Silnik elektryczny

Siła Lorentza działa na elektrycznie naładowane cząstki poruszające się w polu magnetycznym, jeśli cząstki te przechodzą przez linie pola magnetycznego. Odcinek przewodu przebiega przez pole magnetyczne. Prąd zostaje włączony. Elektrycznie naładowane cząstki poruszają się teraz w przewodzie, przechodząc przez pole magnetyczne. Działa na nie siła Lorentza.

Kiedy ta siła działa na cząstki, chcą się one poruszać. To powoduje, że porusza się cały przewód. Jeśli zmienia się kierunek przepływu prądu, zmienia się również kierunek działania siły Lorentza. Przewód porusza się w innym kierunku. Tutaj, w polu magnetycznym umieszczono pętlę z prądem.

Kiedy zaczyna płynąć prąd, naładowane cząstki przechodzą przez pole magnetyczne tutaj i tutaj. Siła Lorentza działa w tę stronę, ... i tę stronę. Potwierdza to reguła prawej dłoni. Siły działają w dwóch przeciwnych kierunkach.

To powoduje, że pętla obraca się. Jeśli zmienia się kierunek przepływu prądu, to siła Lorentza zacznie działać w przeciwnym kierunku. Pętla znowu obraca się. Teraz zrobiła prawie pełny obrót. Jeśli kierunek przepływu prądu cały czas się zmienia, to pętla też cały czas się obraca.

Pętla wiruje. Zatem prąd z baterii powoduje, że pętla obraca się. Energia elektryczna w baterii zamienia się w energię kinetyczną w pętli. Jest to prosty silnik elektryczny. Jeśli zwiniemy przewód wiele razy, aby otrzymać uzwojenie, to siła Lorentza staje się większa, a obroty szybsze.

Teraz uzwojenie posiada dużą energię kinetyczną. Jest to mocny silnik elektryczny, który może napędzać wiertło wiertarki... albo koła samochodu elektrycznego. Ale jak możemy zmieniać kierunek przepływu prądu? W baterii jest prąd stały i nie możemy jej cały czas obracać.

Spójrz! Zielone i niebieskie półkola są przymocowane do uzwojenia. Nazywamy je sekcjami. W czarnej części między sekcjami nie może płynąć prąd. Ta część to izolator.

Prąd przepływa z niebieskiej sekcji przez uzwojenie i dociera do zielonej sekcji. Uzwojenie obraca się. Teraz zielona sekcja jest na górze. Sekcje zamieniły się miejscami. Teraz prąd płynie z zielonej sekcji do niebieskiej, w przeciwnym kierunku.

Uzwojenie znowu robi pół obrotu. Sekcje zamieniają się miejscami i teraz prąd znowu płynie z niebieskiej sekcji do zielonej. I tak to się powtarza. Cały czas zmienia się kierunek przepływu prądu. Uzwojenie cały czas się obraca.

Siła Lorentza działa na ładunki przechodzące przez pole magnetyczne. Jeśli prąd przepływa przez uzwojenie, które jest wewnątrz pola magnetycznego, to siła Lorentza działa na uzwojenie. Siła ta może sprawić, że uzwojenie zacznie się obracać i zamieniać energię elektryczną w energię kinetyczną. Tak działa silnik elektryczny.