Un motore a corrente continua (DC) è un motore elettrico abbastanza semplice che utilizza l’elettricità e un campo magnetico per produrre coppia, che lo fa girare. Nella sua forma più semplice, richiede due magneti di polarità opposta e una bobina elettrica, che funge da elettromagnete. Le forze elettromagnetiche repellenti e attrattive dei magneti forniscono la coppia che fa girare il motore.
Chiunque abbia mai giocato con i magneti sa che sono polarizzati, con un lato positivo e uno negativo. L’attrazione tra poli opposti e la repulsione di poli simili è facilmente percepibile, anche con magneti relativamente deboli. Un motore a corrente continua utilizza queste proprietà per convertire l’elettricità in movimento. Quando i magneti all’interno del motore si attraggono e si respingono, il motore gira.
Un motore a corrente continua richiede almeno un elettromagnete, che commuta il flusso di corrente mentre il motore gira, cambiando la sua polarità per mantenerlo in funzione. L’altro magnete o magneti possono essere magneti permanenti o altri elettromagneti. Spesso l’elettromagnete si trova al centro del motore e gira all’interno dei magneti permanenti, ma questa disposizione non è richiesta.
Per immaginare un semplice motore a corrente continua, una persona può pensare a una ruota divisa in due metà tra due magneti. La ruota in questo esempio è l’elettromagnete. I due magneti esterni sono permanenti, uno positivo e uno negativo. Per questo esempio, il magnete sinistro è caricato negativamente e il magnete destro è caricato positivamente.
La corrente elettrica viene fornita alle bobine di filo sulla ruota all’interno del motore e provoca una forza magnetica. Per far girare il motore, la ruota deve essere caricata negativamente dal lato del magnete permanente negativo e caricata positivamente dal lato del magnete permanente positivo. Poiché le cariche simili si respingono e le cariche opposte si attraggono, la ruota girerà in modo che il suo lato negativo ruoti a destra, dove si trova il magnete permanente positivo, e il lato positivo della ruota ruoti a sinistra, dove si trova il magnete permanente negativo. La forza magnetica fa girare la ruota e questo movimento può essere usato per fare lavoro.
Quando i lati della ruota raggiungono il punto di maggiore attrazione, la corrente elettrica viene commutata, facendo cambiare polarità alla ruota. Il lato che era positivo diventa negativo e il lato che era negativo diventa positivo. Le forze magnetiche sono di nuovo fuori allineamento e la ruota continua a ruotare. Mentre il motore gira, cambia continuamente il flusso di elettricità alla ruota interna, quindi le forze magnetiche continuano a far ruotare la ruota.
I motori a corrente continua sono utilizzati per una varietà di scopi, inclusi rasoi elettrici, alzacristalli elettrici e auto telecomandate. Il loro design semplice e l’affidabilità li rendono una buona scelta per molti usi diversi, nonché un modo affascinante per studiare gli effetti dei campi magnetici.