Silnik prądu stałego 

Urządzenie do przekształcania 
energii elektrycznej w pracę 
mechaniczną.

Zasada działania

W polu magnetycznym magnesu trwałego lub 
elektromagnesu umieszczona jest ramka z 
przewodnika. Ramka zasilana jest poprzez komutator i 
ślizgające się po nim szczotki. Na przewodnik ramki, w 
którym płynie prąd elektryczny, działają siły 
oddziaływania prądu i pola magnetycznego, tworzące 
moment obrotowy. Ramka wychyla się z położenia 
poziomego (jak na rys. 1), obracając się wokół osi. W 
wyniku swojej bezwładności mija położenie pionowe (w 
którym moment obrotowy jest równy zero a szczotki 
nie zasilają ramki). Po przejściu położenia pionowego 
ramki szczotki znów dotykają styków na komutatorze, 
ale odwrotnie, prąd płynie w przeciwnym kierunku, 
dzięki czemu ramka w dalszym ciągu jest obracana w 
tym samym kierunku.

Opisany wyżej silnik ma poważną wadę, jeżeli ramka 
zatrzyma się w położeniu pionowym, silnik nie ruszy. 
Dlatego rzeczywiste silniki posiadają więcej ramek 
połączonych szeregowo, których połączenia 
przyłączone są do komutatora. Silniki posiadające 
wiele zwojnic z prądem pracują równomiernie.

Silniki z elektromagnesem w stojanie mogą mieć 
połączone uzwojenia stojana i wirnika szeregowo, 
równolegle lub uzwojenie wirnika jest równolegle do 
części uzwojenia stojana (bocznikowo). Sposób 
podłączenia określa rodzaj silnika.

Widok z góry

Widok z przodu

1. Magnes trwały 

2. Prostokątna ramka z drutu. 

3. Szczotki przewodzące 

4. Pierścień ze stykami - 

wyprowadzenia z ramki 

5. Wyjścia do zasilania 

 Budowa

Widok z góry

Widok z przodu

1.  Pierwsza  sytuacja  polega  na  tym,  że  cewka  jest  w 
pozycji 

poziomej, 

natomiast 

szczotki 

dotykają 

komutatora.  Prąd  płynie  od  dodatniego  do  ujemnego 
bieguna  źródła  prądu.  Zatem  nad  cewką  wytwarza  się 
biegun  północny,  natomiast  pod  cewką  biegun 
południowy.  Na  skutek  wzajemnego  oddziaływaniu 
biegunów  magnetycznych  cewki  z  prądem  oraz 
magnesów, cewka razem z komutatorem obraca się.

2.  Ze  względu  na  wcześniej  opisane  oddziaływanie 
cewka razem z komutatorem przechodzi do położenia, w 
którym szczotki nie stykają się z komutatorem, a cewka 
jest  się  w  położeniu  pionowym.  Wówczas  nie  płynie 
prąd,  ale  wcześniej  rozpędzona  przechodzi  do  pozycji 
trzeciej.

3.  Tutaj  powtarzana  jest  ta  sama  sytuacja  co  w 
pierwszym  położeniu,  zatem  proces  obrotowy  zaczyna 
się od początku. 

Zasada działania w trzech 
punktach

W zależności od sposobu połączeń 
uzwojenia wzbudzającego rozróżniamy 
silniki samowzbudne: bocznikowe, 
szeregowe i szeregowo-bocznikowe oraz 
silniki obcowzbudne. Każdy z nich 
charakteryzuje się innymi właściwościami 
ruchowymi.

Pracę silnika prądu stałego charakteryzują 
następujące wielkości:
U – napięcie zasilania,
M – moment obciążania,
I – prąd obciążenia,
N – prędkość obrotowa.

Silniki prądu stałego 
charakteryzują się dobrymi 
własnościami ruchowymi, przy 
czym szczególnie korzystne są 
duże zakresy regulacji 
prędkości obrotowej i duży 
moment rozruchowy

Porównanie silnika prądu 
stałego do silnika prądu 
zmiennego

Małe silniki 
elektryczne

Bezszczotkowy 
silnik prądu 
stałego