Hvordan fungerer en elektrisk motor? Enkel forklaring
Med bruk av e-mobilitet blir også emnet elektriske motorer stadig viktigere. Men hvordan fungerer en slik motor? Vi forklarer det for deg i denne artikkelen.
Hvordan fungerer en elektrisk motor? Magnetiske felt og Lorentz kraft forklart
Den elektriske motoren bruker en essensiell naturkraft - Lorentz-kraften. Vi skal forklare hvordan dette fungerer, og hvorfor en elektrisk motor kan gjøre dette på grunnlag av forenklede grunnleggende før vi begynner på byggingen.
- Hver magnet har to poler: nordpolen og sørpolen. De magnetiske kreftene virker alltid fra nord til sørpol og på såkalte ferromagnetiske stoffer (kobolt, jern, nikkel).
- Faste materialer som jern tiltrekkes alltid av en magnet. Hvis to magneter er til stede, gjelder imidlertid følgende: de samme polene frastøter hverandre (sør- og sørpolene, nord- og nordpolene) - forskjellige poler tiltrekker hverandre (sør- og nordpolene).
- Elektrisitet har også to forskjellige poler. Det er et pluss og et minusstang her. Dette kalles elektrisk ladning. Pluss betyr at en partikkel er positivt ladet. Minus betyr at en partikkel er negativt ladet.
- Effekten i et magnetfelt på en ladning (pluss eller minus) kalles Lorentz-kraften. For å si det enkelt: Den magnetiske nordpolen avviser plussladningen og tiltrekker minusladningen. Den magnetiske sørpolen tiltrekker plussladningen og avviser minusladningen.
- Hver elektrisk motor er basert på dette. Den bruker den magnetiske effekten av en permanent magnet på en elektromagnet (som er strømforsynt og har en ladning).
Oppbygning og funksjon av motoren
- Den såkalte statoren er plassert under huset til en elektrisk motor. Den består av et stabilt magnetfelt (permanent magnet). Dette betyr at nord- og sørpolene har et fast sted og ikke er varierende.
- Rotoren (lat. Rotare = sving) er plassert i selve motoren, den er festet til en aksel og derfor roterbar. Det elektriske magnetfeltet endres kontinuerlig: nord- og sørpolene bytter plass. Rotoren er omgitt av statoren.
- Ankeret er jernkjernen til rotoren. Rotorens spoler, som strømmen strømmer gjennom, vikles rundt den. Det skiftende magnetfeltet er bygget opp ved hjelp av disse spolene. Hvis ankeret er en permanent magnet, er det ingen spoler.
- Kommutatoren (også kalt en polbytter) sitter på rotoren. Strømmen strømmer gjennom den. Kommutatorens oppgave er å vri magnetfeltet til rotoren og dermed bytte polene. Dette skjer alltid når en viss stilling er nådd. Glidekontakter er festet til kommutatoren, som forsyner rotoren med strøm.
- Hvis den elektriske motoren nå er påslått, bygger magnetfeltet seg opp i rotoren. Først da blir den en roterende elektromagnet.
- I henhold til prinsippet beskrevet over at de samme polene alltid frastøter hverandre, begynner rotoren å vri seg. Kommutatoren stiller alltid inn det elektromagnetiske feltet til rotoren slik at nordpolen til rotoren og nordpolen til statoren (analogt med sørpolen) vender mot hverandre. Enkelt sagt endres rotorens polaritet etter hver halve sving. Ellers ville Nordpolen og Sydpolen vende mot hverandre og motoren ville stoppe.
- Det er også en variant av elmotoren uten en kommutator. Med vekselstrømsmotorer endres magnetfeltet i rytme med rotorens hastighet. De samme polene vender mot hverandre "automatisk". I dette tilfellet er strukturen noe annerledes. Grunndelene beholdes.
Mer om emnet på EFahrer.com
Alt om elbiler: Du kan finne aktuelle tester og en rekkeviddekalkulator på vår e-mobilitetsportal EFahrer.com. Der finner du også et stort rådgivningsområde rundt elbiler.
Blir det et gjennombrudd snart? I den følgende artikkelen kan du lese om trådløs lading snart kan bli en realitet i en elbil.