Kas yra nuolatinės srovės variklis?

Nuolatinės srovės (DC) variklis yra gana paprastas elektros variklis, kuris naudoja elektros energiją ir magnetinį lauką, kad sukurtų sukimo momentą, dėl kurio jis sukasi. Paprasčiausiai tam reikia dviejų priešingo poliškumo magnetų ir elektrinės ritės, kuri veikia kaip elektromagnetas. Atstumiančios ir patrauklios magnetų elektromagnetinės jėgos suteikia sukimo momentą, dėl kurio variklis sukasi.

Kiekvienas, kuris kada nors žaidė su magnetais, žino, kad jie yra poliarizuoti, turintys teigiamą ir neigiamą pusę. Potraukis tarp priešingų polių ir panašių polių atstūmimas gali būti lengvai jaučiamas net esant santykinai silpniems magnetams. Nuolatinės srovės variklis naudoja šias savybes, kad elektros energiją paverstų judesiu. Variklyje esantiems magnetams pritraukiant ir atstumiant vienas kitą, variklis sukasi.

Nuolatinės srovės varikliui reikalingas bent vienas elektromagnetas, kuris perjungia srovės srautą, kai variklis sukasi, pakeisdamas jo poliškumą, kad jis veiktų. Kitas magnetas arba magnetai gali būti nuolatiniai arba kiti elektromagnetai. Dažnai elektromagnetas yra variklio centre ir sukasi nuolatinių magnetų viduje, tačiau toks išdėstymas nereikalingas.

Norėdami įsivaizduoti paprastą nuolatinės srovės variklį, žmogus gali galvoti apie ratą, padalintą į dvi dalis tarp dviejų magnetų. Šiame pavyzdyje ratas yra elektromagnetas. Du išoriniai magnetai yra nuolatiniai, vienas teigiamas ir vienas neigiamas. Šiame pavyzdyje kairysis magnetas yra neigiamai įkrautas, o dešinysis – teigiamai.

Elektros srovė tiekiama į variklyje esančias vielos rites ir sukelia magnetinę jėgą. Kad variklis suktųsi, ratas turi būti neigiamai įkrautas toje pusėje, kurioje yra neigiamas nuolatinis magnetas, ir teigiamai įkrautas toje pusėje, kurioje yra nuolatinis teigiamas magnetas. Kadangi kaip krūviai atstumia, o priešingi krūviai traukia, ratas pasisuks taip, kad jo neigiama pusė pasisuks į dešinę, kur yra teigiamas nuolatinis magnetas, o rato teigiama pusė – į kairę, kur yra neigiamas nuolatinis magnetas. Dėl magnetinės jėgos ratas sukasi, ir šis judesys gali būti naudojamas darbui atlikti.

Kai rato šonai pasiekia stipriausią traukos vietą, perjungiama elektros srovė, todėl rato poliškumas keičiasi. Pusė, kuri buvo teigiama, tampa neigiama, o pusė, kuri buvo neigiama, tampa teigiama. Magnetinės jėgos vėl nesuderinamos, o ratas toliau sukasi. Varikliui sukdamasis jis nuolat keičia elektros srautą į vidinį ratą, todėl magnetinės jėgos ir toliau verčia ratą suktis.
Nuolatinės srovės varikliai naudojami įvairiems tikslams, įskaitant elektrinius skustuvus, elektrinių automobilių langus ir nuotolinio valdymo automobilius. Dėl paprasto dizaino ir patikimumo jie yra geras pasirinkimas įvairiems tikslams, taip pat patrauklus būdas tirti magnetinių laukų poveikį.