[전기 모터 회전 원리 3/3] 쉽게 배우는 전기 모터 원리입니다. 앙페르 오른나사 법칙 / 앙페르 오른손 법칙 / 플레밍의 왼손법칙 / 소형 모터 / 모터 회전 원리 / 전기모터 원리/ 전기모터 회전 원리 / 모터 구동원리
전기 모터 원리 3탄을 마지막으로 모터 회전 원리를 정리하려고 합니다. 1탄에서는 자기력, 자기장(자계), 자속, 자기력선, 플레밍의 왼손법칙 등등 모터가 회전하는 원리를 이해하기 위한 기본 전기이론에 대해 학습했으며 2탄에서는 전류가 흐르는 도선에 회전하는 힘을 가하기 위해서 앙페르 오른나사 법칙을 이용했다는 사실을 학습했습니다.
오늘 마지막 3탄으로 앞서 배운 기초 지식들로 모터가 회전하는 원리와 응용에 대해서 학습하겠습니다. 모터는 크게 고정자 자석(N극, S극), 축, 베어링, 전기자 코일(회전자), 브러시, 정류자 등등으로 구성되어 있습니다. 모터를 구성하는 부품을 알기 전에 회전 원리를 알고 구성 부품을 이해하는 것이 훨씬 도움이 될 것이다. 모터 구조는 맨 아래에 작성해놓겠습니다.
모터는 전기자 코일에 전류를 흐르게 하면 플레밍의 왼손 법칙과 앙페르 오른나사 법칙에 의하여 회전을 하게 됩니다.
- 위의 사진은 이해를 돕기 위한 사진이며 아래 PPT 파일 자료로 설명하겠습니다.
- 복습 차원에서 플레밍의 왼손법칙으로 검지는 자기장의 방향, 중지는 전류의 방향, 엄지는 힘의 방향이 됩니다.
- 복습 차원에서 앙페르의 오른나사 법칙은 전류의 방향을 엄지손가락이라 하며 나머지 네 손가락은 자기장의 방향 즉, 자기력선의 방향이 됩니다.
- 고정자 자석은 전기자가 전기적 연결을 할 수 있도록 자속을 만들어주는 역할을 합니다.
- N극에서 S극으로 흐르는 자속의 방향은 1번 회전에서 같은 방향으로 힘을 더 강하게 줍니다.
- N극에서 S극으로 흐르는 자속의 방향은 2번 회전에서 반대 방향으로 흐름으로 힘을 덜 받게 됩니다.
- 이때 힘의 밀도 차이에 의해서 회전자가 높은 곳에서 낮은 곳으로 회전을 하게 됩니다. 모든 힘은 높은 쪽(고) 낮은 쪽(저)으로 흐릅니다.
- +방향의 1번 회전은 앙페르 오른나사 법칙에 의해서 아래로 내려가려고 하며, -방향의 2번 회전은 위로 올라가려고 할 것입니다.
- 1번 회전은 아래로 내려갈 것이고 2번 회전은 위로 올라가면서 회전자가 회전력(토크)을 얻으면서 회전을 하게 됩니다.
- 회전자 도선 속에 흐르는 전류는 고정자와 전기적 연결과 플레밍의 왼손 법칙에 의해서 힘이 생겨납니다.
- 이때 발생한 힘에 의해서 회전자가 계속해서 돌아갈 수 있게 됩니다.
- 회전자에 코일을 많이 감을수록 회전하는 힘과 속도가 증가합니다.
모터 내부 구조에 대해서 알아보자.
- 전기자 코일(회전자) : 모터로 전원이 공급되면 모터가 회전을 합니다. 이때 전류가 흐르는 곳이 전기 자이며 직접 회전운동을 만들어내는 곳이기도 합니다.
- 고정자 자석 : 모터 내부에 고정되어 있는 자석 부분을 말한다. 전기자 코일(회전자)에 전류가 흐르면 회전을 하며 이때 전기자가 전기적으로 연결될 수 있도록 자속을 만들어주는 역할이 바로 고정자 자석의 역할이다.
- 정류자 : 외부로부터 들어오는 직류를 교류로 바꾸어 주는 역할을 한다. 이때 교류를 바꾸는 이유는 플레밍의 왼손 법칙에 의하여 힘이 계속 바뀌어야 모터가 회전할 수 있기 때문에 교류를 공급함으로 전류의 방향을 계속 바꾸어준다.
- 베어링 : 회전하고 있는 모터의 회전축을 고정시키고 축을 회전시키는 역할을 한다.
- 축 : 동력을 전달하는 막대 모양의 기계적인 부품이다. 모터에서는 회전 운동을 전달한다.
*사진은 나무 위키에서 참조했습니다.
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