Jak funguje elektrický motor? Jednoduché vysvětlení
S příchodem e-mobility je stále důležitější také téma elektrických motorů. Jak ale takový motor funguje? Vysvětlíme vám to v tomto článku.
Jak funguje elektrický motor? Vysvětlení magnetických polí a Lorentzovy síly
Elektromotor využívá základní přírodní sílu - Lorentzovu sílu. Vysvětlíme, jak to funguje a proč to může elektromotor udělat na základě zjednodušených základů, než půjdeme do sestavy.
- Každý magnet má dva póly: severní pól a jižní pól. Magnetické síly působí vždy od severu k jižnímu pólu a na tzv. Feromagnetické látky (kobalt, železo, nikl).
- Pevné materiály, jako je železo, jsou vždy přitahovány k magnetu. Jsou-li však přítomny dva magnety, platí následující: stejné póly se navzájem odpuzují (jižní a jižní póly, severní a severní póly) - různé póly se přitahují (jižní a severní póly).
- Elektřina má také dva různé póly. Je zde plus a mínus pól. Tomu se říká elektrický náboj. Plus znamená, že částice je kladně nabitá. Mínus znamená, že částice je negativně nabitá.
- Účinek uvnitř magnetického pole na náboj (plus nebo mínus) se nazývá Lorentzova síla. Jednoduše řečeno: Magnetický severní pól odpuzuje plusový náboj a přitahuje minusový náboj. Magnetický jižní pól přitahuje kladný náboj a odpuzuje záporný náboj.
- Na tomto je založen každý elektrický motor. Využívá magnetický efekt permanentního magnetu na elektromagnet (který je pod napětím a má náboj).
Struktura a funkce motoru
- Takzvaný stator je umístěn pod krytem elektromotoru. Skládá se ze stabilního magnetického pole (permanentního magnetu). To znamená, že severní a jižní pól mají pevné místo a nejsou variabilní.
- Rotor (lat. Rotare = turn) je umístěn v samotném motoru, je připevněn k hřídeli a proto otočný. Jeho elektrické magnetické pole se neustále mění: místa pro výměnu severních a jižních pólů. Rotor je obklopen statorem.
- Kotva je železné jádro rotoru. Cívky rotoru, skrz které proud protéká, jsou kolem něj ovinuty. Pomocí těchto cívek se vytváří měnící se magnetické pole. Pokud je kotva permanentním magnetem, neexistují žádné cívky.
- Komutátor (nazývaný také měnič pólů) sedí na hřídeli rotoru. Proud jím protéká. Úkolem komutátoru je otočit magnetické pole rotoru a tím vyměnit póly. K tomu vždy dochází, když je dosaženo určité polohy. K komutátoru jsou připojeny posuvné kontakty, které dodávají rotoru proud.
- Pokud je nyní elektrický motor napájen, magnetické pole se v rotoru hromadí. Teprve poté se z něj stane rotující elektromagnet.
- Podle výše popsaného principu, že stejné póly se vždy navzájem odpuzují, se rotor začne otáčet. Komutátor vždy nastaví elektromagnetické pole rotoru tak, aby severní pól rotoru a severní pól statoru (analogický k jižnímu pólu) směřovaly k sobě. Jednoduše řečeno, polarita rotoru se mění po každém půl otočení. Jinak by se severní pól a jižní pól obrátili proti sobě a motor by se zastavil.
- K dispozici je také varianta elektromotoru bez komutátoru. U střídavých motorů se magnetické pole mění v rytmu s rychlostí rotoru. Stejné póly směřují k sobě „automaticky“. V tomto případě je struktura poněkud odlišná. Základní části jsou zachovány.
Více na toto téma na EFahrer.com
Vše o elektrických automobilech: Aktuální testy a kalkulačku dojezdů najdete na našem portálu e-mobility EFahrer.com. Tam také najdete velkou poradenskou oblast kolem elektrických automobilů.
Brzy dojde k průlomu? V následujícím článku si můžete přečíst, zda se bezdrátové nabíjení brzy stane skutečností v elektrickém autě.