電動機および発電機

DCモーター

• 力の方向を覚えているのに*いくつかの別のnmemonicsが使用されている。一部は右手を左使用する。ベクトル乗法を知っている学生のために、それは直接使いやすいローレンツ力:F = q v X B、whence F = I dL X B。それはここに示されている図表の起源である。

• すっかり、私達は北極のために青および南のために赤を使用する。これはオリエンテーションを明らかに作るちょうど大会である:材料に相違は磁石のどちらかの端にないし、それらは通常塗らなかった別の色をない。

割れたリングに対するブラシの効果に注意しなさい。回転コイルの平面が横に達する場合、ブラシはこれがゼロ トルクのとにかくポイントであるので接触を壊す（多くが失われない、–力は内部機能する）。コイル過去の角運動量はそれを磁気双極子を逆転させる反対の方向のこの中断点そして現在のそして流れ運ぶ。従って、中断点を渡した後、回転子は反対の方向で一直線に並ぶべき開始anticlockwise回り続け。次のテキストでは、私は主としてブラシまたはAC流れの使用により場合現在の変更の方向疑わしい電磁石の棒は位置を交換することができること『磁石のトルク』映像を使用したり、わかっている。

トルクは2つの力の垂直展開と周期に変わる発生した。従ってそれはコイルの軸線と分野間の角度の正弦によって決まる。但し、割れたリングのために、それは同じ感覚に常にある。生気は下のあらゆる段階で時間に変化、およびあなたをそれを停止し、右手の法則の適用によって方向を点検できる示す。
 

モーターおよび発電機

コイル（Nの回転、A）磁界B使用すればのの均一角速度のωの区域を回せばのに力学的エネルギーをコイルの正弦emfを作り出す。emf （emfか起電力は電圧とほとんど同じ事である）。許可されたθはコイルへのBと常態間の角度である、従って磁束のφはNAB.cosのθである。ファラデーの法律は与える:

• emf = − dφ/dt = − （d/dt） （NBA Cosのθ）

  = NBAの罪のθ （dθ/dt） = NBAωの罪のωt。

交流発電機

次の生気では、2本のブラシによっては2つの連続的なリングが接触する、従って2台の外的なターミナルはコイルの同じ端に常に接続される。結果は次の生気で示されているNBAωの罪のωtによって与えられるunrectified、正弦emfである。

背部emf

興味深い結果はそうここにある。あらゆるモーターは発電機である。これはモーターとして作用する時でさえ、本当、ある意味でである。モーターが発生することemfは背部emfと電話される。ファラデーの法律のために速度の背部emfの増加。従ってモーターが負荷を備えていなければ、非常にすぐに回り、損失による電圧低下と背部emfまで、匹敵する供給電圧にスピードをあげる。背部emfは『調整装置』としてについて考えることができる:それは無限にすぐに回るモーターを停止する（それにより救う物理学者当惑）。モーターが荷を積まれるとき、電圧の段階は現在のそれに近い方に（それ抵抗に見始める）なり、この明白な抵抗は電圧を与える。従って必要な背部emfはより小さく、モーターはもっとゆっくり回る。（加えるため抵抗部品に誘導、である背部emfの、段階からある電圧を加える必要がある。AC回路を見なさい。）

コイルに通常中心がある

実際には、（そして大きい磁場が適度な流れによって作り出されるように、私達が引出した図表とは違って）、発電機そしてDCモーター頻繁にコイルの中の高い透磁率の中心を持ちなさい。これは静止している固定子（磁石）が永久的な磁石である次図で左で示されている。

『普遍的な』モーター

固定子の磁石は、余りに、権利で上で示されているように電磁石としてなされるにはできた。2つの固定子は同じ方向で同じ方向および回転子の分野を与えることにここに省略されるブラシに接続されるので周期ごとに二度逆転させる分野がある傷ついている。モーターで傷つける1つの利点は固定子をがACかDCで動くモーター、いわゆる普遍的なモーターを作ることができることである。ACのそのようなモーターを運転する時、各周期の二度コイルの変更の流れ（ブラシからの変更に加えて）、同時の固定子の変更の極性、そうこれらの変更取り消すため。不運にもしかし私がこのスケッチにそれらを隠したのに、（今でもブラシがある。）傷つけられた固定子対永久マグネットの利点そして不利な点のために、次見なさい。また普遍的なモーターの多くを見なさい。

簡単なモーターを造りなさい

堅い銅線からコイルを作りなさい、そうすれば外的なサポートを必要としない。円の風5から20の回転に反対の方向で直径の約20のmm、および2つの端が外側に放射状に指すある。これらの端は車軸および接触両方である。ワイヤーにラッカーかプラスチック絶縁材があったら、端にそれを除去しなさい。

ACモーター

ACモーターでするべき最初の事は回転分野を作成することである。2つか3つのピン ソケットからの『普通』のACは単一フェーズACである--それに2本のワイヤーだけの間で発生する単一の正弦電位差がある--活動的のおよび中立。アース線が漏電の場合にを除く流れを運ばないことに（注目しなさい。）単一フェーズACを使うと、1つは例えばコンデンサーを使用して段階からある2つの流れの発生によって回転分野を作り出すことができる。示されている例では2つの流れは段階から90°である、従って横はcosusoidalであるが、磁界の縦の構成要素は示されているように正弦である。これは左回りに回る分野を与える。

（*私はこれを説明するように頼まれた:簡単なAC理論から、コイルにもコンデンサーにも流れとの段階に電圧がない。コンデンサーでは、電圧は充満がコンデンサーに流れ終えたらで、流れ始めることを約ある最高。従って電圧は流れの後ろにある。全く誘導のコイルでは、電圧低下はまた流れがゼロであるときの流れが最も急速に変わっているとき最も大きい。電圧（低下）は流れに先んじてある。モーター コイルでは、位相角は電気エネルギーが力学的エネルギーに変えられているので、むしろ90 ¡よりより少しである。）

この生気では、グラフは縦および横のコイルの流れの時に変化を示す。分野の部品Bxのプロットはによるこれら二つの分野のベクトル和が回転分野であることを示し。主要な映像は回転分野を示す。それはまた磁石の極性を示す:上でとして、青北極をおよび赤い南極表す。

私達が回転分野のこの区域に永久マグネットを置くか、または私達が流れが同じ方向で常に動くコイルに置けば、これは同期電動機になる。条件の広い範囲の下で、モーターは磁界の速度で回る。私達に、あったら私達ここに示されているちょうど2組の代りに多くの固定子が、ステッピング モーターとしてそれを考慮してもよい:各脈拍は次の組の作動させた棒に回転子を進む。理想的にされた幾何学についての私の警告を覚えなさい:実質のステッピング モーターにたくさんの棒およびかなり複雑な幾何学がある!

誘導電動機

権利の生気はリスおりモーターを表す。リスおりに（この簡単だった幾何学で、何としても!）複数のまっすぐな棒によって結合される2つの円のコンダクターがある。コイルを形作るために–生気の青いダッシュによって示されるように…それらを結合するアークおよび何れかの2つの棒。（多くの可能な回路の2つだけは、簡単にするために示されていた。）

この設計図はそれらがリスおりモーターとなぜ呼ばれるかもしれないか提案する。現実は異なっている:写真およびより多くの細部については、誘導電動機を見なさい。この生気でモーター ショー誘導およびリスおりのを搭載する問題は高い値および高圧評価のコンデンサーが高いことである。1つの解決は『影で覆われた棒』モーターであるが、回転分野にトルクが小さい、ある条件で後方に動く傾向があるある方向があり。これを避ける最も端正な方法は多数段階モーターを使用することである。

三相AC誘導電動機

1つが固定子のそのようなセットに永久マグネットを置けば、それは同期三相モーターになる。生気は簡単にするために多くの誘導電流のループの1つだけが示されているリスおりを示す。機械負荷無しで、それは回転分野と段階に事実上回っている。回転子はリスおりである必要はない:実際渦電流を運ぶどのコンダクターでも回り、回転分野に続きがちである。この整理は回転率の範囲上の高性能、高い発電および高いトルクが可能な誘導電動機を与えることができる。

リニア モーター