Двигатель постоянного тока без щеток. Как это работает?
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
Рис. 22. Схема устройства н 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 перемен
ного 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.