Nell’articolo di oggi andremo a fare una panoramica generale sui motori elettrici, spiegandone il principio di funzionamento. Buona Lettura!
Che cos’è un motore elettrico?
Un motore è un dispositivo in grado di fornire potenza, dunque un motore elettrico estrarrà potenza sfruttando l’utilizzo della corrente elettrica.
Il principio di funzionamento di un motore elettrico può variare a seconda del tipo di motore che stiamo analizzando. Alla base, comunque, abbiamo sempre lo stesso concetto: avremo uno statore (ovvero una parte fissa, che solitamente è la cassa del motore), un rotore (una parte rotante, al centro dello statore) ed otterremo una rotazione per via degli effetti magnetici dovuti al passaggio di corrente.
Prima di andare a vedere e descrivere i tipi di motori esistenti, è necessario procedere alla spiegazione di un concetto importante: la relazione che abbiamo tra campo elettrico e campo magnetico, che resta alla base di tutto ciò.
Rapporto campo elettrico – campo magnetico
Il principio alla base della generazione di potenza elettrica consiste nell’interazione tra campo elettrico e campo magnetico. Supponiamo di avere un cavo elettrico, in cui passa corrente secondo una data direzione: il campo elettrico generato darà luogo a sua volta ad un campo magnetico attorno al cavo stesso, secondo la direzione dettata dalla regola della mano destra.
Allo stesso modo, avvolgendo un cavo elettrico per formare una spira e facendo passare corrente al suo interno, indurremo un campo elettrico che seguirà il percorso circolare del cavo stesso; dunque, al contrario di prima, il campo magnetico che verrà indotto avrà direzione rettilinea (sempre seguendo la regola della mano destra, ma questa volta al contrario).
Se a questi effetti di campo magnetico indotto aggiungiamo la presenza di un magnete permanente (una calamita, per intenderci), che genera a sua volta un campo magnetico permanente, quello che otterremo saranno delle attrazioni tra i due corpi dovuti all’interazione tra i due campi. Modulando la corrente in maniera opportuna, possiamo fare in modo che quest’attrazione faccia ruotare in una sola direzione il rotore. Andremo a vedere nei prossimi paragrafi come ciò sia realizzato.
Motori a corrente continua
La prima (e più importante) divisione che è possibile fare è tra motori elettrici a corrente continua (o DC) e corrente alternata (o AC).
I motori a corrente continua sono costituiti come segue: abbiamo una bobina a contatto con 2 spazzole, le quali vengono alimentate da corrente continua. La corrente pertanto arriverà alla prima spazzola, farà il giro della spira per poi rientrare dalla seconda spazzola. La spira è immersa in un campo magnetico generato da 2 magneti permanenti (2 calamite, per intenderci). Questa combinazione campo magnetico/corrente genererà una forza che farà ruotare la spira. Essendo la direzione del campo sempre costante, ad un certo punto la direzione della forza non sarà più tale da permettere la rotazione della spira: sarà questo il punto in cui, grazie alle spazzole, si invertirà senso di alimentazione e le forze torneranno ad essere efficaci.
Motori a corrente alternata
I motori a corrente alternata hanno un funzionamento opposto: i cosiddetti poli, presenti sullo statore, vengono magnetizzati per via del passaggio di corrente, mentre il rotore è costituito da un magnete permanente attratto dai poli magnetizzati.
L’alternanza della corrente fa in modo che il campo magnetico da essi generato sia variabile ed in continua opposizione: in questa maniera, quando il rotore (magnete permanente) viene attratto da un polo ed arriva in posizione, il polo stesso viene smagnetizzato (gli viene tolta corrente) e viene magnetizzato il successivo, in maniera che il rotore sia sempre “alla rincorsa”.
Motori monofase e trifase
Sia per i motori in corrente continua che in corrente alternata, avremo la suddivisione in motori monofase e trifase.
Per un motore a corrente continua, la differenza tra monofase e trifase sarà nel numero di spazzole a disposizione (6 invece che 2): il fatto che, in un giro completo, vi sia un numero maggiore di spazzole, garantirà un numero di attrazioni maggiori (esattamente 6 in un giro in questo caso), dunque per ogni attrazione la corsa da compiere sarà minore. Pertanto, nel complesso, quello che otterremo sarà una rotazione più costante, con meno scompensi.
Per un motore a corrente alternata, la differenza tra monofase e trifase sarà costituita dal numero di poli (2 per il monofase, 6 per il trifase): l’idea resta sempre la stessa del motore a corrente continua (ovvero maggiore numero di poli, rotazione più omogenea)
Conclusioni
Spero che l’articolo di oggi vi sia stato utile. Fatemi sapere cosa ne pensate nei commenti. A presto
Luca