Принцип дії електродвигуна і його устрій

Як відомо з курсів фізики навколо провідника з електричним струмом існує магнітне поле, також як і навколо звичайного постійного магніту. Якщо ми на нитці підвісимо постійний магніт, і наблизимо до нього електричний провідник, по якому тече струм, то в результаті побачимо наступне: магніт буде відштовхуватися або притягатися з певною силою. Ця сила взаємодії залежить від сили струму в провіднику, намагніченості магніту і від відстані між ними. Це явище являє собою основний принцип дії електродвигуна.

Давайте з Вами розглянемо пристрій найпростішого електродвигуна. І так, електричні двигуни складаються з 2 основних функціональних частин: це статор – нерухома частина, і ротор – рухомий частина. У нашого спрощеного електродвигуна статором буде підковоподібний постійний магніт, ну, а ротором – струмопровідний дріт, яка намотана на залізний сердечник.

Принцип дії даного електродвигуна полягає в наступному. Між магнітними полюсами статора (постійного магніту) розташовується найпростіший ротор, який представлений у вигляді одного витка мідного дроту. За даним провіднику буде протікати електричний струм. Даний виток дроту з електричним струмом утворює навколо себе магнітне поле. За правилом «лівої руки» розмістимо над витком свою руку (ліву) таким чином, щоб напрямок від кисті до пальців збігалося з напрямком струму, що протікає. В цьому випадку великий палець руки буде показувати, де у мідного витка північний полюс. Не забувайте, що напрямком електричного струму умовно вважається – напрямок, по якому йдуть електрони (негативний заряд).

В результаті взаємодії між витком мідного дроту (тобто, рухомим ротором електродвигуна) і постійним магнітом (нерухомим статором) виток повільно повернеться таким чином, що його виник північний полюс притягнеться до південного полюса постійного магніту, ну, а південний полюс – до північного полюса. Якщо поміняти напрям електричного струму в дротяній витку, то розташування магнітних полюсів у мідного витка також зміняться на протилежне. Знову з’являться сили відштовхування, і мідний виток дроту повернеться на півоберта по своєї осі обертання. Наступна зміна напрямку струму створить новий поворот, і так далі. В результаті цього процесу магнітні сили сприяють обертанню ротора (вала електродвигуна).

Зміна напряму електричного струму в робочій обмотці ротора електродвигуна здійснюється за допомогою спеціального пристрою, який називається колектором. Найпростіший колектор являє собою металеве кільце, яке розрізане вздовж на 2 половинки. З кожною такою половинкою токопроводящего кільця з’єднаний один з наявних решт робочої обмотки ротора електродвигуна. До цих половинкам струмопровідних кілець щільно притискаються щітки – пластинки (металеві, графітові), з’єднані джерелом струму (батарейка, акумулятор, генератор і т.д.). В результаті обмотка ротора електричного двигуна виявляється з’єднаної з джерелом, і по ній тече струм. При обертанні ротора струмопровідні щітки переходять з одного півкільця на інше, напрямок електричного струму в обмотці ротора постійно змінюється, тому обертання постійно.

Це і є основний пристрій і принципи дії електродвигунів (постійного струму). Залежно від складності конструкції того чи іншого електричного двигуна з’являються певні якості, але сам загальний принцип дії і основне пристрій практично у всіх електричних машин одне і теж, яке засноване на взаємодії електромагнітних полів, відштовхуються один від одного.

Посилання на основну публікацію