מנוע חשמלי

מנוע חשמלי ממיר אנרגיה חשמלית לאנרגיה מכנית. הוא פועל בעזרת אלקטרומגנטיות, היכולת לייצר שדה מגנטי על ידי זרם חשמלי. בדרך כלל הזרם עובר בסליל, חוט מלופף שיוצר שדה סביבו.

(כותרת קיימת במקור ללא תוכן מפורט.)

מנועים בנויים מרובם משני חלקים עיקריים: הסטטור והרוטור. הסטטור הוא החלק הקבוע. בדרך כלל יש בו סלילים סביב ליבה פרומגנטית, חומר שמגיב למגנטיות. לפעמים הסטטור מכיל מגנטים חזקים.
הרוטור הוא החלק הסיבובי. עליו יש סלילים או מגנטים. כשהסלילים מקבלים זרם, נוצר שדה סביבם. שדות אלה יוצרים כוחות שמסיטים את הרוטור ויוצרים מומנט, כלומר כוח סיבובי.

הזרם בסלילים מסודר כך שהשדה המגנטי שלהם משנה קוטביות במהלך הסיבוב. קוטב דומה ודוחה, וקוטב שונה מושך. השליטה בזרם מאפשרת לשלוט בסיבובים ובהחלפת הקטבים, וכך לקבל סיבוב מתמשך.

ניתן לחלק מנועים לפי כמה קריטריונים חשובים:
- לפי סוג הזרם: מנועי זרם ישר (DC) לעומת מנועים לזרם חילופין (AC).
- מנוע צעד (step motor) הוא סוג של מנוע שמזיז את הציר בשלבים מדודים. הוא מתאים למדידות מדויקות.
- מנועים סינכרונים וא-סינכרוניים (מנועי AC). במנועים א-סינכרוניים המהירות אינה תואמת בדיוק לתדר רשת החשמל.

מבחינת שליטה יש שתי משפחות עיקריות:
- מנוע עם מברשות, שם מברשות (פחמים) מעבירות זרם לחלקים הנעים.
- מנוע ללא מברשות (BLDC), סגירת המעגל והחלפת הקטבים נעשית אלקטרונית, עם חיישני מיקום או על ידי זיהוי השראה מגנטית.

צורת המנוע גם חשובה: מנועי צינור הם צורה נפוצה. מנועים ליניאריים זזים בקו ישר במקום להסתובב, ומשמשים להזזת רכבת הרים או במערכות ייצור עדינות. יש גם מנועי "חביתית" (pancake), דקים ורחבים יחסית.

במנוע זרם ישר עם מברשות המברשות מעבירות את הזרם לחלק הנע. במנוע DC ללא מברשות המגנטים הקבועים נמצאים ברוטור או בסטטור, והחלפת הקטבים נעשית באופן אלקטרוני. הימנעות משימוש במברשות מגדילה אמינות ומאפשרת מזעור המנוע.

קיימים כמה סוגים עיקריים של מנועי AC. יש גם מכונה אוניברסלית שמופעלת הן ב-AC והן ב-DC, שנקראת "מכונת קולקטור". בחלק מהמנועים יש קטבים אלקטרומגנטיים גם בסטטור וגם ברוטור, והחיבור בין הקטבים משתנה תוך כדי סיבוב באמצעות פחמים.

עקרון פעולה דומה לשנאי: יש שתי מערכות סלילים, סטטור ורוטור. השראה מגנטית בין מערכות אלה יוצרת כוח וזרם ברוטור, מה שמייצר מומנט. ברוטור מלופף יש פחמים להעברת זרם. ברוטור כלוב ("כלוב סנאי") אין פחמים.

מנוע צעד מפעיל את הציר בצעדים כתוצאה מפולסים חשמליים. כל פולס מזיז את הציר בזווית ידועה.

מנועים חשמליים נמצאים כמעט בכל אספקט של החיים המודרניים. הם משמשים בתחבורה, ברכב, בתקשורת, בבית, בעבודה וברפואה.

(הערת מקור: בנייה ביתית פשוטה דורשת סוללה, מגנט ומעט חוטים.)

(כותרות אלה שמורות במקור בלי פירוט נוסף.)

מנוע חשמלי משנה חשמל לתנועה. חשמל עובר בחוט ומייצר שדה מגנטי. שדה מגנטי הוא כוח סביב מגנט.

יש שני חלקים חשובים. הסטטור הוא החלק הקבוע. הרוטור מסתובב. בסליל, חוט מלופף, הזורם חשמל יוצר מגנטיות. המגנטים וסלילים ביחד גורמים לרוטור להתגלגל.

כשחלקים הופכים למגנטים, הם דוחפים או מושכים זה את זה. דחיפה או משיכה גורמים לרוטור לסובב. שמחליפים את הקטבים בזמן מתאים, המנוע מסתובב ברצף.

- DC: מנוע שעובד על זרם ישר. זרם ישר זה סוג של חשמל.
- AC: מנוע שעובד על זרם שמשתנה בקצב מסוים.
- מנוע צעד: מזיז את הציר בשלבים מדודים.
- יש מנועים עם מברשות ופחמים. ויש מנועים בלי מברשות. בלי מברשות הם אמינים יותר.

מנועים נמצאים בכל מקום. הם עוזרים ברכבים, במכשירים בבית, במכונות עבודה ובציוד רפואי.

אפשר לבנות מנוע ביתי פשוט. צריך רק סוללה, מגנט וקצת חוטים.