Cum funcționează motoarele electrice

Motoarele electrice sunt motoare ce funcționează prin conversia energiei electrice în mișcare mecanică. Acestea sunt diferite față de motoarele cu ardere internă (cum ar fi cele care folosesc combustibil pentru a produce căldură ce face apa sau aburul să se miște), deoarece nu produc gaze toxice și poluante. În plus, motoarele electrice sunt mult mai eficiente, fiind capabile să utilizeze aproximativ 90% din energia lor inițială pentru a produce mișcarea. Motoarele electrice sunt alimentate de curent electric, care transmite energie printr-o bobină electromagnetică (care este de obicei un solenoid). Această mișcare mecanică poate fi utilizată pentru a acționa dispozitive ca cele din automobile, motoare maritime și aeronave.

Tipuri de motoare electrice

Motoarele electrice se pot împărți în două categorii principale: motoare AC (cu curent alternativ) și motoare DC (cu curent continuu).

Fiecare dintre aceste categorii de motoare are avantaje și dezavantaje, iar alegerea unui anumit tip de motor pentru o anumită aplicație depinde de factori precum puterea necesară, fiabilitatea și costul.

Motorul AC este cel mai comun tip de motor electric și este alimentat cu curent alternativ. Curentul alternativ produce o forță rotativă care poate fi folosită pentru a acționa un mecanism. Motoarele AC sunt eficiente și fiabile, iar majoritatea aparatelor electrice domestice funcționează pe baza acestui tip de motor.

Motorul DC este alimentat cu curent continuu și produce o forță rotativă constantă. Acest tip de motor este des utilizat în aplicații care necesită putere constantă și rapide schimbări de viteză. De exemplu, motoarele DC sunt utilizate pentru mașini radio-controlate, automate industriale și echipamente medicale. Motoarele brushless sunt motoare electrice fără perii și utilizează un senzor magnetic pentru a genera un curent care controlează puterea motorului. Acest tip de motor nu conține componente mecanice care se uzează sau se deteriorează, astfel încât ele oferă o durată mai lungă de viață și o eficiență crescuta comparativ cu motoarele cu perii. Motoarele brushless sunt adesea folosite în scutere electrice, vehicule autonome și robotica industriala.

Componentele unei mașini cu motor electric

Componentele unei mașini cu motor electric sunt: bateria, invertorul, motorul electric și controlerul. Bateria este o sursă de alimentare a motorului electric și furnizează energia necesară pentru a-l face să funcționeze. Invertorul transformă Curentul Continuu (CC) în Curent Alternativ (AC), care este necesar pentru funcționarea motorului electric. Motorul electric este responsabil pentru producerea forței care propulsează mașina. Controlerul reglează curentul care trece prin motor și baterie, astfel încât mașina să poată fi propulsată înainte sau înapoi.

De asemenea, alte componente precum sistemul de directionare, transmisia și iluminatul sunt și ele necesare pentru funcționarea mașinii. Aceste componente lucrează împreună pentru a face ca mașina cu motor electric să se deplaseze în mod fiabil și controlabil.

Beneficiile mașinilor electrice

Conform unei recente analize, autovehiculele electrice au un impact redus asupra mediului înconjurător față de cele pe combustibil fosil. Mașinile electrice sunt mai eficiente din punct de vedere energetic, iar costurile de întreținere și operare sunt mult mai mici. Autovehiculele electrice reprezintă o soluție ecologică pentru reducerea emisiilor poluante.

Există două tipuri principale de mașini electrice: mașini hibride și mașini 100% electrice. Mașinile hibride utilizează atât un motor electric, cât și unul pe combustibil fosil, iar mașinile 100% eletrice folosesc un singur motor electric. Cele mai multe modele moderne de autovehicule hibride au o funcționalitate "full electric" care permite condusul exclusiv cu motorul electric pentru o rută scurtă. Beneficiile conducerii unei mașini electrice sunt multiple. Acestea includ economii majore la combustibil, scăderea nivelului de poluare a mediului și reducerea zgomotului la pornire.

Mașinile electrice sunt, de asemenea, mai silențioase în timpul mersului pe drum. De asemenea, există o gamă largă de alte avantaje, inclusiv taxe și beneficii fiscale și ajutoare subvenționate pentru autovehiculele electrice disponibile în multe țări. În concluzie, mașinile electrice sunt mai prietenoase cu mediul și au o mulțime de beneficii. Cu toate acestea, este important să se observe că eficiența lor energetică și reducerea emisiilor depinde în mod direct de sursa de alimentare electrică a bateriei.

Eficiența energetică a mașinilor cu motor electric vs cu motor pe combustibil fosil

În ciuda faptului că mașinile electrice sunt mai scumpe decât modelele pe combustibil fosil, acestea oferă o serie de avantaje în ceea ce privește eficiența energetică. Pe lângă faptul că produc zero emisii de gaze cu efect de seră, mașinile electrice au un randament energetic mai bun decât mașinile pe combustibil fosil. Randamentul unei mașini electrice este de aproximativ 95%, în timp ce randamentul unei mașini pe combustibil fosil este doar de aproximativ 25%. Acest lucru înseamnă că o mașină electrică folosește practic toată energia produsă pentru a propulsa vehiculul, în timp ce o mașină pe bază de combustibil fosil pierde majoritatea energiei sub forma de caldură.

De asemenea, mașinile electrice funcționează eficient chiar și la viteze reduse, în timp ce mașinile pe combustibil fosil pierd energie atunci când sunt conduse la viteze mici. Acest lucru face ca unele mașini cu motor electric să aibă un consum mult mai redus decât cel al unei mașini pe bază de combustibil fosil. În concluzie, mașinile electrice oferă o eficiență energetică semnificativ mai bună decât mașinile pe combustibil fosil. 

Aceste avantaje fac din mașinile electrice o alegere excelentă pentru cei care doresc să reducă emisiile și costurile asociate cu întreținerea vehiculului lor.