By
L’elettricità, da novità sperimentale, è diventata parte integrante della vita moderna. L’elettricità fornisce illuminazione, climatizzazione, intrattenimento e altro ancora. Per fornire elettricità, le persone convertono altre forme di energia in energia elettrica per alimentare sistemi e dispositivi che le persone danno per scontati.
Motori elettrici e Generatori possono essere classificati in base a diversi fattori, inclusi i principi operativi e le funzioni fondamentali. La produzione o il consumo di energia elettrica, nonché la presenza di corrente all'interno degli avvolgimenti e degli elementi di trascinamento, sono fattori critici che differenziano i motori elettrici dai generatori. Sia i motori elettrici che i generatori funzionano in base alla legge di Fleming.
Comprendere la conversione dell'energia da una forma all'altra è essenziale per distinguere tra motori elettrici e generatori. I motori elettrici convertono l'energia elettrica in energia meccanica che alimenta vari macchinari. Al contrario, i generatori trasformano l’energia meccanica in energia elettrica.
Le principali differenze tra un motore e un generatore
I motori elettrici e i generatori sono molto diversi per funzione e scopo. Ma entrambi sono strettamente integrati con la legge di Faraday per supportare il principio dell’induzione elettromagnetica.
Nel 1831, il fisico Michael Faraday fece una scoperta rivoluzionaria nel campo dell'elettromagnetismo. Il suo lavoro sull'induzione elettromagnetica ha scoperto una connessione significativa tra fenomeni magnetici ed elettrici. È interessante notare che un altro fisico di nome Joseph Henry fece indipendentemente una scoperta simile nel 1832. Tuttavia, Faraday fu il primo a consolidare le sue scoperte, guadagnandosi il merito di questa scoperta. Successivamente, James Clerk Maxwell sviluppò la formula di Faraday-Maxwell, che esprimeva matematicamente le scoperte di Faraday.
La legge di induzione di Faraday è un principio fisico fondamentale che prevede e rileva accuratamente come i campi magnetici interagiscono con i circuiti elettrici per produrre forza elettromotrice (EMF). I campi elettromagnetici sono in grado di convertire diverse forme di energia, come l’energia meccanica, in energia elettrica. Questa legge fondamentale della fisica è alla base dello sviluppo di motori e generatori elettrici. Nonostante operino su funzioni opposte, entrambe queste macchine si basano sugli stessi principi di base della fisica.
Sia i motori elettrici che i generatori rientrano nella categoria delle macchine. La differenza principale tra motori elettrici e generatori è che i motori elettrici convertono l'energia elettrica in forma meccanica, mentre i generatori fanno il contrario. I motori elettrici sfruttano l’elettricità, mentre i generatori generano elettricità. Impariamo di più sulle differenze tra motori elettrici e generatori comprendendone le basi.
Comprendere la distinzione tra motori elettrici e generatori è fondamentale nel campo della fisica dell'elettricità. Questo articolo mira a delineare le principali differenze tra queste due entità. Tuttavia, prima di approfondire le loro disparità, è essenziale coglierne i concetti fondamentali, le strutture, le funzioni e altri dettagli pertinenti.
Cos'è un motore?
Un motore elettrico è un motore che converte l'energia elettrica in energia meccanica. I motori elettrici sono alimentati da corrente continua (corrente continua) (incluso un veicolo a motore, una batteria o un raddrizzatore) o corrente alternata (corrente alternata) (incluso un inverter, una rete o un generatore).
Motori elettrici: Dall'energia elettrica all'energia meccanica
Il principio di funzionamento di un motore elettrico è semplice. Invece di convertire l'energia meccanica in energia elettrica, i motori elettrici convertono l'energia elettrica in energia meccanica. I motori elettrici sono utilizzati in un'ampia gamma di applicazioni, dagli elettrodomestici di uso quotidiano ai macchinari di produzione industriale.
Per generare energia meccanica, il rotore fa ruotare l'albero, mentre lo statore è costituito da magneti permanenti o avvolgimenti della bobina con un sottile nucleo disco collegato insieme. Questi strati creano una minore perdita di energia rispetto a quando viene utilizzato un nucleo solido senza laminazione. Il piccolo traferro tra il rotore e lo statore è vantaggioso per aumentare la corrente di eccitazione.
Sebbene i motori elettrici possano essere elettrostatici, piezoelettrici o magnetici, la maggior parte dei nuovi motori utilizza magneti. Questi motori possono funzionare con corrente continua o alternata e varie dimensioni possono essere utilizzate in una vasta gamma di applicazioni. Dai grandi motori elettrici che alimentano i macchinari di produzione industriale ai minuscoli motori degli orologi alimentati a batteria, questa tecnologia durevole ma sofisticata è essenziale nella vita moderna.
Definizione di motore
I motori elettrici producono forza sotto forma di coppia esercitata sull’albero attraverso il coordinamento tra la corrente negli avvolgimenti e il campo magnetico del motore. I motori elettrici si muovono in modo continuo o lineare su distanze considerevoli rispetto alle loro dimensioni. Utilizza tre diversi metodi fisici: elettrostatico, magnetico e piezoelettrico.
Motore a corrente alternata
Può convertire facilmente la corrente alternata in uscita meccanica. Lo dividiamo ulteriormente in tre forme; sono induttivi, sincroni e lineari.
-Il motore a induzione è ulteriormente classificato in base al rotore, incluso il rotore avvolto in fase e il rotore a gabbia di scoiattolo, e la base della fase, inclusa la forma monofase e la forma trifase.
Motore lineare.
-Motore sincrono, ulteriormente classificato come motore a riluttanza e motore a isteresi.
motore a corrente continua
Converte semplicemente la corrente continua in uscita meccanica. Si divide principalmente in due forme:
-Tipo eccitato separatamente.
-Il tipo autoeccitato è ulteriormente classificato come motore in serie, motore shunt, motore con avvolgimento composto, motore shunt lungo e motore shunt corto.
Definizione di generatore
I generatori convertono l'energia meccanica in uscita elettrica da utilizzare in circuiti esterni. Le fonti di energia meccanica includono turbine a gas, turbine idrauliche, turbine a vapore, ecc. Esistono due tipi di generatori elettromagnetici ampiamente utilizzati, inclusi generatori e alternatori.
I generatori producono corrente continua pulsata all'interno di un commutatore, mentre gli alternatori producono corrente alternata.
Corrente continua (DC)
I generatori utilizzano un commutatore per produrre corrente continua. È anche autoeccitante.
Una forma è il generatore unipolare. Si tratta di un sistema elettrico CC costituito da un disco o cilindro conduttivo che si muove su un piano perpendicolare a un campo magnetico uniforme.
L'altro è il generatore magnetoidrodinamico (MHD). Può estrarre energia elettrica direttamente dai gas caldi che si muovono all'interno di un campo magnetico senza l'uso di un sistema elettromagnetico in movimento.
Corrente alternata (AC)
Il dispositivo di induzione fa ruotare meccanicamente il rotore più velocemente della velocità sincrona, fornendo così uno scorrimento negativo.
Generatore lineare: In questo tipo, un magnete in movimento scorre avanti e indietro all'interno di un solenoide (una bobina di materiale di rame), stimolando la corrente alternata nel filo.
Generatori di frequenza costante a velocità variabile: Questi generatori possono essere utilizzati per raccogliere energia meccanica dalle risorse naturali (maree, vento, ecc.) per generare elettricità.
Principali differenze tra motore e generatore
Definizione
Un motore elettrico è un dispositivo che converte l'energia elettrica in energia meccanica, mentre un generatore è uno strumento che converte l'energia meccanica in energia elettrica.
Regola
I motori elettrici seguono la regola della mano sinistra di Fleming, mentre i generatori funzionano secondo la regola della mano destra di Fleming.
Principio
Il principio di funzionamento di un motore elettrico dipende dalla forza esercitata da un conduttore percorso da corrente in un ambiente magnetico. Tuttavia, il principio di funzionamento di un generatore si basa su fenomeni elettromagnetici.
Forza motrice dell'albero
L’albero del motore è azionato magneticamente, con una modifica tra l’armatura e il campo magnetico. L’albero del generatore è collegato a un rotore azionato da energia meccanica.
Fonte d'energia
La rete e l'alimentazione elettrica sono la fonte di energia per il motore. Turbine ad acqua, turbine a vapore e motori a combustione interna sono le principali fonti di generatori.
Utilizzo attuale
In un motore la corrente viene fornita dall'avvolgimento dell'indotto. Invece, la corrente viene prodotta nell'avvolgimento dell'indotto del generatore.
Tipo
I principali tipi di motori sono motori CC con spazzole, motori lineari, motori CC senza spazzole, azionamenti diretti, motori CA senza spazzole, servomotori e motori passo-passo. Le tre forme base di generatori sono portatili, inverter e standby.
Esempio
Ventilatori da soffitto, automobili, ecc. sono esempi di motori elettrici. Allo stesso tempo, i generatori sono comunemente utilizzati anche nelle centrali elettriche per produrre elettricità.
Differenze chiave tra motori elettrici e generatori
-I motori elettrici convertono l'energia elettrica in energia meccanica, mentre i generatori fanno il contrario.
-I motori elettrici utilizzano l'elettricità, ma i generatori producono elettricità.
-L'albero di un motore funziona grazie alla forza magnetica generata tra l'armatura e l'avvolgimento di campo, mentre nel caso di un generatore l'albero è collegato al rotore e funziona grazie all'energia meccanica.
-In un motore elettrico la corrente dovrebbe essere fornita all'avvolgimento dell'indotto, mentre in un generatore la corrente viene generata nell'avvolgimento dell'indotto.
-I motori elettrici funzionano secondo la regola della mano sinistra di Fleming, mentre i generatori seguono la regola della mano destra di Fleming.
-Un esempio di motore elettrico è visto nel contesto delle biciclette o delle automobili elettriche.
Al contrario, i generatori trovano applicazione nelle centrali energetiche, dove una turbina funge da meccanismo per convertire la forza meccanica derivata dall’acqua che cade in una diga in elettricità.
Queste sono le principali differenze tra motori elettrici e generatori. La scelta adeguata tra motori elettrici e generatori può essere effettuata in base ai requisiti, applicazione e tipo di fonte di alimentazione.
