Τι είναι ένας ηλεκτρομαγνητικός κινητήρας;

Ένας ηλεκτρομαγνητικός κινητήρας είναι μια μηχανή που χρησιμοποιεί τις μαγνητικές δυνάμεις που παράγονται από ένα σύρμα με ηλεκτρικό ρεύμα για να τροφοδοτήσει την κίνηση του κινητήρα. Όλοι οι ηλεκτροκινητήρες λειτουργούν με ηλεκτρομαγνητικές αρχές. Οι τύποι ηλεκτροκινητήρων περιλαμβάνουν κινητήρες εναλλασσόμενου ρεύματος (AC) και κινητήρες συνεχούς ρεύματος (DC). Οι κινητήρες εναλλασσόμενου ρεύματος χρησιμοποιούν ρεύμα τοίχου και οι κινητήρες συνεχούς ρεύματος χρησιμοποιούν μια μπαταρία ως πηγή ισχύος και μαγνητικών δυνάμεων για την περιστροφή του κινητήρα. Ο ηλεκτρομαγνητικός κινητήρας είναι κοινός σχεδόν σε κάθε νοικοκυριό, βρίσκεται συχνά σε δημοφιλή είδη οικιακής χρήσης, όπως ανεμιστήρες, αντλίες πισίνας, κλιματιστικά, πλυντήρια ρούχων και ηλεκτρικές οδοντόβουρτσες.

Η περιστροφική κίνηση ενός ηλεκτρομαγνητικού κινητήρα βασίζεται στις δυνάμεις που παρατηρούνται στους μαγνητικούς πόλους. Ένας μαγνήτης κρεμασμένος από μια χορδή στο κέντρο θα περιστρέφεται φυσικά για να κοιτάξει το ένα άκρο στο βορρά και το ένα άκρο στο νότο. Οι μαγνητικοί πόλοι που βρίσκονται σε κάθε άκρο του μαγνήτη έλκονται εάν οι πόλοι είναι αντίθετοι και απωθούνται εάν οι πόλοι είναι ίδιοι. Όταν δύο μαγνήτες του βόρειου πόλου φέρονται μέσα στα πεδία της δύναμης των μαγνητών, οι μαγνήτες θα απομακρύνονται ο ένας από τον άλλο. Εάν ένας βόρειος πόλος και ένας νότιος πόλος ενωθούν, θα προσελκύσουν και θα κολλήσουν ο ένας στον άλλο.

Αν και οι ηλεκτρομαγνήτες που χρησιμοποιούνται για επιστημονικά πειράματα στην τάξη είναι συνήθως σύρματα τυλιγμένα γύρω από ένα μικρό ραβδί σιδήρου, ένα σωστά τυλιγμένο αγώγιμο σύρμα μπορεί να γίνει ηλεκτρομαγνήτης όταν παρέχεται με ρεύμα. Η δύναμη ενισχύεται όταν το σύρμα τυλίγεται. Η μαγνητική δύναμη από ένα συρμάτινο πηνίο με ρεύμα γίνεται ισχυρότερη όταν το πηνίο τυλίγεται γύρω από έναν σιδερένιο μαγνήτη.

Το ηλεκτρικό ρεύμα που διατρέχει ένα σύρμα παράγει ένα μαγνητικό πεδίο, επομένως υπάρχει ηλεκτρομαγνητική δύναμη στα καλώδια με ρεύμα που τα διαπερνά. Κατά συνέπεια, ένα καλώδιο με ηλεκτρικό ρεύμα που το διατρέχει έχει μια εγγενή μαγνητική δύναμη. Όταν αυτό το σύρμα τυλίγεται σε πολλαπλούς παράλληλους βρόχους, παίρνει τις ιδιότητες ενός μαγνήτη όταν το ρεύμα διατρέχει. Τα καλώδια που δεν προορίζονται για χρήση ως ηλεκτρομαγνήτες είναι συχνά θωρακισμένα για να μειώσουν τη μαγνητική δύναμη και να μειώσουν την παρεμβολή της με άλλα κοντινά ηλεκτρονικά.

Μερικοί τύποι ηλεκτρομαγνητικών κινητήρων μπορούν να προωθηθούν χωρίς ηλεκτρισμένο μαγνήτη με πυρήνα σιδήρου, χρησιμοποιώντας μόνο τη μαγνητική δύναμη από προσεκτικά διατεταγμένα σπειροειδή καλώδια. Συνήθως, οι ηλεκτρομαγνητικοί κινητήρες έχουν έναν ή περισσότερους ηλεκτρομαγνήτες με πυρήνα σιδήρου που τροφοδοτούν την κίνηση του κινητήρα. Αν και ένας ηλεκτρομαγνήτης που δημιουργείται με μαγνητικό πυρήνα είναι πιο ισχυρός, αντλεί επίσης περισσότερη ηλεκτρική ενέργεια, αυξάνοντας τη ζήτηση στην πηγή ενέργειας και εξαντλώντας τις μπαταρίες πιο γρήγορα. Τα συγκροτήματα ηλεκτρομαγνητικών κινητήρων υψηλής ισχύος χρησιμοποιούν μερικές φορές περισσότερους από έναν ηλεκτρομαγνήτες στον κινητήρα για να δώσουν στον κινητήρα μια ελεγχόμενη ώθηση ισχύος.