موتور الکتریکی وسیله ای است که انرژی الکتریکی را به انرژی مکانیکی تبدیل می کند. آنها در طیف گسترده ای از کاربردها، از جمله لوازم خانگی، وسایل نقلیه، ماشین آلات صنعتی و روبات ها استفاده می شوند. این درس یک نمای کلی از نحوه کار موتورهای الکتریکی، انواع آنها و برخی از اصول اولیه عملکرد آنها ارائه می دهد.
موتورهای الکتریکی بر اساس اصل الکترومغناطیس کار می کنند، که بیان می کند که یک هادی حامل جریان که در یک میدان مغناطیسی قرار می گیرد، نیرویی را تجربه می کند. این اصل به صورت ریاضی با معادله نیروی لورنتس نشان داده می شود:
\( F = q(E + v \times B) \)جایی که \(F\) نیروی وارد شده به ذره، \(q\) بار ذره، \(E\) میدان الکتریکی، \(v\) سرعت ذره و \(B\) میدان مغناطیسی است. در زمینه موتورهای الکتریکی، این نیرو با ایجاد گشتاور روی روتور موتور، باعث چرخش آن می شود.
موتورهای الکتریکی از چندین جزء کلیدی تشکیل شده اند:
انواع مختلفی از موتورهای الکتریکی وجود دارد، اما رایج ترین آنها عبارتند از: موتورهای DC، موتورهای AC، موتورهای القایی و موتورهای DC بدون جاروبک.
گشتاور تولید شده توسط یک موتور الکتریکی نتیجه تعامل بین میدان مغناطیسی استاتور و جریان عبوری از روتور است. این فعل و انفعال نیرویی روی روتور ایجاد می کند و باعث چرخش آن می شود. گشتاور ( \(T\) ) تولید شده را می توان با معادله توصیف کرد:
\( T = F \times r \)جایی که \(F\) نیروی اعمال شده عمود بر شعاع روتور \(r\) است. مقدار گشتاور به شدت میدان مغناطیسی، مقدار جریان و اندازه روتور بستگی دارد.
موتورهای الکتریکی به دلیل کارایی و تطبیق پذیری در زمینه های مختلف کاربرد پیدا می کنند. برخی از کاربردهای رایج عبارتند از:
موتورهای الکتریکی بخشی ضروری از فناوری مدرن هستند که انرژی الکتریکی را به طور موثر به انرژی مکانیکی تبدیل می کنند. درک اصول، اجزا و انواع آنها به انتخاب موتور مناسب برای یک کاربرد خاص و درک پیشرفت‌های تکنولوژیکی که زندگی روزمره را آسان‌تر و کارآمدتر می‌کند کمک می‌کند.
