Inhoud
Volgens de wet van Ohm is de stroom (I) door een geleidende draad recht evenredig met de aangelegde spanning (V) en de weerstand van de draad (R). Deze relatie verandert niet als de draad rond een kern wordt gewikkeld om de rotor van een elektrische motor te vormen. In wiskundige vorm is de wet van Ohm V = IR of, om stroom en weerstand aan verschillende zijden van het gelijkteken te plaatsen, I = V ÷ R. De draadweerstand is afhankelijk van de diameter, lengte, geleidbaarheid en de omgevingstemperatuur. Koperdraad wordt in de meeste motoren gebruikt en koper heeft een van de hoogste geleidbaarheden van alle metalen.
TL; DR (te lang; niet gelezen)
De wet van Ohm vertelt je dat de stroom door een draad - zelfs een lange draad rond een motorsolenoïde - gelijk is aan de spanning gedeeld door de weerstand. U kunt de weerstand van een motorspoel bepalen als u de draadmaat, de straal van de solenoïde en het aantal wikkelingen kent.
Draadweerstand
De wet van Ohm vertelt je dat je de stroom kunt berekenen via een motorwikkeling als je de spanning en de weerstand van de draad kent. De spanning is eenvoudig te bepalen. U kunt een voltmeter over de klemmen van de stroombron aansluiten en meten. Het bepalen van de andere variabele, draadweerstand, is niet zo eenvoudig, omdat het afhankelijk is van vier variabelen.
Draadweerstand is omgekeerd evenredig met draaddiameter en geleidbaarheid, wat betekent dat deze groter wordt naarmate deze parameters kleiner worden. Aan de andere kant is de weerstand recht evenredig met de draadlengte en temperatuur - deze neemt toe naarmate deze parameters toenemen. Om de zaken nog gecompliceerder te maken, verandert de geleidbaarheid zelf met de temperatuur. Als u echter metingen uitvoert bij een bepaalde temperatuur, zoals kamertemperatuur, worden zowel temperatuur als geleidbaarheid constanten en hoeft u alleen de lengte van de draad en de diameter ervan in acht te nemen om de draadweerstand te berekenen. De weerstand (R) wordt gelijk aan een constante (k) vermenigvuldigd met de verhouding van draadlengte (l) tot diameter (d): R = k (l / d).
Draadlengte en draadmeter
U moet zowel de lengte van de draad rond een motorsolenoïde als de draaddiameter weten om de weerstand te berekenen. Als u echter de draadmeter kent, weet u de diameter, omdat u deze in een tabel kunt opzoeken. Sommige tabellen helpen nog verder door de weerstand per standaardlengte voor draden van alle meters te vermelden. De diameter van 16-gauge draad is bijvoorbeeld 1,29 mm of 0,051 inch en de weerstand per 1000 voet is 4,02 ohm.
Uiteindelijk hoef je alleen maar de lengte van de draad te meten, ervan uitgaande dat je de draadmaat kent. In een motorsolenoïde is de draad meerdere keren rond een kern gewikkeld, dus om de lengte te berekenen, hebt u twee stukjes informatie nodig: de straal van de kern (r) en het aantal wikkelingen (n). De lengte van één wikkeling is gelijk aan de omtrek van de kern - 2πr - dus de totale lengte van de draad is n • 2πr. Gebruik deze uitdrukking om de draadlengte te berekenen en zodra u deze kent, kunt u de weerstand extrapoleren uit een weerstandstabel.
Bereken stroom
Als je de toegepaste spanning kent en de draadweerstand hebt berekend, heb je alles wat je nodig hebt om de wet van Ohm toe te passen om de stroom te bepalen die door de spoel vloeit. Omdat de huidige sterkte de sterkte van het geïnduceerde magnetische veld van de spoel bepaalt, kunt u met deze informatie het vermogen van de motor kwantificeren.