Bron 5.1

Bron: 5.1
Elektromotor
Elektromotoren spelen een belangrijke rol in het moderne leven. Koelkasten,
wasmachines, stofzuigers en onder andere elektrische mixers worden door
elektromotoren aangedreven. Maar er zijn ook elektromotoren die krachtig genoeg
zijn om treinen voort te bewegen, of klein genoeg voor een horloge. En belangrijk
voordeel van elektromotoren is dat ze indirect schoon zijn. Ze worden aangedreven
door elektriciteit, die verkregen wordt uit batterijen, accu’s of stopcontacten. Die
stroom moet wel in grote centrales opgewekt worden, wat vaak wel vervuilend is
(vandaar dat ze indirect schoon zijn).
Het principe van de elektromotor berust op magnetisme. Er zijn twee soorten
elektromotoren: een met permanent geladen magneten om de spoelen (rotor) heen,
deze is alleen geschikt voor gelijkstroom. En er zijn elektromotoren die een wisselend
geladen magneten hebben, waardoor deze ook geschikt zijn voor wisselstroom.
Doordat er stroom door een spoel ( oranje/zwart gestreept in de tekening) wordt
gestuurd wordt deze spoel elektrisch geladen. De pijl laat de stroomrichting zien. De
magnetische veldlijnen zijn de zwarte pijlen in de tekening, ze zijn van de rood
gekleurde noordpool naar de witte zuidpool gericht. Door de afstotende en
aantrekkende krachten wordt de spoel dan in beweging gebracht. Dit gebeurd met
behulp van een magnetische kracht, die in de natuurkunde Lorentz-kracht (Fl) wordt
genoemd. De Lorentz-kracht (zie de tweede bron hieronder) staat loodrecht op het
vlak dat gevormd wordt door de stroomrichting in de spoel en de richting van het
magneetveld. Als de rotor een halve ronde is gedraaid zorgt de commutator (het
blauwe ovaal in de tekening) ervoor dat de stroomrichting in de spoel wordt
omgedraaid en de Lorentz-kracht wordt omgekeerd. Hieronder wordt het principe
verduidelijkt.
principe met begrippen:
Hieronder staat de elektromotor met de spoel in verschillende standen.
Dit principe is ook hetzelfde bij wisselspanning, maar er zijn dan geen permanente
magneten rond de spoel. De magneten rondom de spoel zijn nu elektromagneten die
ook op dezelfde stroomkring zijn aangesloten en daardoor evenveel ompolen als de
rotor, wat ervoor zorgt dat de Lorentz-kracht niet telkens wisselt, maar hetzelfde blijft
en dus dat de rotor draait.
De Lorentz-kracht
Lorentz-kracht is een kracht die werkt op stroomvoerende draden en is genoemd
naar de ontdekker Hendrik Antoon Lorentz. Hendrik Lorentz werd in Arnhem geboren
op 18 juli 1853.
De richting van de Lorentz-kracht is altijd loodrecht op B (de veldlijnen, die van
noord naar zuid van een magneet lopen) en I (de stroomrichting). Bedenk hierbij dat
in de natuurkunde de stroomrichting van plus naar min loopt, dus tegengesteld aan
de pijl (de elektronenstroom) in de tekeningen. De richting van deze kracht kun je
vinden met behulp van de zogenaamde rechterhand regel:
Duim:
Lorentz-kracht
Wijsvinger:
Stroomrichting
Middenvinger: Magnetisch veld
Internetbron: http://home.wanadoo.nl/hoewerkthet/tech/index.html
Voor een bewegend model van een elektromotor kun je naar de volgende site:
http://walburgcollege.nl/vakken/natuurkunde/ntnujava/ph_nl/electromotor_nl.html
De spaties in dit adres zijn lage streepjes. Je hebt voor deze site wel het programma
Java nodig.