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吊り上げクレーンからエレベータまで、直流（DC）モーターがあなたの周りにあります。すべてのモーターと同様に、 DCモーター 電気エネルギーを別の形式のエネルギー、通常はエレベータシャフトの持ち上げなどの機械的運動に変換します。これらのDCモーターのトルク（回転力の尺度）を計算することにより、どれだけのエネルギーを生成するかを説明できます。
トルク方程式
DCトルクモーターは、磁場中のコイルに電流を流すことで動作します。コイルは、2つの磁石の間の長方形の輪郭で形作られており、コイルの残りの部分は磁石から伸びて磁石から離れています。トルクは、コイルを回転させてエネルギーを生成する磁力です。
DCモーター設計のトルク方程式は トルク=IBA_sin_θ 電流でモーターを回すたびに 私 アンペア、磁場 B テスラでは、コイルで囲まれた領域 A メートルで2 コイル線「シータ」に垂直な角度 θ。 DCモーター設計のトルク計算を使用するには、基礎となる物理学がどのように機能するかを理解してください。
電流は電荷の流れを表し、アンペア（または電荷/時間）の単位で電子の流れの反対方向に流れます。磁場は、電場が電荷に影響を与える力を表すのと同じように、テスラの単位を使用して、移動する荷電粒子に対する力に影響を与える磁性体の傾向を表します。磁力は、磁石がトルクなどの特性を発揮できるようにするこの基本的な力を表します。
DCモーターの設計
DCモーターの場合、磁力によりワイヤーのコイルが移動しますが、力の方向が連続的に反転するため、そうでなければコイルが前後に移動するため、DCモーターは 整流子、電流を逆にし、コイルを一方向に回転させ続けるための分割リング材料。
整流子は、電流と接触したままの「ブラシ」を使用して方向を反転させます。現在のほとんどのモーターは、これらの部品をカーボン製にし、バネ仕掛けの機構を使用して方向を連続的に反転させます。
右側のルールを使用して、トルクの方向を計算することもできます。の 右側のルール 右手で磁力の方向を伝える方法です。右手で親指、人差し指、中指を外側に伸ばすと、親指は電流の方向に対応し、人差し指は磁場の方向を示し、中指は磁力の方向になります。
トルク方程式の導出
ローレンツ方程式からトルクの方程式を導き出すことができます。 F = qE + qv x B 電磁力用 F、 電界 E、 電荷 q、荷電粒子の速度 v と磁場 B。方程式では、 バツ クロスプロダクトを指します。これについては後で説明します。
電流を、磁場から力を作り出す移動する荷電粒子の線として扱います。それで書き直すことができます qv （充電距離/時間の単位を持っています）充電電流とワイヤの長さの積として（これは充電メーター/時間にもなります）。
あなたは磁力だけを扱っているので、あなたは無視することができます qE 電気部品と方程式を次のように書き換えます F = IL x B f_or電流Iおよびワイヤの長さ_L。の定義により クロス積、式を次のように書き直すことができます F = I | L || B |_sin_θ 各変数を囲む線は絶対値を示します。 DCモーターの場合、次のように書き換えることができます。 トルク=IBA_sin_θ。
モータートルクの計算をオンラインで実行するには、特定の目的のためにオンライン計算機を使用できます。 jCalc.netは、入力モーター定格のモータートルクをkWで、モーター速度をRPMで出力するものを提供します。