Принцип действия двигателя

То же устройство работает в режиме электрического двигателя (рис. 3), если к щеткам подвести постоянное напряжение. Под действием напряжения U через щетки, пластины коллектора и виток потечет ток i. По закону электромагнитной силы (закон Ампера) взаимодействие тока и магнитного

поля В создает силу f, которая направлена перпендикулярно i. Направление силы f определяется правилом левой руки (рис. 4):

Если расположить ладонь левой руки так, чтобы магнитные линии входили в ладонь, а вытянутые пальцы показывали направление тока в проводнике, то отогнутый на 90 градусов большой палец покажет направление действия электромагнитной силы.

На верхний проводник сила действует вправо, на нижний – влево. Эта пара сил создает вращающий момент Мвр, поворачивающий виток по часовой стрелке. При переходе верхнего проводника в зону южного полюса, а нижне- го – в зону северного полюса концы проводников и соединенные с ними ко- нцы проводников и соединенные с ними коллекторные пластины вступают в контакт со щетками другой полярности.

Рисунок 3. Простейший двигатель постоянного тока

Рисунок 4. Правило левой руки

Направление тока в проводниках витка изменяется на противоположное, а направление сил f, момента Мвр и тока во внешней цепи не изменяется. Виток непрерывно будет вращаться в магнитном поле и может приводить во вращение вал рабочего механизма (РМ).

Таким образом, коллектор в режиме двигателя не только обеспечивает контакт внешней цепи с витком, но и выполняет функцию механического инвертора, т.е. преобразует постоянный ток во внешней цепи в переменный ток в витке. Рассмотрение принципа действия показывает, что машина постоянного тока может работать как в режиме генератора, так и в режиме двигателя, т. е. обладает свойством обратимости.