Un motore elettrico è tutto basato su magneti e magnetismo: infatti nel motore elettrico vengono utilizzati dei magneti per creare movimento.
Com’è possibile?
Se hai mai giocato con i magneti, conosci la legge fondamentale di tutti i magneti: gli opposti si attraggono e i simili si respingono.
Quindi, se si hanno due barre magnetiche con le estremità contrassegnate “nord” e “sud”, l’estremità nord di un magnete attirerà l’estremità sud dell’altro.
D’altra parte, l’estremità nord di un magnete respingerà l’estremità nord dell’altro (e allo stesso modo, il sud respingerà il sud). All’interno di un motore elettrico, queste forze di attrazione e repulsione creano un movimento rotatorio.
L’armatura (o rotore) è un elettromagnete, mentre il magnete di campo è un magnete permanente (il magnete di campo potrebbe essere anche un elettromagnete, ma nella maggior parte dei piccoli motori non lo è per risparmiare energia).
Come funziona il motore elettrico?
Per capire come funziona un motore elettrico, la chiave è capire come funziona l’elettromagnete.
Un elettromagnete è la base di un motore elettrico. Puoi capire come funziona il motore immaginando il seguente scenario.
Supponi di aver creato un semplice elettromagnete avvolgendo 100 anelli di filo di rame attorno a un chiodo e collegandolo a una batteria.
Il chiodo diventerebbe un magnete e avrebbe un polo nord e uno sud mentre la batteria è collegata.
Ora prendi il tuo elettromagnete a chiodo (come spiegato sopra), fai scorrere un’asse nel mezzo di esso e sospendilo nel mezzo di un magnete a ferro di cavallo (a forma di U).
Se dovessi collegare una batteria all’elettromagnete (come spiegato precedentemente), la legge fondamentale del magnetismo ti dice cosa accadrebbe:
l’estremità nord dell’elettromagnete verrebbe respinta dall’estremità nord del magnete a ferro di cavallo e attratto dall’estremità sud del magnete a ferro di cavallo e l’estremità sud dell’elettromagnete verrebbe respinta in modo simile.
Il chiodo si sposterebbe di circa mezzo giro e poi si fermerebbe nella posizione più stabile.
Puoi vedere che questo mezzo giro di movimento è semplicemente dovuto al modo in cui i magneti si attraggono e si respingono naturalmente a vicenda.
La chiave per un motore elettrico è quindi fare un ulteriore passo avanti in modo che, nel momento in cui questo mezzo giro di movimento si completa, il campo dell’elettromagnete si ribalti cioè inverta i poli.
Il flip fa sì che l’elettromagnete completi un altro mezzo giro di movimento. Capovolgi il campo magnetico semplicemente cambiando la direzione degli elettroni che fluiscono nel filo (lo fai capovolgendo la batteria).
Se il campo dell’elettromagnete fosse capovolto esattamente nel momento giusto alla fine di ogni mezzo giro di movimento, il motore elettrico girerebbe liberamente.
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