موتور الکتریکی انرژی الکتریکی را به حرکت مکانیکی تبدیل می‌کند و این حرکت با نیروی جاذبه و دافعه آهنرباها ایجاد میشود.
موتورهای الکتریکی در همه جا به چشم می‌خورند و تقریباً در هر خانه‌ای وجود دارند. تقریباً هر حرکت مکانیکی که در اطراف‌تان می‌بینید توسط یک موتور الکتریکی DC یا AC ایجاد شده‌است.
یک موتور الکتریکی انرژی الکتریکی را به حرکت مکانیکی تبدیل می‌کند و برای فهمیدن طرز کار موتور الکتریکی باید اطلاعات زیادی در مورد آهنرباها ، آهنرباهای الکتریکی و الکتریسیته داشته باشید.
موتور الکتریکی از آهنربا برای حرکت استفاده می‌کند
اگر با آهنرباها کار کرده باشید می‌دانید که قطب‌های همنام یکدیگر را جذب و قطب‌های ناهمنام یکدیگر را دفع می‌کنند. بنابراین اگر شما دو آهنربا که روی سرهایش شمال و جنوب مشخص شده را از طرف قطب‌های همنام به یکدیگر نزدیک کنید: مانند تصویر رو به رو خواهید دید که یکدیگر را دفع می‌کنند. ( همیشه قطب جنوب (S)، قطب جنوب و قطب شمال (N)، قطب شمال را دفع می‌کند) اما قطب های ناهمنام یکدیگر را جذب می‌کنند در داخل یک موتور الکتریکی نیروی جاذبه و دافعه آهنرباها حرکت دورانی را خواهند ساخت.
انواع موتور
در موتورها اگر جریان الکتریکی از میدان مغناطیسی آهنرباهای موتور عبور کند موتور حرکت دورانی را آغاز می‌کند. موتورها انواع مختلفی دارند. برخی از آن‌ها حرکت خطی دارند. موتورها به طور کلی بر اساس نوع نیروی محرک مورد استفاده (منبع) طبقه‌بندی می‌شوند:
1. AC یا موتور جریان متناوب
2. DC یا موتور جریان مستقیم
که هر یک از این دو دسته خودشان هم انواع مختلفی دارند.
{ بعد از مطالعه کامل این مقاله : در بخش دانشنامه رباتیک درباره انواع مختلف موتورهای الکتریکی بیشتر بدانید }
نماد موتور در مدار
طرز کار موتور الکتریکی
برای اینکه درک کنیم یک موتور الکتریکی چگونه کار می‌کند ابتدا باید به طرز کار آهنرباهای الکتریکی پی ببریم.
یک آهنربای الکتریکی، پایه کارکرد موتور الکتریکی را به وجود می‌آورد. اگر شما یک سیم را ۱۰۰ دور حول یک میخ بپیچید و آن را به باتری متصل کنید، میخ شبیه به یک آهنربا عمل می‌کند و بر حسب اینکه چطور به باتری متصل شده دارای قطب شمال و جنوب خواهد شد:
حال به وسیله ی یک نخ آهنربای الکتریکی که ساخته‌اید را بین سرهای اهنربای دائم معلق کنید ( شکل بالا را ببینید ) در این حالت قطب شمال آهنربای الکتریکی ، قطب شمال آهنربای مغناطیسی را دفع و به سمت قطب جنوب حرکت می‌کند.
به همین صورت قطب جنوب آهنربای الکتریکی نیز به سمت قطب شمال آهنربای مغناطیسی حرکت می‌کند و میخ که حالا تبدیل به یک اهنربای الکتریکی شده پس از کمی گردش در حالت زیر قرار می‌گیرد .
در موتورهای الکتریکی هنگامی که آهنربای الکتریکی در شرایط پایدار قرار بگیرد جهت جریان الکترون ها عوض میشود ( انگار که قطب + و – باتری را جابه جا کنیم ) همین مسأله باعث میشود که آهنربای الکتریکی دوباره به گردش دربیاید و در نتیجه تغییر مداوم جریان الکتریکی حرکت پیوسته و دورانی موتور را به وجود می آورد.
موتور DC چگونه کار می‌کند؟
همان‌طور که گفته شد ۲ نوع موتور وجود دارد: موتور جریان مستقیم و موتور جریان متناوب. موتور جریان مستقیم یا موتور DC ابتدا در اواسط قرن هیجدهم طراحی شد و هنوز هم در خیلی از جاها کاربرد دارد.
یک موتور دی سی ساده دارای ۶ بخش می‌باشد :
(۱) استاتور (Stator)
(۲) روتور (Rotor)
(۳) کموتاتور (Commutator)
(۴) براش یا جاروبک‌ها (Brushes)
(۵) محور (Axle)
(۶) منبع تغذیه DC
خارج یک موتور DC یک استاتور قرار دارد. استاتور یک آهنربای دائم است که تکان نمی‌خورد؛ بلکه بخش داخلی روتور متحرک است. روتور مانند میخ در مثال قبلی عمل می‌کند و استاتور همانند آهنربای نعل اسبی است .
هنگامی که یک جریان DC از روتور عبور می‌کند، یک میدان الکترومغناطیسی موقت به وجود می‌آید که به میدان مغناطیسی دائمی استاتور واکنش نشان می‌دهد. کار کوموتاتور این است که پلاریته جریان را مدام عوض کند تا روتور به چرخش ادامه دهد. از چرخش موتور یک گشتاور به وجود می‌آید که می‌تواند دیگر اجسام را نیز به حرکت دربیاورد .
موتور AC چگونه کار می‌کند؟
حال قصد داریم به طرز کار موتور AC بپردازیم : موتورهای AC از جریان متناوب به جای جریان مستقیم یا DC استفاده می‌کنند، اما خیلی از قسمت‌هایشان با یک موتور DC مشترک است. از جمله اینکه آن‌ها برای تولید نیروی مکانیکی از الکترومغناطیس و تقابل میدان‌های مغناطیسی استفاده می‌کنند.
اجزای اصلی یک موتور AC عبارتند از :
(۱) استاتور (۲) روتور (۳) محور ثابت (۴) سیم پیچ (۵) قفسه
سیم پیچ استاتور در یک موتور AC، همان کار روتور در یک موتور DC را انجام می‌دهد. در این حالت گروهی از آهنرباهای الکتریکی که به یکدیگر جفت شده‌اند به ترتیب شارژ می‌شوند و یک میدان مغناطیسی را به وجود می آورند.
روتور در یک موتور DC به باتری متصل میشود؛ اما روتور در موتور AC هیچ اتصال مستقیمی به منبع تغذیه ندارد و حتی مانند موتور DC دارای براش نیست و در عوض از یک قفسه استفاده می‌کند.
قفسه در موتور AC از میله های روتور تشکیل شده که در انتها به دو حلقه متصل شده‌اند این قفسه در داخل استاتور قرار می‌گیرد و هنگامی که جریان AC به استاتور اعمال میشود، میدان الکترومغناطیسی تولید میشود. میله‌های فلزی روتور هادی جریان الکتریکی هستند، بنابراین به تغییر قطب های استاتور واکنش نشان می‌دهند و روتور به این شکل به گردش درمی‌آید .
در شکل زیر یک موتور صنعتی AC را میبینیم که جعبه ترمینال‌های الکتریکی در قسمت بالای آن قرار گرفته و محور دوار خروجی در سمت چپ قرار دارد که قفسه آن را پوشانده است.
کاربرد موتورهای الکتریکی
خانه‌ی شما پر از لوازمی است که با موتورهای الکتریکی کار می‌کنند. از آن جایی که برق شهری AC است؛ اکثر لوازم برقی هم از موتورهای AC استفاده می‌کنند. موتورهای DC بیشتر در دستگاه‌های الکتریکی کاربرد دارند که با باتری کار می‌کنند. وسایلی که در آشپزخانه از موتور برای کارکردشان استفاده می‌کنند عبارتند از :
* فنِ هود
* مخلوط کن
* یخچال ( یک موتور برای کمپرسور ، یک موتور برای فنی که داخل یخچال است و یک موتور برای یخ ساز )
* همزن
* ماشین لباسشویی…
وسایل خانگی متفرقه دارای موتور :
* جارو برقی
* دریل
* پیچ گوشی‌های الکتریکی….
در حمام! :
* فن حمام
* مسواک برقی
* سشوار
* ریش‌تراش….
علاوه بر این‌ها در کامپیوترها، برخی اسباب‌بازی ها، در اتوماتیک گاراژ و پمپ‌های آکواریوم ها هم از موتور الکتریکی استفاده میشود .
اصولاً هر چیزی که با جریان برق حرکت می‌کند؛ از یک موتور الکتریکی برای حرکت استفاده می‌کند.
مقالات مرتبط و تکمیلی این مقاله را نیز مطالعه کنید :
