תוֹכֶן
מנופי הרמה למעליות, מנועי זרם ישר (DC) נמצאים סביבך. כמו כל המנועים, מנועי DC ממירים אנרגיה חשמלית לצורה אחרת של אנרגיה, בדרך כלל תנועה מכנית כמו הרמת פיר מעלית. אתה יכול לתאר כמה אנרגיה הם מייצרים על ידי חישוב מומנט של מנועי DC אלה, מדד לכוח סיבוב.
משוואת מומנט
מנוע מומנט DC פועל על ידי העברת זרם חשמלי דרך סליל בשדה מגנטי. הסליל מעוצב במתאר מלבן בין שני המגנטים כששאר הסליל משתרע החוצה והרחק מהמגנטים. המומנט הוא הכוח המגנטי הגורם לסליל להסתובב וליצור אנרגיה.
משוואת המומנט של עיצובים של מנוע DC היא מומנט = IBA_sin_θ עבור כל סיבוב של המנוע עם הזרם החשמלי אני במגברים, שדה מגנטי ב בטסלס, אזור המתואר על ידי הסליל א בתוך מ2 וזווית בניצב לחוט הסליל "תטא" θ. כדי להשתמש במומנט החישוב של עיצובים של מנוע DC, וודא שאתה מבין כיצד פועלת הפיסיקה הבסיסית.
זרם חשמלי מתאר את זרימת המטען החשמלי, ואתה מכוון אותו לכיוון ההפוך של זרימת אלקטרונים ביחידות אמפר (או טעינה / זמן). השדה המגנטי מתאר את הנטייה של אובייקט מגנטי להשפיע על כוח על חלקיק טעון נע באמצעות יחידות של טסלס בדיוק כמו איך שדה חשמלי מתאר את הכוח שישפיע על מטען חשמלי. כוח מגנטי מתאר כוח בסיסי זה המאפשר למגנטים להפעיל תכונות כמו מומנט.
עיצוב מוטורי DC
עבור מנוע DC, הכוח המגנטי גורם לסליל החוט לנוע, אך מכיוון שהסליל היה נע אחרת קדימה ואחורה מכיוון שכיוון הכוח מתהפך עליו ברציפות, מנועי DC משתמשים ב קומוטטור, חומר עם טבעת מפוצלת, כדי להפוך את הזרם ולהשאיר את הסליל מסתובב בכיוון אחד.
הקומטטור משתמש ב"מברשות "שנשארות במגע עם הזרם החשמלי כדי להפוך את הכיוון. רוב המנועים של ימינו מייצרים חלקים אלה של פחמן ומשתמשים במנגנונים עמוסי קפיץ כדי להפוך את הכיוון ברציפות.
אתה יכול גם להשתמש בכלל הימני כדי לחשב את כיוון המומנט. ה כלל ימין היא דרך לספר לך את הכיוון של כוח מגנטי באמצעות יד ימין שלך. אם אתה מאריך את האגודל, האצבע המורה והאצבע האמצע כלפי חוץ על יד ימין, האגודל יתאים לכיוון הזרם, האצבע המורה מראה לך את כיוון השדה המגנטי והאצבע האמצעית תהיה כיוון הכוח המגנטי.
נגזרת משוואת המומנט
אתה יכול לגזור את המשוואה למומנט ממשוואת לורנץ, F = qE + qv x B לכוח אלקטרומגנטי ו, שדה חשמלי ה, מטען חשמלי ש, מהירות החלקיק הטעון v ושדה מגנטי ב. במשוואה, ה- איקס מתייחס למוצר צולב, שיוסבר בהמשך.
התייחס לזרם כקו של חלקיקים נעים וטעונים שיוצרים כוח משדה מגנטי. זה מאפשר לך לכתוב מחדש qv (שיש לו יחידות מרחק-זמן / זמן טעינה) כתוצר זרם הטעינה ואורך החוט (שיהיה גם מטר-זמן / זמן).
מכיוון שאתה מתמודד רק עם כוח מגנטי, אתה יכול להתעלם מ qE רכיב חשמלי ושכתוב את המשוואה כ- F = IL x B f_ או זרם I ואורך החוט _L. לפי ההגדרה של א מוצר חוצה, אתה יכול לכתוב מחדש את המשוואה כ- F = I | L || B | _sin_θ כאשר הקווים המקיפים כל משתנה מציינים את הערך המוחלט. עבור מנוע DC אתה יכול לשכתב אותו כ מומנט = IBA_sin_θ.
כדי לבצע חישוב מומנט מנוע באופן מקוון, אתה יכול להשתמש במחשבון מקוון למטרות הספציפיות שלך. jCalc.net מציע כזו שמפיקה מומנט מנוע לדירוג כניסת מנוע בקוט"ש ומהירות מנוע בסל"ד.