Il motore elettrico funziona secondo il principio dell’induzione elettromagnetica. Quando una corrente elettrica scorre attraverso un conduttore posto in un campo magnetico, viene esercitata una forza sul conduttore facendolo muovere. In un motore elettrico, questo principio viene utilizzato per generare movimento rotatorio. L’interazione tra il campo magnetico prodotto dai magneti permanenti o dagli elettromagneti del motore e la corrente elettrica che scorre attraverso le bobine del motore crea una coppia che aziona l’albero del motore.
Una macchina elettrica, che comprende sia motori che generatori, funziona secondo il principio dell’induzione elettromagnetica. Quando un conduttore elettrico si muove all’interno di un campo magnetico o quando il campo magnetico attorno a un conduttore cambia, nel conduttore viene indotta una forza elettromotrice (EMF). In un motore, questa forza elettromagnetica indotta fa sì che la corrente fluisca attraverso i conduttori, generando una forza che produce movimento meccanico. La differenza fondamentale tra motori e generatori risiede nel modo in cui utilizzano questo principio: i motori convertono l’energia elettrica in energia meccanica, mentre i generatori convertono l’energia meccanica in energia elettrica.
Gli anelli divisi (commutatore) in un motore CC svolgono un ruolo cruciale nell’invertire la direzione del flusso di corrente attraverso le bobine dell’armatura del motore. Mentre l’indotto ruota, gli anelli apribili modificano periodicamente la connessione delle bobine dell’indotto al circuito esterno, garantendo che la coppia prodotta dal motore rimanga nella stessa direzione. Questo processo di commutazione consente ai motori CC di mantenere un movimento rotatorio continuo.
I motori CC sono costituiti da diversi componenti chiave: uno statore (parte stazionaria) con magneti permanenti o elettromagneti e un’armatura (parte rotante) con bobine di filo. Quando una corrente elettrica passa attraverso l’armatura, interagisce con il campo magnetico prodotto dallo statore, generando una coppia che fa ruotare l’armatura. Il senso di rotazione può essere invertito cambiando la polarità della corrente che scorre attraverso l’armatura o utilizzando un commutatore ad anello diviso.
Nell’ambito dell’istruzione di Classe 10, i motori elettrici trovano applicazioni pratiche in vari dispositivi e sistemi. Sono comunemente utilizzati negli elettrodomestici come ventilatori, miscelatori e lavatrici per convertire l’energia elettrica in energia meccanica. I motori elettrici sono utilizzati anche nei macchinari industriali, nei trasporti (ad esempio, nei veicoli elettrici) e nella robotica. Comprenderne il funzionamento e le applicazioni è fondamentale affinché gli studenti comprendano i principi dell’elettromagnetismo e del movimento meccanico nella tecnologia moderna.