Elektriska motorer
Elmotorer omvandlar elektrisk ström till mekanisk rörelse. De kan drivas med likström (DC), som från batterier eller likriktare, eller växelström (AC) som från elnätet eller elektriska generatorer. De kan vara borstade eller borstlösa, enfasiga eller trefasiga, radiella eller axiella och vätske- eller luftkylda.
Uppfinningarna av batteriet (Alessandro Volta, 1800), genereringen av ett magnetfält från elektrisk ström av Hans Christian Oersted (1820) och elektromagneten (William Sturgeon, 1825) lade grunden för elmotorer. Men under många år blockerades utvecklingen av en praktisk elmotor av problem som att generera tillräcklig spänning för att driva den, och valet av om en motor skulle rotera eller fram- och återgående.
Moritz Hermann Jacobi (preussisk/rysk) skapade den första riktiga roterande elmotorn i maj 1834. Hans maskin utvecklade en anmärkningsvärd mekanisk uteffekt – den lyfte en vikt på 10 till 12 pund en fot på en minut, vilket motsvarar cirka 15 watt av elektrisk energi.
I september 1838 förbättrade Jacobi sin motor och kunde köra en båt med 14 personer över en flod. Jacobi utvecklade också en mer effektiv maskin hösten 1839, som kunde producera 300 W uteffekt – men han byggde aldrig en bil som faktiskt kunde köras på denna prestandanivå.
Elektriska motorer
USA-amerikanen Thomas Davenport kunde övervinna några av dessa svårigheter genom att utveckla en elmotor som använder fasta permanentmagneter istället för rörliga. Detta gör att han kan uppnå högre utgående hastigheter och mer vridmoment. Men designen av Davenports motor är inte en betydande förbättring jämfört med andra samtida och motorn han patenterade i februari 1837 är inte lika tillförlitlig som senare utvecklingar.
Grundprinciperna för en DC-motor är enkla nog: AC-spänning sätts på kopparspolar i statorn och rotorn, detta producerar ett roterande magnetfält som inducerar spänning i rotorn. Detta släpar efter magnetfältet i statorn och skapar en kraft som kan användas för att flytta rotorn genom rätt växelreduktion. Rotationskraften som genereras av denna process kallas Lorentz-kraften och den kan överföras till fordonets hjul för att generera rörelse. I själva verket är det samma krafter som är ansvariga för driften av alla elmotorer. Elmotorer finns i alla hushållsapparater och enheter som använder mekanisk energi. Och de används flitigt inom industri och transport också. De är en integrerad del av vårt moderna liv. Det är till exempel motorerna som vrider din elektriska fläkt och elektriska tandborste.
Nästan varje mekanisk rörelse som görs av människor och maskiner drivs av en elektrisk motor. Det är därför inte förvånande att vi litar på dem för att hjälpa oss att leva våra liv bekvämt och bekvämt. Och detta kommer att fortsätta under lång tid framöver.