Aktualizované: 8.2.2017

Elektromotory, reproduktory a slúchadlá

Elektromotor je zariadenie, ktoré premieňa elektrickú energiu na mechanickú. Väčšina elektrických motorov pracuje na výrobe sily prostredníctvom interakcie magnetického poľa a vodičov, cez ktoré prechádza elektrický prúd. Opačný proces, vyrábajúci elektrickú energiu z mechanickej energie, zabezpečujú generátory (alternátor alebo dynamo). Niektoré elektrické motory možno použiť aj ako generátory (trakčné motory).

Elektromotory majú široké použitie, vo ventilátoroch, čerpadlách, obrábacích strojoch, výťahoch, domácich spotrebičoch, elektrickom náradí, dopravných prostriedkoch, elektronike. Môžu byť napájané jednosmerným prúdom, napr. z batérie, alebo striedavým prúdom z elektrickej distribučnej siete, alebo tiež pomocou meniča z jednosmerného prúdu. Najmenšie motory je možné nájsť napr. v elektronických náramkových hodinkách (krokové motory). Najmohutnejšie elektrické motory sa používajú na pohon lodí, potrubných kompresorov a vodných čerpadiel s príkonom miliónov wattov.

  Fyzikálny princíp výroby mechanickej sily a vzájomného pôsobenia elektrického prúdu a magnetického poľa, bol definový Faradayovým indukčným zákonom v roku 1831. Komerčné využitie elektromotorov sa však vo väčšom meradle dátuje až od roku 1873.

  Jednosmerné a niektoré univerzálne motory používajú k udržaniu trvalej rotácie tzv. komutátor (prepínač pólov na cievkach rotora). Komutátor je tvorený uhlíkovými alebo kovovými kefami, ktoré sú pritláčané k pozláteným alebo medeným kontaktom cievok. To vytvára trenie. Komutátor môže byť zdrojom silného rušenia v okolí prívodných káblov, resp. zdroja elektrickej energie. Neustále prerušovanie a zapínanie cievok motora pri otáčaní rotora spôsobuje indukčné impulzy, ktoré sa pri nekvalitnom odrušení dostávajú do celej elektrickej sústavy a putujú po kábloch na veľké vzdialenosti. Rušenie môže byť širokospektrálne, od desiatok Hz po desiatky kHz.

 Elektromotory sú zdrojom striedavých magnetických polí, ktoré vznikajú na vodičoch vinutia interných cievok. Vinutia môžu byť na rotore (pohyblivej časti motora) alebo statore (pevnej časti motora), alebo na oboch častiach súčasne. Elektromotory na striedavý prúd generujú striedavé magnetické polia frekvencie, akou sú napájané (zväčša 50 Hz). Zariadenia, ktoré využívajú premenlivé otáčky motorov na striedavý prúd pracujú častokrát s elektronickým tyristorovým riadením (práčka, sušička, vysávač, apod.). Tento typ riadenia môže využívať spínacie cykly na reguláciu výkonu motora, čo sa prejaví vyžarovaním magnetického pola rôznych harmonických frekvencií v jeho okolí.

Krokové motory
  Krokové motory sú trojfázové synchrónne motory, kde vnútorný rotor obsahuje trvalé magnety alebo je riadenými súborom externých magnetov, ktoré sa prepínajú elektronicky. Krokový motor si môžeme predstaviť ako niečo medzi elektromotorom na jednosmerný prúd a rotačným solenoidom. Na rozdiel od synchrónneho motora sa krokový motor nemôže točiť nepretržite - namiesto toho robí "kroky", spustí sa a potom opäť zastaví, z jednej pozície na druhú, podľa toho, ako sú vinutia cievok zapínané a vypínané v poradí. V závislosti na poradí, rotor sa môže otočiť dopredu alebo dozadu, pričom zmena smeru, zastavenie, zrýchlenie alebo spomalenie sa dá vykonať kedykoľvek. Krokové motory možno otáčať na konkrétny uhol v jednotlivých krokoch a sú často používané v tlačiarňach, scanneroch, optických a digitálnych kopírovacích strojoch. Z hľadiska elektrosmogu závisí na veľkosti a výkone motora. Krokové motory a ich riadiace jednotky môžu využívať rôzne frekvencie impulzov na udržanie ich otáčok. Bežné náramkové hodinky obsahujú veľmi malý krokový motor (frekvencia impulzov 1 Hz), ktorý má len jednu cievku a spotrebúva veľmi málo energie.

Reproduktory a mikrofóny
Niektoré elektromotory menia elektrickú energiu na pohyb, ale mechanická energia pohybu nie je použitá ako primárny cieľ. Tento princíp používajú reproduktory. V reproduktoroch je premena elektrickej energie na pohyb použitá na výrobu zvukových vĺn. Vodiče sú v tomto prípade upevnené na membránu, ktorá kmitaním okolo magnetov pohybuje so sebou i masu vzduchu, ktorý ju obklopuje.

Reproduktory tvorí pevná časť (tzv. kôš), tvorená mohutným statickým magnetom s úzkou štrbinou, v ktorej sa pohybuje membrána zakončená cievkou s vinutím tenkého drôtu, ktorá sa v štrbine pohybuje. Privedením striedavého napätia (signálu) na cievku dochádza k vychyľovaniu membrány tam a späť a tvorbe zvuku. Cievka je zároveň zdrojom striedavého magnetického pola.

Slúchadlá pracujú na rovnakom princípe ako reproduktory, ale sú oveľa menších rozmerov. Obsahujú tiež permanentné statické magnety a cievky. Môžu byť zdrojom expozície striedavým magnetickým poliam, keďže bývajú umiestňované bezprostredne ku hlave alebo do uší. Pri ich používaní dbajte na to, aby hlasitosť nepresahovala bežnú posluchovú hlasitosť (cca 50-60 dB). Pri vyšších úrovniach a najmä vyšších frekvenciách je riziko expozície magnetickým poliam väčším ako 100 nT.

Mikrofóny pracujú presne na opačnom princípe, zachytávaním zvukových vĺn na membráne a jej pohybom medzi magnetmi sa vo vodičoch vytvára elektrická energia, ktorú vieme ďalej spracovať ako zvukový elektrický signál. Keďže indukovaný signál z mikrofónov je aj vďaka ich rozmerom veľmi slabý, z hľadiska elektrosmogu nepredstavujú žiadne riziko. 

Porovnanie veľkosti priemerného statického magnetického pola
Slúchadlá: 5 mT
Reproduktory: 1 T
Prírodné pozadie: 30 µT (magnetické pole Zeme, ktoré vychyľuje strelku kompasu)

Porovnanie veľkost priemerného striedavého magnetického pola
pri hlasitosti 60 dB z bežnej posluchovej vzdialenosti pri frekvencii 50 Hz
Slúchadlá: 100 nT
Reproduktory: 0.1 nT
Prírodné pozadie: 0.1 pT

Frekvencie, časový priebeh, modulácia:

Elektrické domové rozvody a rozvody vysokého napätia
ZDROJ	FREKVENČNÁ DOMÉNA	ČASOVÁ DOMÉNA
MAGNETICKÉ POLE 50 Hz Magnetické pole bežného domového elektrického rozvodu. Amplitúda sa zmení 100x za sekundu. Na rozdiel od elektrického poľa, magnetické pole vo vertikálnej rovine častokrát nemá pekný sínusový priebeh, môže byť značne skreslený
MAGNETICKÉ POLE 50 Hz Magnetické pole bežného domového elektrického rozvodu. Amplitúda sa zmení 100x za sekundu. Na rozdiel od elektrického poľa, magnetické pole vo vertikálnej rovine častokrát nemá pekný sínusový priebeh, môže byť značne skreslený
Elektronika v domácnosti a v kancelárii
ZDROJ	FREKVENČNÁ DOMÉNA	ČASOVÁ DOMÉNA
AUTOMATICKÁ PRÁČKA
AUTOMATICKÁ PRÁČKA
STOLNÝ SCANNER Elektronika skenera s krokovým motorom využíva impulzy k presnému pohybu mechanických častí
STOLNÝ SCANNER Elektronika skenera s krokovým motorom využíva impulzy k presnému pohybu mechanických častí
KROKOVÝ HODINOVÝ STROJČEK Bežné nástenné hodiny s krokovým motorom a frekvenciou
KROKOVÝ HODINOVÝ STROJČEK Bežné nástenné hodiny s krokovým motorom a frekvenciou

Normy a limitné úrovne expozície pre bežné obyvateľstvo:

Veľkosť intenzity elektrického poľa [E] sa udáva v jednotkách Volt na meter (V/m).
Veľkosť hustoty magnetického toku / magnetickej indukcie [B] sa udáva v jednotkách Tesla (T).
Tesla je však príliš veľká jednotka, častejšie sa preto používa jednotka menšia -
mikrotesla (1 T = 1 000 000 µT), resp. nanotesla (1 µT = 1000 nT).
Na americkom kontinente sa používa aj jednotka Gauss (G), resp. miliGauss (mG), pre ktorú platí vzťah 1 mG = 100 nT.

Chcete si premerať úrovne u Vás doma alebo na pracovisku?
Z našej požičovne si môžete prenajať:

EMFIELDS PPF 5  - malý a citlivý merač NF polí v rozsahu 20 Hz - 50 kHz Šikovný do ruky, úroveň intenzity zobrazená pomocou farebných LED, merania elektrických aj magnetických striedavých polí. Rozsah merania: E: 0 - 200 V/m; M: 0 - 2 µT Zmeria:  bytové el. rozvody, vysoké napätie, železničnú trakciu, čiernu a bielu techniku, indukčné varné dosky, napájacie zdroje Zapožičanie: 25 €/24 hodín, vratná kaucia 200 € (+ poštovné)

V našom eshope nájdete:

Merače NF polí

Tienenie magnetických polí

Odpojovače okruhu

Káble a predlžovacie šnúry

Produkty pre "Earthing"

Uzemňovacie pomôcky

Súvisiace články: