Jaka jest rola pierścienia dzielonego w silniku elektrycznym?
Jaka jest rola pierścienia dzielonego
Silniki elektryczne przekształcają energię elektryczną w energię mechaniczną do zasilania urządzeń takich jak wentylatory, blendery i wiertła. Robią to poprzez interakcję stacjonarnego stojana magnetycznego z wirnikiem elektromagnetycznym. Cewki drutu w wirniku i magnesy w stojanie wytwarzają siłę zwaną momentem obrotowym. Ten moment obrotowy powoduje obrót wirnika. Obrót wirnika wytwarza energię mechaniczną, która może obracać wał i napędzać inne elementy silnika.
pierścieniowe silniki elektryczne
W silnikach elektrycznych prąd w cewce wirnika jest kontrolowany przez dzielony pierścień zwany także komutatorem. Pierścień dzielony odwraca kierunek prądu w cewce co 180 stopni i utrzymuje cewkę w ruchu obrotowym. Bez pierścienia dzielonego cewka musiałaby obracać się do połowy w jednym kierunku, a następnie do połowy z powrotem. Utrudniłoby to dalsze obracanie się wirnika.
Cewka wirnika w silniku elektrycznym jest połączona ze źródłem siły elektromotorycznej za pomocą urządzenia zwanego pierścieniem rozciętym i szczotek węglowych. Szczotki węglowe to sprężynowe bloki grafitowe, które łączą się z dowolnym końcem cewki wirnika. Komutator lub szczotki pełnią rolę punktów styku wirnika z obwodem i umożliwiają swobodny obrót cewek bez plątania się szczotek z wirnikiem. Pierścień dzielony (komutator) ma dwa przewodzące łuki oddzielone izolatorem, a każdy łuk odwraca prąd w cewce wirnika co 180 stopni. Dzięki temu wirnik obraca się tak długo, jak przepływa przez niego moc lub emf.
Jaka jest rola pierścienia dzielonego w silniku elektrycznym?
Silniki elektryczne mogą być zasilane prądem stałym lub przemiennym, ale w większości przypadków uzwojenia cewki silnika prądu stałego są zasilane prądem stałym. Źródłem pola elektromagnetycznego może być bateria lub sieć elektryczna. Komutator i szczotki węglowe służą do przepuszczania siły elektromotorycznej przez cewkę wirnika i oddziałuje ona z polem magnetycznym, zapewniając moment obrotowy, który powoduje obracanie się wirnika.
Komutator silnika służy do zmiany kierunku prądu przepływającego przez cewkę wirnika, aby mógł on nadal generować moment obrotowy. Słowo komutator pochodzi od łacińskiego „com-” oznaczającego wszystko i „mutare”, co oznacza zmianę.
Kiedy cewka drutu w silniku elektrycznym jest zasilana prądem przemiennym, wytwarza pole magnetyczne, które przeciwstawia się polu magnetycznemu wytwarzanemu przez nieruchome magnesy w stojanie. Komutator lub szczotki służą do zmiany kierunku prądu w cewce wirnika co 60 sekund. Pozwala to na ciągłą pracę silnika. Silnik prądu stałego z komutatorem będzie zazwyczaj bardziej wydajny niż silnik prądu stałego bez komutatora. Obrotowy silnik prądu stałego, taki jak używany w blenderach i wentylatorach, będzie działał najefektywniej przy zasilaniu prądem zmiennym.