Перші конструкції електродвигунів постійного струму. Частина 1

Електрична машина пройшла довгий і складний шлях від фізичних іграшок і лабораторних приладів до завершених промислових конструкцій. Однак спочатку розвиток електричних генераторів і електричних двигунів йшло зовсім різними шляхами, що цілком відповідало станом науки про електрику і магнетизм того періоду: принцип оборотності електричної машини був відкритий в 30-х роках, але його використання в широких масштабах починається лише з 70-х років ХIХ століття.

Так як в період до 1870 р все перші споживачі електричної енергії харчувалися виключно постійним струмом і цей рід струму був найбільш вивчений, то і перші електричні машини були машинами постійного струму.

У розвитку електродвигуна постійного струму можна намітити три основних етапи, які нижче будуть послідовно розглянуті. Слід зауважити, що цей поділ на етапи є умовним, так як конструкції і принципи дії електродвигунів, характерні для одного етапу, в окремих випадках з'являлися знову через багато років; з іншого боку, більш пізні і більш прогресивні конструкції в їх зародковій формі нерідко можна знайти в первісному періоді розвитку електродвигуна.

Перший етап розвитку електричних двигунів постійного струму

Початковий період розвитку електродвигуна (1821 - 1834 рр.) Характеризується створенням фізичних приладів, які демонструють безперервне перетворення електричної енергії в механічну. Першим таким приладом була установка Фарадея для демонстрації взаємного обертання магнітів і провідників зі струмом.

Досліджуючи взаємодію провідників зі струмом і магнітів, Фарадей в 1821 р встановив, що електричний струм, що проходить по провіднику, може змусити цей провідник здійснювати обертання навколо магніту або викликати обертання магніту навколо провідника. Отже, досвід Фарадея був наочною ілюстрацією принципову можливість побудови електродвигуна.

Можливість перетворення електричної енергії в механічну була показана і в багатьох інших експериментах. Так, в книзі П. Барлоу «Дослідження магнітних притягання», опублікованій в 1824 р, описувалося пристрій, відоме під назвою «колеса Барлоу» і є одним з історичних пам'яток передісторії розвитку електродвигуна.

Колесо Барлоу за принципом дії є уніполярні електричну машину, що працює в руховому режимі: в результаті взаємодії магнітного поля постійних магнітів і струму, що проходить через обидва мідних зубчастих колеса, що сидять на одній осі, колеса починають швидко обертатися. Легко визначити (користуючись, наприклад, правилом лівої руки), що обидва колеса будуть обертатися в одному і тому ж напрямку.

Барлоу встановив, що зміна контактів або зміна положення полюсів магнітів негайно викликає зміну напрямку обертання коліс. Колесо Барлоу не мало практичного значення і залишається досі лабораторним демонстраційним приладом.

електродвигун Генрі

Характерним для першого етапу розвитку електродвигуна прикладом, що відображає інший напрямок у створенні конструктивних форм, є прилад американського фізика Дж. Генрі . Генрі в 1831 р опублікував статтю «Про рух, що гойдає, виробленому магнітним тяжінням і відштовхуванням», в якій він описав побудований ним електродвигун.

Це пристрій, як і колесо Барлоу, не пішла далі лабораторних демонстрацій, і сам винахідник не надавав йому серйозного значення.

В історичному аспекті електродвигун Генрі цікавий тим, що в цьому пристрої вперше зроблена спроба використовувати тяжіння різнойменних і відштовхування однойменних магнітних полюсів для отримання безперервного руху (у даному випадку - качательного). Зміна полярності електромагніту за рахунок зміни напрямку протікає по його обмотці струму приводило електромагніт в рівномірний рух, що гойдає.

У моделі, побудованої самим Генрі, електромагніт здійснював 75 ​​хитань на хвилину. Потужність двигунів подібного типу була дуже невеликий: один з таких двигунів, побудований в 1831 р, мав потужність 0,044 Вт (за сучасними підрахунками).

Як на першому етапі, так і пізніше було запропоновано багато конструкцій двигунів з качательним рухом якоря. Однак більш прогресивними виявилися спроби побудувати електродвигун з обертовим рухом якоря.

<< Попередня 1 [2] [3] [4] Наступна >>