Der Elektromotor arbeitet nach dem Prinzip der elektromagnetischen Induktion. Wenn ein elektrischer Strom durch einen Leiter fließt, der sich in einem Magnetfeld befindet, wird eine Kraft auf den Leiter ausgeübt, die ihn in Bewegung versetzt. Bei einem Elektromotor wird dieses Prinzip genutzt, um eine Drehbewegung zu erzeugen. Die Wechselwirkung zwischen dem von den Permanentmagneten oder Elektromagneten des Motors erzeugten Magnetfeld und dem durch die Motorspulen fließenden elektrischen Strom erzeugt ein Drehmoment, das die Motorwelle antreibt.
Eine elektrische Maschine, die sowohl Motoren als auch Generatoren umfasst, arbeitet nach dem Prinzip der elektromagnetischen Induktion. Wenn sich ein elektrischer Leiter in einem Magnetfeld bewegt oder wenn sich das Magnetfeld um einen Leiter ändert, wird im Leiter eine elektromotorische Kraft (EMF) induziert. In einem Motor führt diese induzierte EMF dazu, dass Strom durch die Leiter fließt und eine Kraft erzeugt, die eine mechanische Bewegung erzeugt. Der wesentliche Unterschied zwischen Motoren und Generatoren liegt darin, wie sie dieses Prinzip nutzen: Motoren wandeln elektrische Energie in mechanische Energie um, während Generatoren mechanische Energie in elektrische Energie umwandeln.
Die Spaltringe (Kommutator) in einem Gleichstrommotor spielen eine entscheidende Rolle bei der Umkehr der Richtung des Stromflusses durch die Ankerspulen des Motors. Während sich der Anker dreht, ändern die Spaltringe periodisch die Verbindung der Ankerspulen mit dem externen Stromkreis und stellen so sicher, dass das vom Motor erzeugte Drehmoment in der gleichen Richtung bleibt. Dieser Kommutierungsprozess ermöglicht es Gleichstrommotoren, eine kontinuierliche Drehbewegung aufrechtzuerhalten.
Gleichstrommotoren bestehen aus mehreren Hauptkomponenten: einem Stator (stationärer Teil) mit Permanentmagneten oder Elektromagneten und einem Anker (rotierender Teil) mit Drahtspulen. Wenn ein elektrischer Strom durch den Anker fließt, interagiert dieser mit dem vom Stator erzeugten Magnetfeld und erzeugt ein Drehmoment, das den Anker in Drehung versetzt. Die Drehrichtungsumkehr kann durch Umpolen des durch den Anker fließenden Stroms oder durch den Einsatz eines Spaltringkommutators erfolgen.
Im Rahmen der Ausbildung der Klasse 10 finden Elektromotoren praktische Anwendungen in verschiedenen Geräten und Systemen. Sie werden häufig in Haushaltsgeräten wie Ventilatoren, Mixern und Waschmaschinen verwendet, um elektrische Energie in mechanische Energie umzuwandeln. Elektromotoren werden auch in Industriemaschinen, Transportmitteln (z. B. Elektrofahrzeugen) und Robotik eingesetzt. Das Verständnis ihrer Funktionsweise und Anwendungen ist für Studierende von grundlegender Bedeutung, um die Prinzipien des Elektromagnetismus und der mechanischen Bewegung in der modernen Technologie zu verstehen.