Електрически автомобили
Ние живеем в истински океан от енергия, той ни заобикаля навсякъде. Дори неподвижен камък, лежащ на пътя, има потенциал да върши работа. Понякога е трудно за вярване, но енергията е една. То само преобразява, изменя природата си. Именно това свойство използват създадените от човека електрически машини.
Ако на входа се подава електрическа енергия, а на изхода се трансформира в механична работа под формата на въртене на вала, тогава можем да кажем с увереност, че говорим за двигател. От своя страна трансформацията на механичната работа в електричество е поверена на генератора. Важна особеност е фактът, че еднаквите електрически машини се характеризират с възможността да функционират като консуматор (двигатели) и производител (генератор) на електричество. Това се дължи на същото устройство. Въпреки това, поради конструктивните характеристики, работата в "нероден" режим се характеризира с по-ниска ефективност.
Електрическите машини с постоянен ток са разделени на два класа: индукторни и колекторни. Най-разпространени са вторите (признак за наличие на четков механизъм). Принципът на действие е следният: върху неподвижната част на машината (статор) се поставя постоянен магнит, който създава линии на напрегнатост на полето.
Намотката на котвата може да бъде представена като състояща се от множество рамки от медна жица, свързани по такъв начин, че началото и краят са показани на противоположни колекторни ламели. Отвън към тези изводи се подава постоянно напрежение с помощта на графитни четки. И тъй като има затворена верига, тогава възниква електрически ток. Движещите се носители на заряд генерират около себе си собствено поле от магнитна природа, което започва да взаимодейства с полето на статора. Резултатът е сила, която кара арматурата да се върти. Описаносамо основните точки, но те са достатъчни, за да разберем как работят електрическите машини с постоянен ток. Особено внимание заслужава само универсалният колекторен електродвигател, който има дизайн, присъщ на машините с постоянен ток, той може да работи от битова мрежа от 220 V. Това е възможно поради серийното свързване на арматурата и намотките на полето. Използват се в битови ръчни електрически инструменти.
Електрическите машини с променлив ток са структурно по-прости и по-надеждни, а цената на тяхното производство е по-ниска. Те се делят на синхронни, при които механичната скорост, с която се върти роторът, съвпада с честотата на въртене на статорното поле, както и асинхронни разновидности, при които роторът изостава от полето (приплъзва се). Първите са по-рационални за използване с капацитет над 100 kW.
Най-простите електрически променливотокови машини са представени от трифазни асинхронни машини с ротор с катерица (катерица). Статорът има три намотки, изместени една спрямо друга на 120°. Именно към тях се подава променливият ток на съответните фази. Роторът има собствена намотка, късо съединение, като по този начин образува верига за преминаване на индуцирания ток. Веднага щом се приложи напрежение към полюсите на бобината на статора, около тях се генерира магнитно поле - това е едно от основните свойства на насоченото движение на електроните. И тъй като токът е променлив, полето се оказва въртящо се. Неговите линии на напрежение пресичат завоите на намотката на ротора и създават индуциран ток (ние прилагаме закона за електромагнитната индукция). И тъй като е възникнало движение на частици със заряд, тогава около тях на свой ред се появява и магнитно поле. Той също се върти (посоката може да се намери с помощта на правилото на гимлета). И накрая, вътре в тялотомашина има две магнитни полета. Тогава всичко е просто: поради закона на Ампер възниква сила, която се стреми да измести намотките и тъй като валът на ротора е фиксиран върху лагери, силата създава въртящ момент. За да свършите работата, остава само да свържете задвижващия механизъм към вала.