Съдържание
От повдигащи кранове до асансьори, моторите с постоянен ток (DC) са навсякъде около вас. Както всички мотори, DC двигатели преобразуват електрическата енергия в друга форма на енергия, обикновено механично движение, като повдигане на асансьорна шахта. Можете да опишете колко енергия произвеждат, като изчислите въртящия момент на тези постоянни двигатели, мярка на въртяща сила.
Уравнение на въртящия момент
Двигател с постоянен ток работи, като пропуска електрически ток през бобина в магнитно поле. Намотката е оформена в правоъгълник, очертан между двата магнита, като останалата част от намотката се простира навън и далеч от магнитите. Въртящият момент е магнитната сила, която кара бобината да се върти и да създава енергия.
Уравнението на въртящия момент на двигателите с постоянен ток е въртящ момент = IBA_sin_θ за всяко завъртане на двигателя с електрическия ток аз в ампери, магнитно поле B в тесла, зона, очертана от намотката А в м2 и ъгъл, перпендикулярен на телта на бобината "тета" θ, За да използвате изчислителния въртящ момент на двигателите с постоянен ток, не забравяйте да разберете как работи основната физика.
Електрическият ток описва потока на електрическия заряд и вие го насочвате в обратна посока на потока на електроните в единици ампери (или заряд / време). Магнитното поле описва склонността магнитният обект да влияе върху сила върху движеща се заредена частица, използвайки единици от тесла, точно както електрическото поле описва силата, която би повлияла на електрическия заряд. Магнитната сила описва тази основна сила, която позволява на магнитите да упражняват свойства като въртящ момент.
DC Моторен дизайн
За постоянен двигател с магнитна сила магнитната сила причинява движение на бобината на проводника, но тъй като в противен случай намотката се движи напред и назад, защото посоката на силата непрекъснато се върти върху нея, двигателите с постоянен ток използват а комутатор, материал със сплит пръстен, за да обърнете тока и да поддържате бобината да се върти в една посока.
Комутаторът използва "четки", които остават в контакт с електрическия ток, за да обърнат посоката. Повечето съвременни мотори правят тези части от въглерод и използват пружинирани механизми за непрекъснато обръщане на посоката.
Можете също да използвате правилото на дясната страна, за да изчислите посоката на въртящия момент. Най- правило за дясна ръка е начин да ви каже посоката на магнитна сила с помощта на дясната си ръка. Ако изпънете палеца, показалеца и средния пръст навън на дясната си ръка, палецът ще съответства на посоката на тока, показалеца ви показва посоката на магнитното поле, а средният пръст ще бъде посока на магнитна сила.
Извличане на уравнението на въртящия момент
Можете да извлечете уравнението за въртящия момент от уравнението на Лоренц, F = qE + qv x B за електромагнитна сила F, електрическо поле E, електрически заряд р, скорост на заредената частица V и магнитно поле B, В уравнението, х се отнася до кръстосан продукт, който ще бъде обяснен по-късно.
Третирайте тока като линия на движещи се заредени частици, които създават сила от магнитно поле. Това ви позволява да пренаписвате QV (който има единици разстояние на заряд / време) като произход на ток на заряд и дължина на жицата (което също би било измервател на заряд / време).
Тъй като се занимавате само с магнитна сила, можете да игнорирате QE електрически компонент и препишете уравнението като F = IL x B f = ток I и дължина на проводника _L, По дефиницията на a кръстосан продукт, можете да препишете уравнението като F = I | L || B | _sin_θ с линиите около всяка променлива, обозначаващи абсолютната стойност. За DC мотор можете да го пренапишете като въртящ момент = IBA_sin_θ.
За да извършите изчисление на въртящия момент на двигателя онлайн, можете да използвате онлайн калкулатор за вашите конкретни цели. jCalc.net предлага един, който издава въртящ момент на двигателя за входящ мотор в kW и скорост на двигателя в RPM.