Wie funktioniert ein Gleichstrommotor, wenn er an eine Stromversorgung angeschlossen ist, aber keinen Widerstand?

8

Ich habe einen 12-V-Gleichstrommotor nur an eine 12-V-Batterie angeschlossen. Der Motor drehte sich einwandfrei.

Aber meine Frage ist, dass, wenn Sie keinen Widerstand an die Schaltung angeschlossen haben, der Strom theoretisch unendlich ist und dies den Motor verbrennen sollte, aber in der Realität passiert das nicht so. Kann jemand erklären warum und wie?

batteries current dc-motor ohms-law Gissipi_453
quelle
9
Schauen Sie nach 'back EMF'.
Oldfart
1
Die Eigenschaft „nahezu unendlicher Strom“, von der Sie sprechen, ist eher eine Warnung für Personen, die Geräte entwickeln, die Motoren steuern .
Harper - Reinstate Monica
Ich werde hinzufügen, dass es für sehr große Motoren ziemlich üblich ist, eine Anlaufwiderstandsbank zu verwenden. Die großen brauchen eine Weile, um schnell genug zu sein, um EMF zurück zu erzeugen, und die Widerstandsbank macht den Start sowohl für die Maschine als auch für ihre Netzteile weniger brutal.
Sean Boddy

Antworten:

29

Zwei Gründe.

  1. Der Motor ist selbst ein Widerstand. Schau dir den ganzen Draht an. Dies begrenzt den Strom, der im Stillstand benötigt wird. Nicht viel; Ein Motor, der im laufenden Betrieb 1 Ampere benötigt, kann im Stillstand allein aufgrund dieses Widerstands 10-15 Ampere benötigen.
  2. Der Motor ist auch ein Generator. Wenn es läuft, erzeugt es eine Spannung proportional zu seiner Geschwindigkeit. Dies wirkt der Ansteuerspannung entgegen und lässt nur die Differenz zwischen diesen Spannungen über ihren Innenwiderstand. Das reduziert den Strom noch weiter. (In einem Motor wird diese erzeugte Spannung als "Gegen-EMK" bezeichnet. In einem Generator, in dem Sie die Welle mechanisch drehen, wird sie nur als EMF bezeichnet.)

Laden Sie einen Motor und Sie werden ihn verlangsamen. Dies verringert die Generatorspannung (Gegen-EMK), erhöht die Spannung über ihrem Innenwiderstand und erhöht den Strom, um genügend Drehmoment zu erzeugen, um diese Last anzutreiben.

Brian Drummond
quelle
1
Ja, aber es ist etwas seltsam, die Punkte in dieser Reihenfolge aufzulisten. Der ohmsche Widerstand ist kein wirklich wichtiger Effekt, er verschwendet nur Energie ... der perfekte Motor würde supraleitende Spulen verwenden.
links um den
1
@leftaroundabout Ich konnte die Beziehung zwischen Eingang und erzeugter Spannung nicht angemessen erklären, ohne zuerst das Widerstandsproblem einzuführen. Können Sie? Ja, es verschwendet Energie, aber es ist nicht unwichtig, es ist grundlegend. Eine längere (bessere) Antwort würde auf die Konsequenz hinweisen: Um einen Elektromotor effizient zu betreiben, lassen Sie ihn mit hoher Geschwindigkeit und geringer Belastung laufen. Denn das minimiert den I ^ 2 * R-Verlust pro Einheit Nutzleistung.
Brian Drummond
1
2. sollte eigentlich 1. sein, da der Widerstand der Drähte "weg idealisiert" werden kann, während die Gegen-EMK dies sicherlich nicht kann.
Noldorin
2
eh, du kannst nicht allen gefallen.
Brian Drummond
3
@Noldorin Es war die "Idealisierung" der Drähte eines Motors durch den Fragesteller, die ihn glauben ließ, dass ein Motor unendlichen Strom ziehen sollte. Für mich nimmt diese Antwort die Dinge in der bestmöglichen Reihenfolge: Erstens erklärt sie, warum der Strom nicht unendlich ist, wie der Fragesteller meint; dann erklärt es, warum der Strom noch geringer ist als wenn dieser Widerstand alles wäre, was den Strom begrenzt.
David Richerby
10

Nehmen Sie ein Ohmmeter und messen Sie den Widerstand am Motor. Sie werden feststellen, dass die Wicklungen einen gewissen Widerstand haben.

Wenn der Motor schneller wird, erzeugt er ferner eine Gegen-EMK (negative Spannung), die sich schließlich der Versorgungsspannung nähert, die Versorgungsspannung teilweise aufhebt und den Strom verlangsamt.

Michael Molter
quelle