Av Andrea Becker
Uppdaterad 24 mars 2022
TETE3138/iStock/Getty Images
Nästan oundvikligt kommer du att stöta på en leksak som inte längre rör sig eller ett litet barns frustration över en trasig pryl. Även om du kanske fixar leksaken, är den verkliga frågan hur en trådspole förvandlar elektrisk energi till rörelse. Elmotorer är de dolda arbetshästarna bakom vardagliga enheter – från bilar och klockor till datorkylningsfläktar.
Hjärtat i en motor är rotorn, ett cylindriskt ankare som snurrar. Runt den finns statorn, som innehåller isolerade kopparlindningar. När ström flyter genom statorn skapar den ett magnetfält som drar rotorn till rotation. I många konstruktioner bibehåller små borstar eller ledande fibrer elektrisk kontakt när rotorn vrids.
Elektricitet som strömmar genom en ledare genererar ett magnetfält. När statorns fält möter rotorns fält, producerar magnetisk attraktion och repulsion vridmoment - den rotationskraft som snurrar motorn. I DC-motorer omkastas strömriktningen av motorns interna elektronik, medan AC-motorer förlitar sig på elektromagnetisk induktion för att driva rotorn.
Likströmsmotorer, som drivs av batterier, är vanliga i handhållna verktyg och små apparater. AC-motorer, som går på hushållsnätet, använder två beröringsfria lindningar för att skapa ett roterande fält – vilket gör dem borstlösa och mycket effektiva. Borstlösa likströmsmotorer byter också polaritet för att hålla rotorn vridande, medan universalmotorer kan arbeta på antingen växelström eller likström.
Med några få hushållsartiklar kan du bygga en enkel motor:linda en spole av koppartråd med lägre tjocklek, häng upp den genom mitten av en aluminiumburk och placera starka magneter på vardera sidan. Anslut spolen till ett batteri med krokodilklämmor; spolen kommer att bli en elektromagnet och börja snurra, vilket illustrerar principerna för motordrift.
