Электродвигатель преобразует электрическую энергию в механическую. Модель наглядно демонстрирует принцип действия двухполюсного и трехполюсного двигателей.
Электродвигатель преобразует электрическую энергию в механическую. Он содержит обмотки, намотанные на ферромагнитный сердечник - ротор двигателя, размещенный в магнитном поле статора. Ротор закреплен на валу и может вращаться. При подаче напряжения ротор создает магнитное поле, которое, взаимодействуя с постоянным магнитным полем статора, стремится повернуть ротор. Чтобы ротор вращался непрерывно, нужно в определенных его положениях изменять направление тока в обмотках. В двигателях постоянного тока это переключение осуществляется с помощью коллектора и щеток. Щетки - это неподвижные контакты, подводящие ток к пластинам коллектора, расположенным на роторе. Для уменьшения трения щетки часто изготавливают из графита. Магнитное поле статора в электродвигателе создается либо постоянными магнитами, либо электромагнитами. Двухполюсный двигатель В двухполюсном двигателе ротор имеет две обмотки, соединенные последовательно и подсоединенные к двум контактам коллектора. Направление вращения ротора зависит от полярности питания и начального положения ротора. У двухполюсного двигателя есть такие начальные положения ротора, при которых вращение не начинается. Они называются мертвыми точками. В этой модели есть мертвые точки, обусловленные симметрией - силы, вращающие якорь, уравновешивают друг друга, поэтому ротор не может начать вращение и остается неподвижным. Еще две мертвые точки возникают из-за конструкции коллектора и щеток. При вертикальном расположении ротора цепь оказывается разомкнутой, т.к. щетки находится между контактами коллектора. Трехполюсный двигатель В трехполюсном двигателе ротор - это сердечник с тремя обмотками, соединенными последовательно и подсоединенными к трем контактам коллектора. Щетки почти в любом положении ротора подсоединены к одной (верхней) обмотке, а остальные две обмотки подключены последовательно в противоположном направлении. Поэтому катушки ротора всегда стремятся повернуться в одном и том же направлении. Направление вращения ротора зависит только от полярности питания и не зависит от начального положения ротора.