موتور الکتریکی چگونه کار می کند؟

یک موتور الکتریکی ، انرژی الکتریکی را به انرژی مکانیکی تبدیل می کند که می تواند

برای انجام کارهای مختلف مورد استفاده قرارگیرد.

نیروی محرکه اساسی در تمام موتورها ، مغناطیس است چه آنهایی که جاروبک دارند

و چه آنهایی که ندارند.چه در موتورهای جریان متناوب و چه در موتورهای جریان مستقیم .

بیاد بیاورید که هر آهن ربا دارای یک قطب شمال و یک قطب جنوب است ( تقریبا شبیه

کره زمین که آهن ربایی است با دو قطب جغرافیایی شمال و جنوب)

اگر دو آهن ربا را به خط کنیم طوری که قطب شمال یکی در مجاورت قطب جنوب آهن ربای

دیگر باشد همدیگر را جذب می کنندو اگر آنها را به شکل شمال به شمال و جنوب به جنوب

به خط کنیم همدیگر را دفع می کنند.

اگر سه آهن ربا را به صورت شکل یک در نظر بگیریم آهن ربای دست چپ و راست

روی یک سطح ثابت شده باشد آهن ربای بین آنها آزاد است تا در مرکز آنها به گردش

در آید شکل 1



آهن ربای مرکزی می چرخد تا با دو آهن ربای ثابت شده

در حالت تراز قرارگیرد ( شمال به جنوب)


از آنجا که قطب های مخالف هم دیگر را جذب می کنند آهن ربای وسطی چرخیده و

به صورت تراز با آنها قرار می گیرد.مانند شکل2

پس از قرار گرفتن در حالت تراز، دربرابر ادامه حرکت مقاومت می کند



تصور کنید نوعی مغناطیس جادویی بکار ببریم که قطب های شمال و جنوب مغناطیس

وسطی تغییر کند و دوباره مانند بار اول به حرکت در آید مانند شکل3



اگر ما بتوانیم قطب های معناطیس وسطی رابه شکلی جادویی تغییر دهیم

قبل از اینکه به حالت استراحت و تراز برسد به حرکت خود ادامه خواهد داد



به جای اینکه به عقب برگردد حالا توسط اهن ربا های دو طرف که ثابت هستند رانده

شود و چرخش خود را حفظ ، و جهتش را در مسیر دیگر تنظیم کند و

عاقبت به موقعیت شکل ۱ برسد که به نظر مشکوک می رسد. شکل 4



سرانجام به موقعیتی بر خواهد گشت که از آنجا شروع کرده بود


اگر ما بتوانیم قطب های آهنربای (مرکزی ) را هر بار تغییر دهیم آهن ربای مرکزی

به چرخش خود برای همیشه ادامه می دهد مشکل این است که چطور این شاهکار

حرکت مغناطیسی را انجام دهیم.

آهن رباهایی که ما با آنها بازی می کنیم آهن رباهای دائمی نامیده می شوند و این

اشیاء دارای میدان مغناطیسی ثابت هستند که همیشه وجود دارد قطب ها نسبت

به یکدیگر و نسبت به آهن ربای فیزیکی ثابت هستند.

نوع دیگر آهن ربا ، آهن ربای الکترومغناطیسی است که شامل نواری

از آهن است که در یک سیم پیچ پیچیده شده است


شکل 5

الکترومغناطیس قطعه ای از آهن یا دیگر فلزات مغناطیسی

است که سیم پیچی دور آن پیچیده شده است



این وسیله به خودی خود کار نمی کند مگر اینکه شما جریان الکتریکی را از

داخل سیم های آن عبور دهید میدان مغناطیسی در نوار آهن تشکیل شده و آن

را به یک آهن ربا تبدیل می کند شکل6




کاربرد جریان در یک جهت،یک مغناطیس فراهم می سازد


اگر شما جریان الکتریسیته را قطع کنید حالت مغناطیس بودن آن متوقف می شود

ودر نهایت یک مغناطیس ضعیف خواهید داشت اما نباید برای لحظه ای نگران این

باشیم زیرا به نظر می رسد الکترو مغناطیس ها در حال حاضر بسیار مفیدندچون

ما به کمک آنها می توانیم آهن ، فولاد و یا اشیاء نیکل مانند را بلند کرده وبعد با قطع

جریان برق آنها را در جای دیگری که مورد نظر ماست بیندازیم مانند آنچه در محوطه

ماشین های قراضه برای بلند کردن ماشینها توسط جرثقیل ها صورت می گیرد.

چیزی که در مورد آهن ربای های الکترومغناطیسی واقعا جالب است ، این است

که قطبیت آنها ( محل شمال و جنوب) به جهت جریان بستگی دارد با عبور جریان

در جهت مخالف ، قطب های آهنربای الکتریکی معکوس می شود.شکل 7

به کاربردن جریان الکتریسیته در جهت مخالف ، مغناطیسی

با قطب های معکوس می سازد



اگر آهن ربای دائمی را که در مرکز سه آهن ربای دائمی قرار دارد با یک آهن ربای

الکتریکی (الکترومغناطیس ) عوض کنیم مانند شکل 8

در این صورت یک موتور الکتریکی خواهیم داشت.




تعویض آهن ربای دائمی در مرکز سه آهن ربای دائمی ، با

یک الکترومغناطیس شروع ساخت یک موتور الکتریکی است


اما در حال حاضر دو مشکل برای حل کردن داریم

1- تغذیه جریان آهن ربای الکتریکی (الکترومغناطیسی ) دوار،بدون استفاده از

سیم دیگر

2- تغییر جهت جریان الکتریکی در زمان مناسب

هردو مشکل با استفاده از یک کموتاتور شامل( دو نیم حلقه ) و یک جفت جاروبک

حل می شود. مانندشکل9





با اضافه کردن کموتاتور (دو نیم حلقه ) و جاروبک ها که با فلش

مشخص شده اند می توانیم قطب های یک الکترومغناطیس را

تغییر داده تا همچنان به چرخش خود ادامه دهد.


سپس درست زمانی که مغناطیس به وضعیت تراز می رسد حلقه های کموتاتور از زیر

جاروبکها عبور کرده و جهت جریان در الکترومغناطیس را تغییر می دهد

( به شرایط شکل 9 برمی گرداند) در نتیجه مغناطیس می چرخد و ما یک

موتور الکتریکی خواهیم داشت

+ نوشته شده توسط سورین ستوده در چهارشنبه شانزدهم اسفند 1391 و ساعت 13:25 |


Powered By
BLOGFA.COM