Silnik elektryczny prądu stałego

 

Zwojnica z prądem doznaje w polu magnetycznym działania pary sił. Siły te mogą być wyzyskane do wykonywania pracy. Urządzenie, w którym kosztem energii dostarczanej przez prąd jest wykonywana praca, nazywamy silnikiem elektrycznym. Na rysunku widzimy ramkę z prądem w polu magnetycznym. Doprowadzenie prądu do ramki odbywa się za pomocą komutatora. Składa się on z dwóch połówek powierzchni walca, do których są doprowadzone końcówki ramki. Do płytek komutatora dotykają tzw. szczotki, które łączymy z biegunami źródła prądu. Skutkiem przepływu prądu ramka w polu magnetycznym dozna działania pary sił. Ta para sił będzie obracać ramkę. Łatwo sprawdzić za pomocą reguły lewej dłoni (Fleminga), że obrót będzie odbywać się w stronę czerwonych strzałek na rysunku. W chwili gdy ramka przyjmie położenie prostopadłe do linii sił, moment pary sił będzie równy zero (wskutek nie doprowadzania prądu przez szczotki do komutatora), ale z powodu nabytej energii kinetycznej ruchu obrotowego ramka nie zatrzyma się w tym położeniu, lecz trochę je przekroczy. W tej samej chwili druga szczotka zetknie się z pierwszą płytką komutatora, a pierwsza szczotka z drugą płytką komutatora. Oznacza to, że kierunek prądu w ramce będzie przeciwny w stosunku do poprzedniego. Stosując znowu regułę Fleminga stwierdzimy, że ramka będzie się obracać w tę samą stronę co poprzednio, jak wskazuje zakrzywiona strzałka. W ten sposób co pół obrotu będzie następowała zmiana kierunku prądu w ramce, ale obrót jej będzie odbywał się w tą samą stronę.

Rys. Silnik prądu stałego - schemat ideowy
1- kierunek prądu, 2- szczotka węglowa, 3- komutator, 4- kierunek prądu w wirniku, 5- biegun północny pola magnetycznego wytwarzanego przez uzwojenie, 6- biegun południowy pola magnetycznego wytwarzanego przez uzwojenie, 7- linie pola magnetycznego, 8- wirnik, 9- kierunek obrotu wirnika, 10- siła elektrodynamiczna

Kącik naukowy
Menu