є ключовим компонентом сучасних технологій, що дозволяють реалізувати численні інженерні рішення та забезпечити зручність і ефективність у використанні електроенергії.