Как действует электродвигатель

Электрический ток создаёт магнитное поле. Это значит, что электрический ток с определённой силой действует на поднесённый к нему магнит. С такой же силой магнит действует на провод, по которому идёт ток.

На рисунке 21 вы видите маленький электродвигатель (электромотор). Как и большие электродвигатели, он состоит из двух частей: неподвижной — статора и подвижной — ротора. У изображённого на рисунке электромотора статором служит подковообразный магнит, а ротором — проволока, намотанная на железный сердечник.

На рисунке 22 схематически показано, как устроен и как действует электродвигатель. Между полюсами постоянного магнита — статора — находится простейший ротор — один виток проволоки, по которому идёт электрический ток. Такой виток с током создаёт магнитное поле, подобно магниту, сплющенному в тонкий листок. Поместим над витком левую руку так, чтобы направление от кисти к пальцам совпадало с направлением тока (см. рис. 22). Тогда большой палец показывает, где у витка северный полюс. Напомним, что направлением тока мы называем направление, по которому движутся электроны.

 

Вследствие взаимодействия между витком (ротором) и постоянным магнитом (статором) виток повернётся так, что его северный полюс притянется к южному полюсу магнита, а южный — к северному. Именно в таком положении виток изображён на рисунке 22, а. Если теперь изменить направление тока в витке, то расположение полюсов

image

Рис. 21. Модель электродвигателя.

у витка также изменится на обратное. Возле северного полюса статора окажется северный полюс витка, возле южного — южный (рис. 22, б). Возникнут силы отталкивания, и виток повернётся на полоборота. Новое изменение направления тока вызовет поворот ещё на полоборота и т. д. Ротор будет вращаться вокруг своей оси.

Таким образом, магнитные силы вращают ротор и вал электромотора. С помощью шкива и ремня, как на рисунке 21, или другим способом вал мотора связывается с любым механизмом и приводит его в движение.

Изменение направления тока в обмотке ротора осуществляется с помощью особого устройства — коллектора. Простейший коллектор — это металлическое

кольцо, разрезанное вдоль на две половинки. С каждой половинкой кольца соединён один из концов обмотки ротора. К половинкам колец прижимаются щётки — металлические пластинки, соединённые с генератором (на рис. 21 —с аккумулятором). Таким образом, обмотка ротора оказывается присоединённой к генератору, и по ней

image

Рис. 22. Схема устройства и действия электродвигателя достоянного тока. Рука показывает направление тока и положение полюсов В кружке показано, как устроены кольца у электромотора переменного тока.

 

идёт электрический ток. При таком положении ротора, как это изображено на рисунке 22, щётки переходят с одного полукольца на другое, направление тока в обмотке ротора изменяется. Поэтому вращение ротора происходит непрерывно.

Таковы физические принципы устройства и действия электродвигателей постоянного тока. В моторах переменного тока нет надобности в коллекторе. На щётки такого мотора подаётся переменное напряжение; щётки много раз в секунду перезаряжаются. Каждая щётка прижимается к отдельному неразрезанному кольцу, соединённому с одним из концов обмотки ротора (рис. 22). Необходимое для вращения ротора изменение направления тока в его обмотке происходит вследствие перезарядки щёток.