Elektomotory a generátory sú elektromagnetické zariadenia. Majú slučky nesúce prúd, ktoré sa otáčajú v magnetických poliach. Toto rýchlo sa meniace magnetické pole produkuje elektromotorické sily, nazývané emfs alebo napätia. Elektromotory a generátory sú navzájom opačné. Elektrické motory premieňajú elektrickú energiu na mechanickú energiu, zatiaľ čo elektrické generátory premieňajú mechanickú energiu na elektrickú energiu.
stavba
Elektrické motory a generátory majú slučky nesúce prúd, ktoré sa nepretržite otáčajú v magnetickom poli. Slučky sú ovinuté okolo železného jadra nazývaného armatúra, vďaka ktorej je magnetické pole vo vnútri silnejšie. Prúd v slučkách mení smer, čo spôsobuje, že armatúra a teda slučky sa neustále otáčajú. Zmena smeru slučiek spôsobí, že sa vygeneruje indukovaný emf.
Emf je skrat pre elektromotorickú silu. Nie je to sila, ale potenciálny rozdiel medzi svorkami zariadenia, ktoré mení jednu formu energie na elektrickú energiu. Napríklad batéria premieňa chemickú energiu na elektrickú energiu a je teda zdrojom emf. Rozdiel potenciálu je napätie.
Indukovaný emf, vytvorený pohybom slučiek, sa zväčšuje čím rýchlejšie sa mení magnetické pole. Toto je Faradayov zákon indukcie, pomenovaný podľa svojho objaviteľa, známeho fyzika Michaela Faradaya.
AC generátory
AC generátory sú oproti motorom, pretože premieňajú mechanickú energiu na elektrickú. Mechanická energia sa používa na otáčanie slučiek v magnetickom poli a generovaný emf je sínusová vlna, ktorá sa mení v čase. Para vyrobená zo spaľovania fosílnych palív, ako je uhlie, ropa a zemný plyn, je bežným zdrojom v krajinách ako Spojené štáty. V Európe sa jadrové štiepenie využíva na vytvorenie pary. V niektorých vodných elektrárňach, ako sú elektrárne nachádzajúce sa v Niagarských vodopádoch, sa tlak vody používa na otáčanie turbín. Turbíny sú rotory s lopatkami alebo lopatkami. Vietor a voda sa bežne nepoužívajú ako fosílne palivá pre mechanické zdroje energie, pretože nie sú také účinné a nákladnejšie.
Elektromotory striedavého prúdu
AC elektromotory premieňajú elektrickú energiu na energiu mechanickú. Na otáčanie slučiek v magnetickom poli sa používa striedavý prúd. Väčšina striedavých motorov produkuje prúd pomocou indukcie. Elektromagnet spôsobuje magnetické pole a používa rovnaké napätie ako cievky.
DC motory a generátory
DC motory a generátory sú podobné svojim AC náprotivkom, okrem toho, že majú rozdelený kruh nazývaný komutátor. Komutátor je pripojený k elektrickým kontaktom nazývaným kefy. Zmena smeru prúdu cez komutátor spôsobuje, že kotva a teda slučky sa otáčajú. Magnetické pole, v ktorom sa kotva otáča, môže byť permanentný magnet alebo elektromagnet. DC generátory majú generovaný emf je jednosmerný prúd.
Motory v porovnaní s generátormi
Všetky motory sú generátory. Emf v generátore zvyšuje jeho účinnosť, ale emf v motore prispieva k plytvaniu energiou a neefektívnosti v jeho výkone. Zadná emf je odolnosť voči zmene v magnetickom poli. Zadný emf sa objaví v motore po jeho zapnutí, aj keď nie okamžite. Znižuje prúd v slučke a zvyšuje sa s rastúcou rýchlosťou motora. To spôsobuje zvýšenie požiadaviek na výkon motora, najmä pri veľmi veľkých zaťaženiach.