Quod est Principium Operationis Motoris Directi Currentis

Quid est principium operativum motoris DC?

Definitio motoris DC

Motor DC definitur ut dispositivum quod directam energiam electricam in mechanica convertit per campos magneticos et currentes electricos.

Motores DC partem crucialem in industria moderna agunt. Comprehensio principii operativi motoris DC, quam in hoc articulo exploramus, incipit a sua constructione fundamentaliter unius circuiti.

Constructio basicissima motoris DC continet armaturam portantem currentem, connectentem ad extremum supply per segmenta commutatoris et pincernas. Armatura collocatur inter polus septentrionalem et meridianum magneti permanentis vel electromagneti sicut in diagrammate supra ostenditur.

Cum directus currentis per armaturam fluat, experitur vim mechanicam a magnetibus circumstantibus. Ut plene comprehendatur quomodo motor DC operatur, necessarium est intelligere regulam dexterae sinistrae Fleming, quae iuvat determinare directionem virem super armaturam.

Si conductor portans currentem in campo magnetico perpendiculariter ponatur, tunc conductor experitur vim in directione mutuo perpendiculari ad directionem campi et conductorem portantem currentem.

Regula dexterae sinistrae Fleming potest determinare directionem rotationis motoris. Haec regula dicit si extendamus digitum indicem, medium et pollicem dextrae sinistrae nostrae perpendiculariter sic ut digitus medius sit in directione currentis in conductore, et digitus index sit secundum directionem campi magneticum, id est, ab polo septentrionali ad meridianum, tunc pollex indicat directionem virem mechanicam creatae.

Ut clare intellegatur principium motoris DC, debemus determinare magnitudinem virem, considerando diagramma infra.

Scimus cum infinitesimalis quantitas dq sub influentia campi electrici E et campi magnetic B ad velocitatem 'v' fiat, tunc vis Lorentz dF experienda a charge data est:

Pro operatione motoris DC, considerando E = 0.

Id est, est productus vectorialis dq v et campi magnetic B.

Ubi, dL est longitudo conductoris portantis charge q.

Ex diagrammate primo videmus constructio motoris DC ita est ut directio currentis per conductor armaturae omni tempore sit perpendicularis ad campum. Itaque vis agit super conductor armaturae in directione perpendiculari ad campum uniformem, et currentis constans.

Itaque si accipimus currentem in latere sinistro conductoris armaturae esse I, et currentem in latere dextro conductoris armaturae esse -I, quia fluit in directione opposita alteri.

Tunc vis super latere sinistro conductoris armaturae,

Similiter, vis super latere dextro conductoris,

Itaque videmus in hac positione vis super utrumque latus aequalis est magnitudine sed opposita in directione. Quia duo conductores separati sunt quodam spatio w = latitudine conversionis armaturae, duae vices oppositae producunt vim rotativam seu momenti quae resultat in rotatione conductoris armaturae.

Nunc examinamus expressionem momenti quando conversio armaturae facit angulum α (alpha) cum sua positione initiali. Momenti productum datur per,

Hic α (alpha) est angulus inter planum conversionis armaturae et planum reference vel positionis initialis armaturae quod hic est secundum directionem campi magneticum.

Praesentia termini cosα in aequatione momenti bene significat quod contra vim, momenti in omni positione non est idem. Ipsa, enim, variat cum variatione anguli α (alpha). Ut explicemus variationem momenti et principium rotationis motoris, faciamus analysis gradatim.

Gradus 1:

Initio considerando armaturam in suo puncto initiale vel positione reference ubi angulus α = 0.

Cum, α = 0, terminus cos α = 1, vel valor maximus, ideo momentum in hac positione est maximum datum per τ = BILw. Hoc magnum momentum initiale iuvat superare inertiae initiale quietis armaturae et eam in rotationem movet.

Gradus 2:

Cum armatura in motu constitit, angulus α inter positionem realem armaturae et suam positionem initialem reference crescit in viae rotationis donec fit 90 ^o a sua positione initiali. Consequentia, terminus cosα decrescit et valor momenti quoque.

Momentum in hoc casu datur per τ = BILwcosα quod est minus quam BIL w quando α est maior quam 0 ^o.

Gradus 3:

In viae rotationis armaturae punctum attingitur ubi positio realis rotoris est exacte perpendicularis ad suam positionem initialem, id est, α = 90 ^o, et consequenter terminus cosα = 0.

Momentum agens super conductorem in hac positione datur per,

id est, virtualiter nulla vis rotativa agit super armaturam in hoc instanti. Sed tamen armatura non venit ad standstill, hoc est propter factum quod operatio motoris DC ita ingeniosa est ut inertia motus in hoc puncto satis sit superare hoc punctum nulli momenti.

Cum rotor transierit hanc positionem, angulus inter positionem realem armaturae et planum initiale rursum decrescit et momentum rursus agit super eam.