Elektrik enerjisini mekanik enerjiye dönüştürür. Bu araçlara elektrik motoru denir ve elektromanyetizmanın ana prensiplerine göre çalışır. Akım geçen bir iletken, manyetik alan içerisinde ise iletkene bir kuvvet etki eder. İletkene etki eden kuvvetin şiddeti, akım değeri, manyetik alan büyüklüğü ve iletken uzunluğunun çarpımıyla hesaplanır. Kuvvetin yönü, akım yönü ile manyetik alan yönünün vektörel çarpımıyla bulunur.
Elektrik motoru iyi tasarlanmışsa, iletkene etki eden bu manyetik kuvvet motoru döndürür. Akım geçen iletkenle manyetik alan kaynağı arasındaki etkileşim, iki mıknatısın birbirine etkisi gibidir. Mıknatısların zıt kutupları birbirini çeker, aynı kutupları birbirini iter. Mıknatısın akım geçen iletkene uyguladığı kuvvet de aynı düşünülür.
Elektrik motorları stator ve rotor olarak iki kısımdan oluşur. Küçük güçlü elektrik motorlarda stator olarak sabit mıknatıs kullanılır. Rotor da ise sarımlar vardır. Akımın sargılardan geçmesini sağlayan motor üzerinde fırça-kollektör yapısı mevcuttur. Bu yapı, motorun dönüşünde sarımlardan geçen akımın belli zamanlarda yön değiştirmesine de yardımcı olur. Bu durumda endüvideki (rotordaki) iletkenlere etki eden manyetik kuvvet aynı yöndedir.
Statorda yer alan mıknatıslar manyetik alan sağlar. Manyetik alanın yönü N kutbundan S kutbuna doğru olur. Fırça-kollektör yapısı ile iletken çerçeveden akım geçer. Manyetik alan içinde akım geçen iletken çerçeveye bir kuvvet etki eder. Bu kuvvet, çerçevenin bir yanında yukarıya doğru iken, diğer yanında aşağıya doğrudur. Manyetik kuvvetin etkisi ile, iletken çerçeve dönmeye zorlanır. Fırçalara gerilim uygulandığı süre boyunca dönme devam eder.
Basit Elektrik Motoru Yapımı
Malzemeler;
- 1 tane neodymium mıknatıs
- 1.5 metre uzunluğunda emaye kaplı bakır tel
- 1 tane 1.5 V pil (AA)
- 2 tane çengelli iğne
- 2 tane boncuk
- 1 tane maket bıçağı,
- Düz tahta parçası
Kullanılacak olan mıknatıs dikdörtgen prizma şeklinde ferrit mıknatıs yada yuvarlak mıknatıs olabilir.
Sarımlar için emaye kaplı bakır tel gerekmektedir. Bobinaj işi yapan yerlerden bu teller alınabilir. Motorun dönen kısmının sağlamlığı için telin çapı ince olmamalıdır. 0.65 mm, 0.80 mm yada l mm çaplı emaye kaplı bakır tel olabilir. Sarımların her iki yanında 4-5 cm’ lik düz iletken parçası bırakılmalıdır.
Sarım sayısı önemli değildir. 10 sarımdan az olmamalıdır. Sarımın kolay olması için kalem pil kullanılır. Şekildeki gibi 0.65 mm çaplı emaye kaplı bakır tel ile pilin üzerine 10 kez sarılır. Sarımlar pilin üzerinden dikkatli bir şekilde çıkarılır. Sarımların her iki yanında bırakılan 4-5 cm’ lik düz iletken parçası çıkarılan sarımların dışından içeriye doğru şekildeki duruma getirilir.
Emaye kaplı bakır tel kullanmanın amacı, emaye kaplı olduğundan bakır tel yalıtkandır. Elektrik akımının iletilmesi için, bir maket bıçağı ile sarımların uçlarındaki emaye kaplama kazınır. Bu işlem sırasında dikkatli olunmalıdır. Şekilde iletkenin sol yanındaki kaplama tamamen kazınır. Sağ yanda ise yalnız iletkenin üst kısmı kazınır. Alt yarısında emaye kaplamaya dokunulmaz. Motorun dönmesi için bu işlem yapılmalıdır.
Ataç yada iki tane çengelli iğneyi kullanarak sarımların yerleştirileceği destekler hazırlanır. Düz bir tahta parçasının üzerine pense ile iğneler tutturulur. Sarımların her iki ucuna birer boncuk tanesi geçirilir. Sarımlar çengelli iğne üzerindeki halkalara yerleştirilir.
Zil teli ile motorun uçları 1.5V’ luk AA boyutunda kalem pile bağlanır. Sarımların direnci düşük olduğundan motor birkaç amper düzeyinde akım çeker. Bu sebeple pil bağlantısı yapılırken kıvılcım meydana gelebilir. Motorun hızlı dönmesi istenirse yüksek akım veren piller kullanılır. (C yada D boyutunda). Basit motor yapımı tamamlanmıştır.
Elektrikli Motor Kullanım Alanları
Motorun dönme hareketi ile miline bağlanan pervane ile aspiratör yada vantilatör, karıştırıcı mekanizma bağladığında mikser elde edilir. Günlük yaşamımızda elektrikli motorların kullanım alanları geniştir. Küçük elektrik motorları ile saç kurutma makinesi yapılır. Oyuncak kumandaları, tıp alanın da vs küçük boyutlu elektrik motoru kullanılır. Kullanılan birçok küçük ev aletleri elektrik enerjisini hareket enerjisine dönüştüren, elektrik motorları ile çalışır.