Hur fungerar en elmotor? Enkel förklaring
Med tillkomsten av e-mobilitet blir ämnet elmotorer också allt viktigare. Men hur fungerar en sådan motor? Vi förklarar det för dig i den här artikeln.
Hur fungerar en elmotor? Magnetfält och Lorentz kraft förklarade
Elmotorn använder sig av en väsentlig naturkraft - Lorentz-kraften. Vi förklarar hur detta fungerar och varför en elmotor kan göra detta på grundval av förenklade grunder innan vi går in i byggandet.
- Varje magnet har två poler: nordpolen och sydpolen. De magnetiska krafterna verkar alltid från norr till sydpolen och på så kallade ferromagnetiska ämnen (kobolt, järn, nickel).
- Fasta material som järn lockas alltid till en magnet. Om två magneter finns, gäller dock följande: samma poler avvisar varandra (södra och södra poler, nord- och nordpoler) - olika poler lockar varandra (syd- och nordpoler).
- El har också två olika poler. Det finns ett plus- och minuspol här. Detta kallas elektrisk laddning. Plus innebär att en partikel är positivt laddad. Minus betyder att en partikel är negativt laddad.
- Effekten inom ett magnetfält på en laddning (plus eller minus) kallas Lorentz-kraften. För att uttrycka det enkelt: Den magnetiska nordpolen avvisar plusladdningen och lockar minusladdningen. Den magnetiska sydpolen lockar plusladdningen och avvisar minusladdningen.
- Varje elmotor är baserad på detta. Den använder den permanenta magnetens magnetiska effekt på en elektromagnet (som är aktiverad och har en laddning).
Motorns struktur och funktion
- Den så kallade statorn är belägen under en elektrisk motor. Det består av ett stabilt magnetfält (permanent magnet). Detta innebär att norra och södra polerna har en fast plats och inte är variabla.
- Rotorn (lat. Rotare = sväng) är belägen i själva motorn, den är fäst på en axel och därför roterbar. Dess elektriska magnetfält förändras ständigt: norra och södra polerna byter plats. Rotorn är omgiven av statorn.
- Ankaret är rotorns järnkärna. Rotorns spolar, genom vilka strömmen flyter, lindas runt den. Det växlande magnetfältet är uppbyggt med hjälp av dessa spolar. Om ankaret är en permanent magnet finns det inga spolar.
- Kommutatorn (även kallad en polväxlare) sitter på rotorns axel. Strömmen flyter genom den. Kommutatorns uppgift är att vrida rotorns magnetfält och därmed utbyta polerna. Detta händer alltid när en viss position uppnås. Glidkontakter är anslutna till kommutatorn, som förser rotorn med ström.
- Om den elektriska motorn nu är påslagen byggs magnetfältet upp i rotorn. Först då blir den en roterande elektromagnet.
- Enligt den ovan beskrivna principen att samma poler alltid stöter varandra börjar rotorn att vrida sig. Kommutatorn ställer alltid in det elektromagnetiska fältet för rotorn så att rotorns nordpol och statorns nordpol (analogt med sydpolen) vetter mot varandra. Enkelt uttryckt ändras rotorns polaritet efter varje halvvarv. Annars skulle Nordpolen och Sydpolen möta varandra och motorn stannade.
- Det finns också en variant av elmotorn utan kommutator. Med växelströmsmotorer förändras magnetfältet i rytm med rotorns hastighet. Samma stolpar vetter mot varandra "automatiskt". I detta fall är strukturen något annorlunda. Grunddelarna behålls.
Mer om ämnet på EFahrer.com
Allt om elbilar: Du kan hitta aktuella tester och en räknemaskin för räckvidd på vår e-mobilitetsportal EFahrer.com. Där hittar du också ett stort rådgivningsområde kring elbilar.
Kommer det att bli ett genombrott snart? I följande artikel kan du läsa om trådlös laddning snart kan bli verklighet i en elbil.