Motoren en generatoren zijn elektromagnetische apparaten. Ze hebben de stroomvoerende loops die in magnetische velden draaien. Dit snel veranderende magnetisch veld produceert elektromotorische krachten, genaamd elektromagnetische velden of spanningen. Elektromotoren en generatoren zijn het tegenovergestelde van elkaar. Elektromotoren omzetten elektrische energie in mechanische energie, terwijl de elektrische generatoren mechanische energie omzetten in elektrische energie.
Bouw
Elektromotoren en generatoren hebben stroomvoerende loops die continu in een magnetisch veld draaien. De lussen zijn gewikkeld rond een ijzeren kern genoemd een armatuur dat het magnetisch veld binnenkant van hen sterker maakt. De stroom in de lussen keert richting waardoor de armatuur en vandaar de lussen voortdurend draaien. De veranderende richting van de loops zorgt ervoor dat een geïnduceerde emf moeten worden gegenereerd.
EMF is kort voor elektromotorische kracht. Het is niet een kracht, maar is het potentiaalverschil tussen de terminals van een apparaat dat een vorm van energie in elektrische energie verandert. Een batterij, bijvoorbeeld chemische energie omzet in elektrische energie, en dus is een bron van emf. Een potentiaalverschil is een spanning.
De geïnduceerde emf gemaakt door de beweging van de lussen wordt groter hoe sneller het magnetisch veld wordt gewijzigd. Dit is de Faraday wet van inductie, vernoemd naar zijn ontdekker, de beroemde fysicus Michael Faraday.
AC generatoren
AC generatoren zijn tegenovergestelde van motoren, omdat ze de mechanische energie in die van elektrische omzetten. Mechanische energie gebruikt voor het draaien van de lussen in het magnetisch veld, en het gegenereerde emf is een sine-wave die in de tijd varieert. Stoom gemaakt van verbranding van fossiele brandstoffen zoals steenkool, olie en aardgas is een gemeenschappelijke bron in landen zoals de Verenigde Staten. In Europa, wordt kernsplijting gebruikt voor het maken van stoom. In sommige waterkrachtcentrales, zoals die gevonden bij de Niagara Falls, wordt waterdruk gebruikt om de turbines draaien. Turbines zijn rotoren met lamellen of messen. Wind en water worden niet algemeen gebruikt als fossiele brandstoffen voor mechanische energie omdat ze niet zo efficiënt en duurder zijn.
AC-motoren
AC motoren omzetten elektrische energie naar die van mechanische. Wisselstroom wordt gebruikt om de lussen in het magnetisch veld draaien. De huidige produceren meeste AC motoren met behulp van inductie. Een elektromagneet zorgt ervoor dat het magnetisch veld en maakt gebruik van de dezelfde spanning als de spoelen.
![]()
DC-motoren en generatoren
DC-motoren en generatoren zijn vergelijkbaar met hun tegenhangers van de AC, behalve dat ze een split ring een commutator genoemd hebben. De commutator is aangesloten op de elektrische contacten genoemd borstels. De veranderende richting van de stroom door de commutator zorgt ervoor dat de armatuur en dus de lussen om te draaien. Het magnetisch veld dat de armatuur draait in mogelijk een permanente magneet of de elektromagneet. DC generatoren hebben een gegenereerde emf is gelijkstroom.
![]()
Motoren in vergelijking met generatoren
Alle motoren zijn generatoren. De emf in een generator verhoogt de efficiëntie, maar een emf in een motor draagt bij aan energieverspilling en inefficiëntie in de prestaties. Een terug emf is een weerstand om te veranderen in een magnetisch veld. Een terug emf verschijnt in een motor nadat het is ingeschakeld, hoewel niet onmiddellijk. Het vermindert de stroom in de lus, en groter als de snelheid van de verhogingen van de motor wordt. Dit zorgt ervoor dat de stroomvoorziening van de motor ook toenemen, vooral onder ladingen die erg groot zijn.
