Apabila dawai yang membawa arus berada dalam medan magnet, ia mengalami daya. Arah daya itu bersudut tepat dengan kedua-dua arus dan medan, dan boleh ditentukan dengan petua tangan kiri Fleming.
Dalam motor, gegelung diletakkan antara kutub magnet. Arus mengalir satu arah di sepanjang sisi atas gegelung dan arah bertentangan di sepanjang sisi bawah, jadi kedua-dua sisi mengalami daya ke arah bertentangan, satu ditolak ke atas dan satu lagi ditolak ke bawah. Pasangan daya ini menghasilkan kesan putaran yang memusingkan gegelung.
Bahagian yang dipanggil komutator menyongsangkan arus dalam gegelung setiap setengah pusingan, jadi tolakan sentiasa mengekalkannya berputar ke arah yang sama dan tidak berhenti di tengah. Inilah prinsip di sebalik motor dalam tren LRT, kipas atau pengisar.
Dalam SPM, anda patut menerangkan tindakan motor menggunakan daya ke atas konduktor pembawa arus dan peranan komutator.
Salah faham biasa
- Motor berputar kerana magnet menarik gegelung -> Ia berputar kerana daya ke atas gegelung pembawa arus, bertentangan pada setiap sisi, memberi kesan putaran.
- Komutator membekalkan arus -> Komutator menyongsangkan arus setiap setengah pusingan supaya putaran berterusan dalam satu arah.
- Daya itu di sepanjang arah arus -> Daya bersudut tepat dengan kedua-dua arus dan medan magnet.
Fizik di sebaliknya
Wayar lurus yang membawa arus dalam medan magnet mengalami daya. Magnitudnya ialah F = BIL, dengan B ialah ketumpatan fluks magnet dalam tesla (T), I ialah arus dalam ampere (A) dan L ialah panjang wayar dalam medan dalam meter (m); daya dalam newton (N).
Arahnya bersudut tepat dengan kedua-dua arus dan medan, diberikan oleh petua tangan kiri Fleming. Bagi wayar dengan B = 0.4 T, I = 2 A dan L = 0.05 m, daya ialah F = BIL = 0.4 T × 2 A × 0.05 m = 0.04 N.
Dalam motor, gegelung segi empat tepat terletak antara kutub magnet. Arus mengalir satu arah di sisi atas dan arah bertentangan di sisi bawah, jadi kedua-dua sisi merasai daya bertentangan arah, satu ditolak ke atas dan satu ke bawah.
Pasangan daya bertentangan ini menghasilkan kesan putaran (ganding) yang memutarkan gegelung. Arus lebih besar, magnet lebih kuat atau lebih banyak lilitan wayar semuanya meningkatkan kesan putaran.
Lihat dalam kehidupan harian
Motor elektrik ada di mana-mana sebaik anda perhatikan. Kipas siling, pengisar makanan, gendang mesin basuh, pengelap cermin dan tingkap kuasa dalam kereta, serta motor penggerak yang memacu tren LRT di KL semuanya berputar kerana gegelung membawa arus dipaksa berputar dalam medan magnet.
Dalam setiap kes tenaga elektrik ditukar kepada tenaga kinetik putaran.
Motor kereta mainan kecil bekerja dengan cara yang sama seperti motor industri besar, cuma dengan magnet lebih lemah dan lilitan lebih sedikit, jadi ia menghasilkan kesan putaran lebih kecil. Anda juga boleh merasai prinsipnya secara songsang: putarkan aci motor kecil dengan tangan dan ia bertindak sebagai penjana, menyalakan mentol kecil.
Interaksi yang sama antara arus dan medan magnet yang memutarkan kipas itulah yang membolehkan elektrik melakukan kerja mekanik di seluruh rumah moden.
Bagaimana ia muncul dalam SPM
Topik ini tergolong dalam bab Keelektromagnetan Tingkatan 5, di bawah daya ke atas konduktor membawa arus dalam medan magnet. Kertas 2 meminta anda Nyatakan faktor yang mempengaruhi daya (arus, ketumpatan fluks dan panjang konduktor) dan menggunakan petua tangan kiri Fleming untuk Tentukan arah daya, arus atau medan.
Anda kerap diminta Terangkan bagaimana motor arus terus berputar, dengan memerihalkan daya bertentangan pada dua sisi gegelung dan kesan putaran.
Perkara utama yang dicari pemeriksa ialah peranan komutator dengan berusnya: Terangkan bagaimana ia menyongsangkan arus dalam gegelung setiap setengah pusingan supaya gegelung terus berputar dalam arah yang sama. Anda juga mungkin Nyatakan cara meningkatkan laju motor.
Piawai berdekatan termasuk medan magnet suatu arus, elektromagnet dan aruhan elektromagnet. Kata perintah seperti Nyatakan, Terangkan, Tentukan dan Perihalkan berulang, jadi kaitkan setiap kesan dengan daya ke atas konduktor.
Sumber: DSKP KSSM Physics Form 4 and 5 (Versi English) (Bahagian Pembangunan Kurikulum (BPK), KPM)