Il commutatore

Se nulla intervenisse, la spira raggiungerebbe l’equilibrio ($\beta = 0$, $\vec{\mu}$ parallelo a $\vec{B}$) e si fermerebbe: il momento torcente si annulla proprio quando la spira è allineata al campo, e da lì oscillerebbe attorno all’equilibrio fino a fermarsi. Per avere una rotazione continua serve un trucco.

Il commutatore a spazzole inverte la corrente nella spira ogni mezza rotazione. Così, ogni volta che la spira supera la posizione di allineamento, la corrente cambia verso, il momento torcente riparte nello stesso senso di rotazione e la spira continua a girare indefinitamente invece di fermarsi.

Il meccanismo è semplice: il circuito della spira è collegato all’esterno tramite due semicilindri conduttori (semianelli) che ruotano con la spira, e due contatti fissi (spazzole) che strisciano su di essi. A ogni mezzo giro le spazzole passano da un semianello all’altro, invertendo il contatto e quindi il verso della corrente.

Formula chiave — Motore elettrico

$|\vec{M}| = N\,i\,A\,B\,\sin\beta$ con $N$ = numero di spire.

Un solo avvolgimento produce però un momento molto irregolare, che si annulla a ogni allineamento. Per avere una coppia più uniforme i motori reali usano più bobine sfasate e commutatori a molti segmenti: mentre una bobina passa per il punto morto, le altre sono in piena spinta, e il momento torcente risultante oscilla molto meno.

Collegamenti

Argomenti: Magnetismo Concetti: Dipolo magnetico

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