Sähkömoottori

Lorentzin voima vaikuttaa varautuneisiin hiukkasiin, jotka liikkuvat magneettikentässä, jos hiukkaset ylittävät magneettiset kenttälinjat. Osa tästä langasta kulkee magneettikentän läpi. Virta on kytketty päälle. Nyt varautuneet hiukkaset liikkuvat langan sisällä, ylittäen magneettikentän. Niihin vaikuttaa Lorentzin voima.

Kun voima vaikuttaa hiukkasiin, ne haluavat liikkua. Tämä saa koko johdon liikkeelle. Ja jos virta vaihtaa suuntaa, Lorentzin voiman suunta vaihtuu myös. Lanka liikkuu toiseen suuntaan. Tässä on sijoitettu lankasilmukka magneettikenttään.

Kun virta kytketään päälle, varautuneet hiukkaset ylittävät magneettikentän tässä ja tässä kohtaa. Lorentzin voima vaikuttaa tähän suuntaan ...ja tähän suuntaan. Tämän voi varmistaa oikean käden säännöllä. Voimat vaikuttavat kahteen eri suuntaan. Tämä aiheuttaa silmukan kääntymisen.

Jos virta vaihtaa suuntaa, Lorentzin voima vaikuttaa vastakkaiseen suuntaan. Silmukka kääntyy taas. Nyt se on kääntynyt lähes kokonaan ympäri. Jos virran suunta vaihtuu edestakaisin, silmukka jatkaa kiertoaan. Se pyörii.

Joten, patterin virta saa silmukan pyörimään. Patterin sähköenergia muuntuu silmukan liike-energiaksi. Tämä on yksinkertainen sähkömoottori. Jos taittelemme langasta käämin, Lorentzin voimasta tulee voimakkaampi ja se nopeuttaa pyörimistä. Nyt käämissä on suuri liike-energia.

Voimakas sähkömoottori, joka pyörittää porakoneen terää... tai sähköauton renkaita. Mutta miten saamme virran vaihtamaan suuntaa? Patterissa on tasavirta, emmekä voi käännellä patteria jatkuvasti. Katso!

Vihreä ja sininen puoliympyrä ovat yhdistetty käämiin. Niitä kutsutaan segmenteiksi. Segmenttien välisessä mustassa osassa ei voi olla virtaa. Se on eristin. Virta kulkee sinisestä segmentistä käämin läpi vihreään segmenttiin.

Käämi pyörii. Nyt vihreä segmentti on ylimmäisenä. Segmentit ovat vaihtaneet paikkaa. Ja nyt virta kulkee vihreästä siniseen - vastakkaiseen suuntaan. Käämi pyörii toisen puolikierroksen, segmentit vaihtavat paikkoja, ja nyt virta kulkee taas sinisestä vihreään.

Ja näin jatkuu. Virta vaihtaa suuntaa jatkuvasti. Käämi jatkaa pyörimistä. Lorentzin voima vaikuttaa varauksiin, jotka ylittävät magneettikentän. Jos virta kulkee käämin läpi magneettikentän sisällä, Lorentzin voima vaikuttaa käämiin.

Voima voi saada käämin liikkeelle ja muuntaa sähköenergian kineettiseksi eli liike-energiaksi. Ja näin sähkömoottori toimii.