Il motore elettrico

Il motore elettrico a corrente continua

In un motore a corrente continua una bobina percorsa da corrente è immersa nel campo di una calamita. Sui due lati paralleli all’asse agiscono forze opposte, che formano una coppia e fanno ruotare la bobina. Un commutatore a spazzole inverte la corrente a ogni mezzo giro, così la coppia spinge sempre nello stesso verso.

Coppia massima —
Coppia in questo istante —
Coppia media in un giro —
Momento magnetico —
τ = N I A B sin θ
m = N I A (momento magnetico)

Sui lati della bobina paralleli all’asse agiscono forze F = N I L B, uguali e opposte. Il loro momento dipende dall’angolo: τ = N I A B sin θ, massimo quando il piano della bobina è parallelo al campo, nullo quando è perpendicolare.

Senza il commutatore, dopo mezzo giro la coppia cambierebbe verso e la bobina oscillerebbe avanti e indietro. Il commutatore inverte la corrente proprio lì: la coppia resta sempre dello stesso segno (il grafico diventa |sin θ|), e la sua media è 2/π del massimo.

La bobina qui è quadrata, 4 cm di lato. I motori veri hanno più bobine sfasate, così la coppia è quasi costante, e un nucleo di ferro che rinforza il campo. Lo stesso dispositivo, fatto girare dall’esterno, diventa una dinamo.

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