Door enpmsm
PREVIEW
Magneet- en elektromotoren
Wanneer twee staafmagneten zijn gelabeld met de uiteinden ‘noord’ en ‘zuid’, werken ze op verschillende manieren samen. Het noordelijke uiteinde van de ene magneet trekt het zuidelijke uiteinde van de andere aan, terwijl twee noordpolen of twee zuidpolen elkaar afstoten. Deze aantrekkende en afstotende krachten creëren een roterende beweging in een elektromotor.
Hoe een gelijkstroommotor werkt
De stator, die zich aan de buitenkant van een gelijkstroommotor bevindt, bestaat uit een stationaire permanente magneet. De rotor, die zich aan de binnenkant bevindt, is daarentegen het bewegende deel. De rotor kan worden vergeleken met een spijker, terwijl de stator lijkt op een hoefijzermagneet. Wanneer gelijkstroom door de rotor stroomt, genereert deze een tijdelijk elektromagnetisch veld dat in wisselwerking staat met de rotor permanent magnetisch veld van de stator. Om de rotatie van de rotor in stand te houden, zorgt de commutator ervoor dat de polariteit van het veld omdraait. Als gevolg hiervan wordt koppel geproduceerd, waardoor mechanisch vermogen kan worden gegenereerd.
Een eenvoudige gelijkstroommotor maakt gebruik van een stel stationaire magneten in de stator en een draadspoel waar stroom doorheen loopt om een elektromagnetisch veld te genereren dat is uitgelijnd met het midden van de spoel. Een of meer wikkelingen van geïsoleerde draad zijn rond de kern van de motor gewikkeld om het magnetische veld te concentreren.
Door de spoelen in een geprogrammeerde volgorde te activeren en te deactiveren, wordt een roterend magnetisch veld tot stand gebracht. Dit veld werkt samen met de stationaire magneten in de stator, wat leidt tot koppelopwekking en daaropvolgende rotatie. Via deze fundamentele principes zetten DC-motoren elektrische energie van gelijkstroom om in mechanische energie, waardoor de voortstuwing van objecten mogelijk wordt.
Hoe een AC-motor werkt
AC-motoren gebruiken wisselstroom (AC) in plaats van gelijkstroom (DC) om te werken. Hoewel ze veel componenten gemeen hebben met DC-motoren, vertrouwen AC-motoren nog steeds op de principes van elektromagnetisme en roterende magnetische velden om mechanisch vermogen te genereren. In een AC-motor vervult de wikkeling van de stator een rol die vergelijkbaar is met die van de rotor in een DC-motor. In dit geval is het een ring van elektromagneten die in volgorde worden gekoppeld en van energie worden voorzien, waardoor een roterend magnetisch veld wordt gegenereerd.
De fundamentele werking van een AC-motor is gebaseerd op het principe van magnetisme. Een basiswisselstroommotor bestaat uit een draadspoel en twee stationaire magneten die een centrale as omringen. Wanneer een elektrische lading in de vorm van wisselstroom op de draadspiraal wordt aangebracht, verandert deze in een elektromagneet. Deze elektromagneet produceert op zijn beurt een magnetisch veld.
Een massieve metalen as, een draadlus, een spoel, een eekhoornkooi bestaande uit metalen staven en andere vrij ronddraaiende metalen componenten die elektriciteit kunnen overbrengen, zijn allemaal te vinden in de stator van een wisselstroommotor. Er wordt stroom geleverd aan de buitenste spoelen die de stator van een AC-motor vormen. Een roterend magnetisch veld wordt gecreëerd door de spoelen terwijl ze in paren en opeenvolgend worden bekrachtigd.
De stroom circuleert in een lus rond de geleider als het een ring of draad is. Wervelstromen circuleren rond de geleider in het geval dat deze slechts een massief stuk metaal is. De geïnduceerde stroom produceert zijn eigen magnetische veld, en volgens een andere wet van het elektromagnetisme roteert het roterende magnetische veld ook. Wanneer de magneten op elkaar inwerken, beginnen de as en de draadspiraal te draaien, waardoor de motor in werking wordt gesteld.
