المحتوى
من رافعات الرفع إلى المصاعد ، تكون محركات التيار المباشر (DC) موجودة حولك. مثل كل المحركات ، محركات العاصمة قم بتحويل الطاقة الكهربائية إلى شكل آخر من أشكال الطاقة ، عادةً ما يكون حركة ميكانيكية مثل رفع عمود المصعد. يمكنك وصف مقدار الطاقة التي تنتجها عن طريق حساب عزم دوران محركات التيار المستمر ، وهو مقياس للقوة الدورانية.
معادلة عزم الدوران
يعمل محرك عزم الدوران DC بتمرير تيار كهربائي عبر ملف في مجال مغناطيسي. يتم تشكيل الملف في مخطط مستطيل بين مغنطيسين بينما يمتد باقي الملف بعيدًا عن المغناطيس. عزم الدوران هو القوة المغناطيسية التي تسبب دوران الملف وتوليد الطاقة.
معادلة عزم الدوران للتصاميم العاصمة المحرك هو عزم الدوران = IBA_sin_θ لكل منعطف المحرك مع التيار الكهربائي أنا في أمبير ، المجال المغناطيسي ب في تسلا ، المنطقة التي حددها الملف أ في م2 وزاوية عمودي على لفائف الأسلاك "ثيتا" θ. لاستخدام حساب عزم الدوران لتصاميم محرك التيار المستمر ، تأكد من فهم كيفية عمل الفيزياء الأساسية.
يصف التيار الكهربائي تدفق الشحنة الكهربائية ، وتقوم بتوجيهها في الاتجاه المعاكس لتدفق الإلكترون بوحدات الأمبير (أو الشحنة / الوقت). يصف المجال المغناطيسي ميل جسم مغناطيسي للتأثير على قوة على جسيم مشحون متحرك باستخدام وحدات تسلا مثلما يصف المجال الكهربائي القوة التي قد تؤثر على شحنة كهربائية. القوة المغناطيسية تصف هذه القوة الأساسية التي تتيح للمغناطيس ممارسة خصائص مثل عزم الدوران.
تصميم العاصمة المحرك
بالنسبة لمحرك التيار المستمر ، تتسبب القوة المغناطيسية في تحريك ملف السلك ، ولكن لأن الملف يتحرك ذهابًا وإيابًا لأن اتجاه القوة ينعكس عليه باستمرار ، تستخدم محركات التيار المستمر عاكس التيار، مادة انقسام حلقة ، لعكس التيار والحفاظ على لفائف الدورية في اتجاه واحد.
يستخدم العاكس "فرش" تبقى على اتصال مع التيار الكهربائي لعكس الاتجاه. تقوم معظم المحركات الحالية بتصنيع هذه الأجزاء من الكربون واستخدام آليات محملة بزنبرك لعكس الاتجاه باستمرار.
يمكنك أيضًا استخدام القاعدة اليمنى لحساب اتجاه عزم الدوران. ال قاعدة اليد اليمنى هي وسيلة لإخبارك اتجاه القوة المغناطيسية باستخدام يدك اليمنى. إذا قمت بتمديد الإبهام والإصبع السبابة والإصبع الأوسط للخارج على يمينك ، فسوف يتوافق الإبهام مع اتجاه التيار ، وسيُظهر لك السبابة اتجاه الحقل المغناطيسي وسيكون الإصبع الأوسط هو اتجاه القوة المغناطيسية.
اشتقاق معادلة عزم الدوران
يمكنك استخلاص معادلة عزم الدوران من معادلة لورنتز ، F = qE + qv x B للقوة الكهرومغناطيسية F، الحقل الكهربائي E، الشحنة الكهربائية فسرعة الجسيمات المشحونة الخامس والمجال المغناطيسي ب. في المعادلة ، فإن إكس يشير إلى المنتج المتقاطع ، والذي سيتم شرحه لاحقًا.
تعامل مع التيار كخط متحرك وجسيمات مشحونة تخلق قوة من مجال مغناطيسي. هذا يتيح لك إعادة كتابة QV (التي تحتوي على وحدات للمسافة / الوقت) كمنتج لتيار الشحن وطول السلك (والذي سيكون أيضًا عداد الشحن / الوقت).
لأنك تتعامل فقط مع القوة المغناطيسية ، يمكنك تجاهل بورصة قطر المكون الكهربائي وإعادة كتابة المعادلة كما F = IL x B f_or الحالي I وطول السلك _L. من خلال تعريف أ المنتوج الوسيط، يمكنك إعادة كتابة المعادلة كـ F = I | L || B | _sin_θ مع الخطوط المحيطة بكل متغير تشير إلى القيمة المطلقة. لمحرك DC ، يمكنك إعادة كتابته كـ عزم الدوران = IBA_sin_θ.
لإجراء حساب عزم دوران المحرك عبر الإنترنت ، يمكنك استخدام آلة حاسبة عبر الإنترنت لأغراض محددة. يقدم jCalc.net واحدًا يخرج عزم دوران المحرك من أجل تصنيف محرك الإدخال في كيلوواط وسرعة المحرك في دورة في الدقيقة.