Einphasenmotoren

Einphasenmotoren oder einphasige Motoren die elektrische Energie in mechanische Energie umwandeln. Sie sind von folgenden Merkmalen gekennzeichnet:

- Es wird eine Wellenleistung von weniger als 3 kW verwendet

- Ihr Stromkreis hat zwei Drähte, durch die der Strom fließt

- Sie haben eine Leistung von 10 PS

Der Betrieb eines Einphasenmotors ist derselbe wie der eines Drehstrommotors. Beide beruhen auf dem Prinzip der Anziehung und Abstoßung zwischen dem Magneten und dem Kern des elektrischen Stroms.

Der einphasige 220-V-Motor

Einphasige 220-Volt-Wechselstrommotoren werden zum Pumpen von Wasser aus Brunnen verwendet. Noch häufiger werden sie im Alltag allerdings für die Klimatisierung verwendet.

Woraus besteht ein Einphasenmotor

Ein Einphasenmotor besteht aus folgenden Teilen:

- Stator → der feste Teil des Motors mit einem Kern aus Stahlblech.

- Rotor → der Teil des Motors, der sich auf Metallstäben befindet, die die Aufgabe haben, Strom zu leiten.

- Rosette → die Halterung für den Rotor.

- Gehäuse → der Teil, der die internen Elemente des Motors schützt.

- Drehende Schnittstelle → der Teil des Motors, der die Spannung zirkulieren lässt.

Der Einphasen-Asynchronmotor ist eine Variante des Synchronmotors mit einem Käfigläufer. Dieser Motortyp hat zwei Magnetfelder, die sich in entgegengesetzter Richtung drehen. Außerdem haben sie ihre Stangen in hervorstehender Form. Es gibt verschiedene Arten von Induktionsmotoren:

• Induktionsmotor mit getrennter Phase

• Induktionsmotor mit Kondensatoranlauf

• Induktionsmotor mit Kondensatoranlauf und Kondensatorbetrieb

• Induktionsmotor mit Spaltpolen

Arten von Einphasenmotoren:

-Anlaufphase = In dieser Phase befinden sich die Hilfswicklung und die Anlaufwicklung. Die Hilfswicklung ist für den Start des Motors erforderlich. Die Anlaufwicklung ist jedoch nur im Moment des Starts erforderlich.

-Gesplittete Phase mit Kondensatoranlauf = Zu diesem Zweck wird ein Kondensator an die Anlaufwicklung der vorherigen Phase angeschlossen.

Kurzgeschlossene Schleifenphase = In dieser Phase kann es zu einer Änderung der Position des Rotors im Stator kommen

Wo werden einphasige Motoren eingesetzt?

Einphasige Motoren können für nicht-industrielle Anwendungen, wie z. B. im Haushalt oder im Büro verwendet werden. Auch in Bohrmaschinen, Mischern oder Kompressoren können wir diese Art von Motoren finden.

Induzierter Magnetismus

Mit dem Begriff induzierter Magnetismus wird ein nicht-magnetisiertes Material bezeichnet, das mit einem Pol eines Permanentmagneten in Kontakt kommt. Folglich wird das nicht-magnetische Material zu einem Magneten. Sobald das Magnetfeld verschwindet, verliert dieser Magnet seinen Magnetismus.

Die magnetischen Domänen im Inneren sind für einen Moment in Richtung eines äußeren Magnetfeldes ausgerichtet.

Die induzierte Magnetisierung ist proportional zur Magnetfeldstärke des Magneten, der den Magnetismus induziert, d. h. je stärker die ursprüngliche Feldstärke, desto mehr Magnetismus wird induziert.

Die magnetische Feldstärke lässt sich aus dem Faraday'schen Gesetz ableiten.

Die magnetische Induktion ist das Maß, mit dem die Konzentration des magnetischen Flusses gemessen wird. Der magnetische Fluss ist die Anzahl der magnetischen Feldlinien auf einer Oberfläche. Um die magnetische Induktion zu erhalten, müssen wir die folgenden Formeln anwenden:

• Wenn sie sich in einem magnetischen Medium befindet:

B = µ·H

• Wenn sie sich in einem Vakuum befindet:

B₀ = H

Um den magnetischen Fluss zu erfahren, müssen wir folgende Gleichung anwenden:

Φ = magnetischer Fluss

B = magnetisches Feld in Tesla

S = Oberfläche

Induzierte Magnete

Induzierte Magnete sind Elemente mit einem sogenannten induzierten Magnetismus. Temporäre - oder eben induzierte Magnete -werden aus weichmagnetischen Materialien wie Eisen, Kobalt und Nickel hergestellt. Diese Magnete können magnetisiert und entmagnetisiert werden, ein einfaches Beispiel ist ein Elektromagnet oder eine Spule. Induzierter Strom ist die Stromart der elektromagnetischen Induktion, also ein elektrischer Strom, der durch Änderung seines Potenzials von seiner Polarität abweicht.

Der Unterschied zwischen einem induzierten Magneten und einem Dauermagneten

Ein induzierter Magnet ist ein temporärer Magnet, der nur für einen Moment eine magnetische Ladung halten kann, nachdem er einer magnetischen Kraft ausgesetzt wurde. Ein Dauermagnet hingegen behält seine Ladung ohne temporäres Limit.

Die häufigsten Beispiele für induzierten Magnetismus sind:

• Clips
• Elektrische Batterien
• Stromerzeuger
• Transformatoren

Das Experiment von Gilbert und der induzierte Magnetismus

Gilbert platzierte zwei parallele Eisenstangen mit Hilfe von Ketten auf einer Kugel, wobei er feststellte, dass sich die beiden Stäbe gegenseitig abstoßen.

Das klassische Modell der freien Elektronen

Das klassische Modell der freien Elektronen besteht aus Metallatomen, die in einer kristallinen Struktur angeordnet sind, die schwingen kann. Dieses Elektron hat eine gasähnliche Wahrnehmung von Elektronen. Anders als gewöhnliche Gasmoleküle. Diese Elektronen haben ihren Namen durch ihre freie Ladungen bekommen.

Die Geschwindigkeit des freien Elektrons ist 0 und es findet kein elektrisches Feld. Sobald allerdings ein elektrisches Feld auftritt, bewegen sich die freien Elektronen in Richtung des positiven Potenzials.

Diese Theorie erklärt, warum Metalle die Fähigkeit haben, Elektrizität zu leiten. Nach dieser Theorie sind mehr als die Hälfte der im Periodensystem vorkommenden Elemente Metalle.

Die Art der Struktur:

Das Modell der freien Elektronen soll das Verhalten der Valenzelektronen in einer kristallinen Struktur eines festen Metalls darstellen. Es gibt drei Kristallstrukturen:

- BCC → Zentriertes kubisches Gitter, die Atome befinden sich an den Eckpunkten in der Mitte des Würfels.

- FCC → kubisch-flächenzentriertes Gitter, die Atome befinden sich an den Ecken und Flächen des Würfels.

- HCP → Kompaktes hexagonales Gitter, das sich im Gegensatz zu den vorhergehenden Gittern am Scheitelpunkt eines hexagonalen Prismas befindet, wie auf dem folgenden Bild zu sehen ist:

Die Arten von Modellen und Theorien

Das klassische Modell der freien Elektronen wird von mehreren Modellen gebildet:

- Das Modell von Drude → Zwischen den Stößen bewegen sich die Elektronen frei, ohne sich mit anderen Elektromagneten zu verbinden. Die Annäherung der Elektromagneten unabhängig voneinander wird auch als freie Elektronen bezeichnet.

- Das Sommerfeld-Modell → In diesem Modell haben die Elektronen keine Beziehung zu den Atomkernen, sie sind wie freie Teilchen.

Es gibt 3 Theorien über das freie Elektron:

1. Die klassische Theorie der freien Elektronen = diese Theorie war die erste im Jahr 1900 und diejenige, die freie Elektronen enthält, die für die elektrische Leitfähigkeit verantwortlich sind.

2. Die Theorie der freien Quantenelektronen = aufbauend auf der vorhergehenden Theorie besagt diese 1928 aufgestellte Theorie, dass sich die Elektronen mit einem konstanten Potential frei bewegen.

3. Die Zonentheorie = hier stellt man fest, dass das Potenzial im Verhältnis zu drei steht. Diese Theorie ist als Bändertheorie der Festkörper bekannt.