Ako funguje elektromotor?

Keď pripojíte elektromotor na zdroj elektrickej energie, zmení sa táto energia na mechanickú energiu.

Ako funguje generátor elektriny?

Funguje presne opačne ako elektromotor. Keď elektromotor prinútime točiť sa, bude generovať elektrickú energiu. Deje sa to preto, že sa cievky elektromagnetov v jeho vnútri pohybujú v magnetickom poli permanentného magnetu. Týmto pohybom sa v cievkach generuje elektrická energia.

Elektromotorček spredu 

Elektromotorček zozadu 

Elektromotorček zboku

Motor sa skladá zo statora a rotora. Stator je to, čo sa neotáča a rotor je samozrejme časť motora, ktorá sa točí. Na nasledovnom obrázku uvidíte motor z vnútra.

Úplne hore  na obrázku pod zápalkou vidíte rotor. Je to oska, okolo ktorej sa rotor otáča a trojcípe, zlepené plechové jadro, na ktorom je namotaný medený polakovaný drôt. Celý rotor je vlastne trojica elektromagnetov, ktoré sa otáčaním striedavo zapínajú a vypínajú.

Vľavo dole je stator. V jeho vnútri je kruhový permanentný magnet, ktorý vytvára protisilu elektromagnetom. Niektoré motory majú aj v statore elektromagnet.

Vpravo dole je zadný kryt motora spolu s elektródami, ktoré striedavo prenášajú elektrickú energiu zo zdroja na jednotlivé elektromagnety.

Zapojenie generátora.

V praxi sa generátor otáča pôsobením nejakej mechanickej sily:

• veterná vrtuľa
• vodná turbína
• naftový motorový generátor
• parný generátor 

My budeme pre jednoduchosť poháňať generátor elektrickým motorčekom. Čiže zapojenie vyzerá tak, že sme spojili dve osky elektromotorov(napríklad bužírkou z izolácie hrubšieho kábla). Jeden z motorčekov slúži ako pohon generátora a druhý energiu vyrába.

Celé zapojenie vidíte na obrázku vyššie. Motor vpravo poháňame dvomi tužkovými batériami. Motorček vľavo slúži ako generátor elektriny a rozsvecuje červenú LED diódu. Pozor, dióda svieti len ak je zapojená v priepustnom smere (podľa toho, na ktorú stranu sa točí generátor).

Dióda začne svietiť  ak generátor vytvorí dostatočné napätie, čo je asi 1,6V. Pri tomto zapojení to nie je problém. Diódu dokážete rozsvietiť aj keď osku generátora silno roztočíte rukou.

Záver

V tomto experimente si môžete vyskúšať premenu elektrickej energie na mechanickú a naopak. Toto zapojenie umožnilo rozvoj elektrotechniky a aj v dnešnej dobe stojí ako základ pri výrobe elektrickej energie.

Na experiment potrebujete soľ, čistú vodu, elektrické vodiče, uhlíkovú elektródu (tuhu z ceruzky), zinkovú elektródu (pozinkovaný klinec), LED diódu, dve nádoby.

Do každej nádoby nalejte čistú vodu a rozpustite v nich soľ. Soľ primiešavajte do nádoby po lyžičke a rozpustite tam toľko soli, koľko je to len je možné.

Elektrické vodiče pripevnite na elektródy tak ako to vidíte na obrázku.

Celé zapojenie vložte do nádob s pripraveným slaným roztokom. Pozor v roztoku môžu byť len elektródy nie vodiče.

LED dióda sa na malý moment rozsvieti prechádza ňou elektrický prúd. Ak dióda nesvieti skúste ju zapojiť opačnou polaritou.

LED dióda potrebuje na to aby svietila napätie zhruba 1,6V, čo pri takomto zapojení dosiahnete len tak tak. Takže to skúste v šere aby ste si boli istý či dióda svieti alebo nie, lebo bude svietiť len slabo a chvíľu.

Do roztoku môžete pridať šťavu z citróna, účinnosť by sa mala zvýšiť. Ak Vám to stále nesvieti pridajte do zapojenia ešte jednu nádobu a ďalšie elektródy.

Zhotovenie laboratórneho káblika z vodiča a dvoch krokosvoriek. Na kompletizáciu budete potrebovať kliešte (kombinačky) na stlačenie úchytu káblika ku krokosvorke a orezávací nožík na odblankovanie asi 7mm káblika z obidvoch strán.

Po zhotovení dvoch laboratórnych káblikov budete mať k dispozícii: 2 x laboratórny káblik [1],[2], držiak AA batérie [3], tužkovú batériu [4], žiarovku [5], objímku na žiarovku [6]

Vložte batériu [4] do držiaka batérie [5]. Stranu batérie, ktorá je označená symbolom mínus, vložte na stranu držiaka batérie, kde je strunka.

Zaskrutkujte žiarovku [5] do držiaka žiarovky [6].

Propojte kábliky [1] a [2] k držiaku batérie.

Pripojde kábliky [1] a [2] ku koncovkám držiaka žiarovky. A máte to hotové, žiarovka by mala svietiť.

 názov 

Elektrický prúd z batérie preteká hliníkovým klincom do žiarovky ktorá svieti. Hliník je vodič elektrického prúdu.

V tomto prípade preteká elektrický prúd z batérie cez medený klinec do žiarovky, ktorá taktiež svieti. Žiarovka svieti rovnakou intenzitou ako v predchádzajúcom príklade, nižšia intenzita, ktorú vidíte na obrázku je spôsobená iným osvetlením pri fotení. Meď je jeden z najlepších elektrických vodičov a nachádza sa vo väčšine elektrických vodičov (káblov).

Aj železný klinec je pomerne dobrý vodič elektrického prúdu. Asi ste si všimli že sme zatiaľ vybereli hlavne kovy, ktoré sme pripájali do elektrického obvodu. Áno kovy sú dobré vodiče elektrického prúdu. Môžete si to vyskúšať aj doma na rôznych kovových predmetoch.

Ak pripojíme do obvodu kúsok drievka, napríklad špajdlu, žiarovka nebude svietiť. Suché drevo nie je dobrým vodičom elektrického prúdu.

Žiarovka na rozdiel od svetelnej diódy svieti aj keď zmeníme polaritu zapojenia batérie. Všimnite si na obrázku ako sme zmenili zapojenie. Keď budete robiť tento experiment otočte batériu aj s držiakom, držiak je mechanicky stavaný tak aby záporný pól batérie bol na strane držiaka kde je strunka.

V prípade ak zapojíme krokosvorku na časť kábla, ktorý je poplastovaný, žiarovka nebude svietiť. Plast je zlým vodičom elektrického prúdu.

V tomto prípade sme pripojili do obvodu žiarovku, ktorej parametre sú 2,5V. To znamená, že má pracovať pod týmto napätím. Už z obrázku je zjavné, že síce svieti ale len veľmi slabo. Vlákno žiarovky sa nerozžeraví dostatočne.

Ak do obvodu pripojíme dve batérie dosiahneme, želané napätie a žiarovka bude svietiť plnou intenzitou. Pozor na správnu polaritu batérií. Do tohoto obvodu nepripájajte žiarovku ktorá má pracovať pod napätím 1,2V lebo sa zničí. Vlákno by sa tak rozžeravilo, až by sa roztavilo a pretrhlo.

Na rozsvietenie LED diódy potrebujeme napätia od 1,75V až 2,2V a prúd v rozsahu mikro Ampér až 10 mili Ampér. Na zhotovenie experimentu potrebujeme: 10 x laboratórny káblik, 2 x držiak AA batérie, 2 x tužková batéria AA, 3 x LED dióda, 3 x odpor(rezistor) 100 Ohm, 1 x odpor 10kOhm, 1 x odpor 100kOhm, 1 x kondenzátor 2,2mF, odporúčame merací pristroj. Na obrázku vyššie vidíme zapojenie obvodu. Na ľavej strane je LED dióda znázornená ako svietiaci červený krúžok, na pravej časti je zobrazená jej schématická značka.

Pri otočení polarity batérií LED dióda prestane svietiť. Elektrický prúd ňou nepreteká, obvod je v závernom zapojení.

V tejto časti experimentu poukážeme na funkciu kondenzátora ako zásobníka elektrickej energie. V ľavej časti schémy sa kondenzátor nabije a po rozpojení obvodu od batérií sa cez obvod diódy vybíja a slúži ako zdroj energie na svietenie LED diódy. V obidvoch prípadoch LED dióda svieti aj keď v druhom prípade len krátku dobu pokiaľ sa kondenzátor vybije.

V tejto časti experimentu je LED dióda zapojená do série s 3 odpormi veľkosti 100 Ohm-ov. Diódou prechádza menší prúd ale stále svieti.

Tu sú pripojené tri diódy paralelne k batériám a k nim sú pripojené sériovo odpory rôznej veľkosti 100Ohm, 10000Ohm a 100000Ohm-ov. Cez každú diódu prechádza iná veľkosť prúdu od 10mA po 11,8 mikroA čo je 1000 x menej ako cez najjasnejšiu diódu a asi milión krát menej ako cez 100W žiarovku ktorou sa svieti v obývačke.