Elektrische motor

Principe van een gelijkstroommotor

Een elektrische motor of een Elektromotor is een motor die op elektriciteit draait.

Elektromotoren worden onderverdeeld in gelijkstroom- en wisselstroommotoren. Gelijkstroom komt meestal uit een batterij, dus zoals bij alle motorische apparaten die op accu werken. Wisselstroom komt meestal vanaf het lichtnet, dus meestal voor motoren die je met een stekker in het stopcontact aansluit.

Geschiedenis

De Britse wetenschapper Michael Faraday was de eerste die elektrische energie in mechanische energie (beweging) wist om te zetten door middel van elektromagnetisme. Zijn 'motor' uit 1821 kon nog niet praktisch worden gebruikt, maar het was een begin.

De eerste praktisch werkende gelijkstroommotor die een werktuig aan kon drijven, werd in 1832 uitgevonden door de Britse wetenschapper William Sturgeon. Hij legde de basis voor de gelijkstroommotor. Al snel ontstonden er verbeterde elektromotoren. Een probleem was echter dat er nog geen goede en sterke batterijen bestonden. Zo'n 40 jaar later werd bij toeval ontdekt dat de ene dynamo een andere dynamo als motor kon laten draaien. Deze uitvinding werd gedaan door Hippolyte Fontaine en Zénobe Gramme.

In 1888 vond Nikola Tesla de eerste praktische inductiemotor uit. Zeg maar de eerste wisselstroommotor. Hij is ook de grondlegger van het wisselstroom elektriciteitnetwerk zoals we dat nog steeds kennen. Rond deze tijd werd ook de eerste elektrische auto gebouwd door Andreas Flocken, uit Duitsland. De eerste pogingen voor een elektisch wagentje werden daarvoor al gedaan door de Groningse hoogleraar Sibrandus Stratingh.

Globale werking

Door stroom (elektriciteit) door een elektrische spoel te laten lopen die om een metalen kern zit, wek je een magneetkracht op in die kern. Zet je daar tegenover een vaste magneet, dan zal deze de metalen kern in de spoel willen aantrekken of afstoten (afhankelijk van de stroomrichting). Door deze magneetkracht van duwen of trekken heb je dus al een vorm van beweging. Nu was het zaak om dit in een doorgaande draaiende beweging te krijgen. Maar om het ronddraaiende gedeelte van stroom te voorzien, zou de stroomdraad in de knoop draaien. Daarvoor werd voor de gelijkstroommotor eerst het sleepcontact en de collector uitgevonden (in de animatie het oranje gedeelte). Het sleepcontact bestaat meestal uit koolstof blokjes die slepen over de koperen collector. Bij een gelijkstroommotor heb je zeg maar een "plusspoel" (blauw) en een "minspoel" (rood) die respectievelijk door een tegenovergestelde vaste magneet worden aangetrokken. Door dit telkens af te wisselen ontstaat de draaing. Bij een wisselstroommotor gebeurt er iets vergelijkbaars, maar anders.

Probleem bij alle elektromotoren is dat er nogal wat warmte ontstaat. Vooral als de motor wordt tegengehouden in z'n draaing. Daarom draait er vrijwel altijd een koelvin mee, die de boel moet afkoelen. Een motor die vastdraait kan oververhit raken en in de brand vliegen. Daarom zit er tegenwoordig op draaiende apparaten een warmtebeveiliging die de stroom uitschakeld en dus de motor stil zet.

• 

  Principe van een gelijkstroommotor. De zwarte blokken zijn de vaste magneten. De gele lijn stelt de spoel voor. De blauwe blokjes zijn de sleepcontacten.

• 

  Klein speelgoedmotortje

• 

  Grote elektromotor

• 

  Een elektromonteur brengt de oranjerode spoeldraden aan in een op te knappen elektromotor

Elektromotoren heb je in allerlei sterktes en formaten. Van een kleine elektrische tandenborstelmotor tot zware motoren in bijvoorbeeld een hijskraan of een kermisattractie. Ze zijn niet meer weg te denken in onze maatschappij.