Forskellene mellem motorer og generatorer

Motorer og generatorer er elektromagnetiske enheder. De har strømbærende sløjfer, der roterer i magnetfelter. Dette hurtigt skiftende magnetfelt producerer elektromotoriske kræfter, kaldet emfs eller spændinger. Elektriske motorer og generatorer er modsatte af hinanden. Elektriske motorer konverterer elektrisk energi til mekanisk energi, mens elektriske generatorer konverterer mekanisk energi til elektrisk energi.

Konstruktion

Elmotorer og generatorer har strømbærende sløjfer, som kontinuerligt roterer i et magnetfelt. Loopsne er viklet rundt om en jernkerne kaldet en armatur, der gør magnetfeltet indenfor dem stærkere. Strømmen i sløjferne vender retning, der forårsager ankeret og dermed løkkerne til konstant at rotere. Den ændrede retning af sløjferne forårsager en induceret emf, der skal genereres.

Emf er kort for elektromotorisk kraft. Det er ikke en kraft, men er den potentielle forskel mellem terminalerne på en enhed, der ændrer en form for energi til elektrisk energi. Et batteri konverterer for eksempel kemisk energi til elektrisk energi, og det er også en kilde til emf. En potentiel forskel er en spænding.

Den inducerede emf, der er skabt af loopens bevægelse, bliver større, desto hurtigere ændrer magnetfeltet. Dette er Faradays Induktionslove, opkaldt efter sin opdagelsesrejsende, den berømte fysiker Michael Faraday.

AC-generatorer

AC-generatorer er modsatte fra motorer, fordi de konverterer mekanisk energi til elektriske. Mekanisk energi bruges til at dreje sløjferne i magnetfeltet, og den genererede emf er en sinusbølge, som varierer i tid. Damp fremstillet af brændende fossile brændstoffer som kul, olie og naturgas er en fælles kilde i lande som USA. I Europa bruges nuklear fission til at skabe damp. I nogle vandkraftværker, som dem, der findes i Niagara Falls, bruges vandtryk til at rotere turbinerne. Turbiner er rotorer med skovle eller knive. Vind og vand er ikke almindeligt anvendt som fossile brændstoffer til mekaniske energikilder, fordi de ikke er så effektive og dyrere.

AC Motorer

AC-motorer konverterer elektrisk energi til mekanisk. En vekselstrøm bruges til at dreje sløjferne i magnetfeltet. De fleste vekselstrømsmotorer producerer strømmen ved hjælp af induktion. En elektromagnet forårsager magnetfeltet og bruger den samme spænding som spolerne gør.

DC Motorer og Generatorer

DC motorer og generatorer svarer til deres AC modstykker, bortset fra at de har en split ring kaldte en kommutator. Kommutatoren er fastgjort til elektriske kontakter kaldet børster. Den ændrede retning af strømmen gennem kommutatoren forårsager ankeret og dermed løkkerne at rotere. Det magnetfelt, som armaturen vender ind, kan være en permanent magnet eller elektromagnet. DC-generatorer har en genereret emf er likestrøm.

Motorer sammenlignet med generatorer

Alle motorer er generatorer. Emf i en generator øger dens effektivitet, men en emf i en motor bidrager til energiforbrug og ineffektivitet i dens ydeevne. En back emf er en modstand mod forandring i et magnetfelt. En tilbage emf vises i en motor, efter at den er tændt, men ikke umiddelbart. Det reducerer strømmen i sløjfen og bliver større efterhånden som motorens hastighed øges. Dette medfører, at motorens strømkrav også øges, især under belastninger, der er meget store.