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Des grues aux ascenseurs, les moteurs à courant continu (DC) vous entourent. Comme tous les moteurs, Moteurs à courant continu convertir l'énergie électrique en une autre forme d'énergie, généralement un mouvement mécanique tel que le levage d'un puits d'ascenseur. Vous pouvez décrire la quantité d’énergie qu’ils produisent en calculant le couple de ces moteurs à courant continu, une mesure de la force de rotation.
Équation de couple
Un moteur couple à courant continu fonctionne en faisant passer un courant électrique à travers une bobine dans un champ magnétique. La bobine a la forme d’un rectangle entre les deux aimants, le reste de la bobine s’étendant en s’éloignant des aimants. Le couple est la force magnétique qui fait tourner la bobine et crée de l'énergie.
L'équation de couple des conceptions de moteur à courant continu est couple = IBA_sin_θ pour chaque tour du moteur avec le courant électrique je en ampères, champ magnétique B en teslas, zone délimitée par la bobine UNE dans M2 et angle perpendiculaire au fil de la bobine "thêta" θ. Pour utiliser le couple calculé des conceptions de moteur à courant continu, assurez-vous de comprendre le fonctionnement de la physique sous-jacente.
Le courant électrique décrit le flux de charge électrique, et vous le dirigez dans la direction opposée du flux d'électrons en unités d'ampères (ou charge / temps). Le champ magnétique décrit la propension d'un objet magnétique à influer sur une force exercée sur une particule chargée en mouvement à l'aide d'unités de teslas, tout comme la description par un champ électrique de la force susceptible d'affecter une charge électrique. La force magnétique décrit cette force fondamentale qui permet aux aimants d’exercer des propriétés telles que le couple.
Conception de moteur à courant continu
Pour un moteur à courant continu, la force magnétique provoque le déplacement de la bobine de fil, mais, dans la mesure où la bobine se déplacerait dans les deux sens, car la direction de la force s'inversait continuellement, les moteurs à courant continu utilisent commutateur, un matériau à anneaux brisés, pour inverser le courant et maintenir la bobine en rotation dans un sens.
Le commutateur utilise des "brosses" qui restent en contact avec le courant électrique pour inverser le sens. La plupart des moteurs actuels fabriquent ces pièces en carbone et utilisent des mécanismes à ressort pour inverser la direction en permanence.
Vous pouvez également utiliser la règle de la main droite pour calculer la direction du couple. le règle de la main droite est un moyen de vous indiquer la direction d’une force magnétique à l’aide de votre main droite. Si vous étendez le pouce, l'index et le majeur vers l'extérieur de la main droite, le pouce correspond à la direction du courant, l'index vous indique la direction du champ magnétique et le majeur la force de la force magnétique.
Dériver l'équation de couple
Vous pouvez déduire l’équation du couple de l’équation de Lorentz, F = qE + qv x B pour la force électromagnétique F, champ électrique E, charge électrique q, vitesse de la particule chargée v et champ magnétique B. Dans l'équation, le X se réfère à un produit croisé, qui sera expliqué plus tard.
Traitez le courant comme une ligne de particules mobiles en mouvement qui créent une force à partir d'un champ magnétique. Cela vous permet de réécrire qv (qui a des unités de distance de charge / temps) en tant que produit du courant de charge et de la longueur du fil (qui serait également un compteur de charge / temps).
Parce que vous ne faites face qu’à une force magnétique, vous pouvez ignorer la qE composant électrique et réécrire l'équation comme F = IL x B pour le courant I et la longueur du fil _L. Par la définition d'un produit croisé, vous pouvez ré-écrire l'équation comme F = I | L || B | _sin_θ avec les lignes entourant chaque variable indiquant la valeur absolue. Pour un moteur à courant continu, vous pouvez le réécrire comme suit: couple = IBA_sin_θ.
Pour effectuer un calcul de couple moteur en ligne, vous pouvez utiliser une calculatrice en ligne pour vos besoins spécifiques. jCalc.net en propose un qui délivre le couple moteur pour la puissance nominale en kW et la vitesse du moteur en tr / min.