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Desde guindastes de elevação até elevadores, os motores de corrente contínua (CC) estão à sua volta. Como todos os motores, Motores DC converter energia elétrica em outra forma de energia, normalmente movimento mecânico, como o levantamento de um poço de elevador. Você pode descrever quanta energia eles produzem calculando o torque desses motores de corrente contínua, uma medida da força de rotação.
Equação de torque
Um motor de torque CC funciona passando uma corrente elétrica através de uma bobina em um campo magnético. A bobina é modelada em um contorno retangular entre os dois ímãs, com o restante da bobina se estendendo para fora e para longe dos ímãs. O torque é a força magnética que faz com que a bobina gire e crie energia.
A equação de torque dos projetos de motores CC é torque = IBA_sin_θ para cada volta do motor com a corrente elétrica Eu em amperes, campo magnético B em teslas, área delineada pela bobina UMA em m2 e ângulo perpendicular ao fio da bobina "teta" θ. Para usar o torque de cálculo dos projetos de motores CC, certifique-se de entender como a física subjacente funciona.
A corrente elétrica descreve o fluxo de carga elétrica e você o direciona na direção oposta ao fluxo de elétrons em unidades de amperes (ou carga / tempo). O campo magnético descreve a propensão de um objeto magnético influenciar uma força em uma partícula carregada em movimento usando unidades de teslas, assim como o campo elétrico descreve a força que afetaria uma carga elétrica. A força magnética descreve essa força fundamental que permite que os ímãs exerçam propriedades como o torque.
Projeto do Motor DC
Para um motor de corrente contínua, a força magnética faz com que a bobina de fio se mova, mas como a bobina se moveria para frente e para trás porque a direção da força se inverte continuamente, os motores de corrente contínua comutador, um material de anel dividido, para reverter a corrente e manter a bobina girando em uma direção.
O comutador usa "escovas" que permanecem em contato com a corrente elétrica para reverter a direção. A maioria dos motores atuais produz essas partes de carbono e usa mecanismos de mola para inverter continuamente a direção.
Você também pode usar a regra da direita para calcular a direção do torque. o regra da mão direita é uma maneira de dizer a direção de uma força magnética usando a mão direita. Se você estender o polegar, o dedo indicador e o dedo médio para fora na mão direita, o polegar corresponderá à direção da corrente, o dedo indicador mostrará a direção do campo magnético e o dedo médio será a direção da força magnética.
Derivando a equação de torque
Você pode derivar a equação do torque a partir da equação de Lorentz, F = qE + qv x B para força eletromagnética F, campo elétrico E, carga elétrica q, velocidade da partícula carregada v e campo magnético B. Na equação, o x refere-se a um produto cruzado, que será explicado mais adiante.
Trate a corrente como uma linha de partículas carregadas em movimento que criam uma força a partir de um campo magnético. Isso permite que você reescreva qv (que possui unidades de carga-distância / tempo) como o produto da corrente de carga e o comprimento do fio (que também seria o medidor de carga / tempo).
Como você está lidando apenas com uma força magnética, pode ignorar a qE componente elétrico e reescreva a equação como F = IL x B f_ ou corrente I e comprimento do fio _L. Pela definição de um produto cruzado, você pode reescrever a equação como F = I | L || B | _sin_θ com as linhas em torno de cada variável, indicando o valor absoluto. Para um motor CC, você pode reescrevê-lo como torque = IBA_sin_θ.
Para executar um cálculo de torque do motor on-line, você pode usar uma calculadora on-line para suas finalidades específicas. O jCalc.net oferece um que gera torque do motor para classificação do motor de entrada em kW e velocidade do motor em RPM.