Bateria, pole magnetyczne i elektromagnes

Zanim jednak powstał pierwszy silnik elektryczny, konieczne było wynalezienie trzech innych istotnych dla współczesnej elektrotechniki oraz samego powstania silnika elektrycznego rzeczy. Pierwsza z nich to bateria, czyli ogniwo galwaniczne zbudowane ze srebrnych i cynkowych elektrod oraz elektrolitu (wody morskiej), wynalezione przez Allessandro Voltę w 1800 roku. Druga z nich to wygenerowanie pola magnetycznego z prądu elektrycznego, którego dokonał Hans Christian Oersted w 1820 roku. Trzecie, ostatnie kluczowe odkrycie dla późniejszego wynalezienia silnika elektrycznego, to wynalezienie w 1825 roku przez Williama Sturgeon’a elektromagnesu.

Tarcza Faradaya

Pierwsza połowa XIX wieku to okres wzmożonych prac nad wynalezieniem pierwszego silnika elektrycznego z prawdziwego zdarzenia. Wszystko rozpoczęło się od stworzenia w 1822 roku maszyny obracającej się pod wpływem elektromagnetyzmu, której autorem był Peter Barlow. Jednak przełom nastąpił w 1831 roku, kiedy to angielski fizyk i chemik Michael Faraday opracowuje prototyp silnika elektrycznego, zwanego do dziś tarczą lub dyskiem Faradaya. Przy okazji tego wynalazku odkrył on także zjawisko indukcji elektromagnetycznej. Silnik elektryczny Faradaya, składający się z dysku umieszczonego w stałym i prostopadłym do jego płaszczyzny polu magnetycznym generowanym przez magnesy, wytwarzał napięcie na skutek obrotu dysku pomiędzy środkiem a zewnętrzną jego częścią. Prąd był przekazywany do szczotek, które były podłączone do osi dysku oraz do jego obudowy. Tego typu rozwiązanie stało się pierwszą na świecie prądnicą prądu stałego, która mogła również jako silnik elektryczny prądu stałego.

Silnik komutatorowy i obrotowe urządzenie elektryczne

Nie umniejszając niczego odkryciu Faradaya, to jednak niemiecki fizyk Moritz Herman Jacobi był konstruktorem pierwszego silnika elektrycznego (komutatorowego) z prawdziwego zdarzenia. Miało to miejsce w 1834 roku, a sam mechanizm został zastosowany jako napęd łódki, który zdołał bezpiecznie przewieźć aż 14 osób na drugą stronę rzeki. Nie można także zapomnieć o amerykańskim konstruktorze Thomasie Davenportcie, który zbudował i opatentował w 1837 roku obrotowy silnik elektryczny.

Sukces ma wielu ojców

Pierwszy silnik elektryczny trójfazowy został opracowany w latach 1885-1889, jednak trudno jest definitywnie wskazać jedną osobę odpowiedzialną za ten wynalazek. Nad tym mechanizmem pracowali jednocześnie m.in. Nikola Tesla, Galileo Ferraris, Charles Schenk Bradley czy Mikhail Dolivo-Dobrovolsky. W 1887 roku powstał trójfazowy silnik synchroniczny, który jest obecnie powszechnie wykorzystywany w robotyce oraz samochodach elektrycznych. Jego autorem był Friedrich August Haselwander.

Dopiero wspomniany już Mikhail Dolivo-Dobrovalsky, w oparciu o pracę Tesli oraz Ferrarisa, zbudował trójfazowy silnik elektryczny, który jest znany i wykorzystywany do dzisiaj. To on również opracował w 1889 roku transformator trójfazowy, co zapoczątkowało ogólnoświatową ekspansję tego rodzaju urządzeń i narodziny elektroenergetyki.

Silniki elektryczne jednofazowe różnią się od rozwiązań trójfazowych głównie przystosowaniem do poszczególnych układów. Urządzenia jednofazowe współpracują z instalacją jednofazową o napięciu 230V, natomiast standardowe napięcie w układach 3-fazowych wynosi 400V. Różnica polega również na ilości uzwojeń v- silniki jednofazowe mają jedno uzwojenie (1x230V), a rozwiązania trójfazowe posiadają ich aż trzy (3x400V).

Artykuł powstał przy współpracy z automatyka.pl


Czy ten artykuł był dla Ciebie pomocny?
Oceń
Dla 0,0% czytelników artykuł okazał się być pomocny