Elmotorn

Lorentzkraften påverkar laddade partiklar som rör sig sig genom ett magnetfält, om partiklarna korsar de magnetiska fältlinjerna. Den här sladden är dragen genom ett magnetfält. Strömmen slås på. Nu rör sig laddade partiklar i sladden och korsar magnetfältet. Då påverkas de av Lorentzkraften.

När kraften verkar på partiklarna vill de röra på sig. Det gör att hela sladden rör sig. Och om strömmen ändrar riktning ändras också Lorentzkraftens riktning. Sladden rör sig åt andra hållet. Här är det en strömslinga som befinner sig i ett magnetfält När strömmen slås på korsar de laddade partiklarna magnetfältet här, och här.

Lorentzkraften verkar hitåt … och hitåt. Kontrollera gärna med högerhandsregeln. Krafterna är riktade åt olika håll. Det gör att slingan vrids. Om strömmen ändrar riktning blir Lorentzkrafterna riktade åt rakt motsatt håll.

Slingan vrids igen. Nu har den roterat nästan ett helt varv. Om strömriktningen fortsätter att ändras fram och tillbaka så fortsätter slingan att rotera. Den snurrar. Ström från batteriet får alltså strömslingan att rotera.

Elektrisk energi i batteriet omvandlas till rörelseenergi i slingan. Det här är en enkel elmotor. Om vi lindar sladden många varv så att den blir en spole blir Lorentzkraften starkare, och rotationen snabbare. Nu är det hög rörelseenergi i spolen. En stark elmotor som kan driva borren i en borrmaskin … eller hjulen i en elbil.

Men hur får man strömmen att ändra riktning? I ett batteri är det ju likström, och vi kan ju inte vända batteriet hela tiden. Titta här. De gröna och blå halvcirklarna är kopplade till spolen. De kallas segment.

I den svarta delen mellan segmenten går det inte någon ström. Den är en isolator. Strömmen går från det blå segmentet genom spolen till det gröna. Spolen vrider sig. Nu är det gröna segmentet överst.

Segmenten har bytt plats. Och nu går strömmen från grönt till blått, i den andra riktningen. Spolen snurrar ett halvt varv till. Segmenten byter plats, och nu går strömmen från blått till grönt igen. Så fortsätter det.

Strömmen byter riktning hela tiden. Spolen fortsätter att snurra. Lorentzkraften påverkar laddningar som korsar ett magnetfält. Om det går ström genom en spole i ett magnetfält påverkas spolen av Lorentzkraften. Kraften kan sätta spolen i rörelse och omvandla den elektriska energin till rörelseenergi.

Det är så en elmotor fungerar.