Jelaskan Motor DC dwikutub ringkas dari Motor elektrik DC dengan berus dalam bahasa melayu

Gambar rajah berikut menunjukkan motor DC dwikutub ringkas dengan berus.

Semasa arus melalui gelung yang dililit pada sebatang teras besi lembut, bahagian kutub positif bertindak mengikut daya ke atas, manakala bahagian yang satu lagi pula bertindak mengikut daya ke bawah. Menurut Hukum Tangan Kanan Fleming, paduan daya tersebut menghasilkan kesan memusing pada gelung, menyebabkan ia berputar. Untuk membolehkan motor berputar pada satu arah yang tetap, penukar tertib arus terus menterbalikkan arah arus setiap separuh putaran (bagi motor dwikutub) sekaligus menyebabkan motor terus berputar pada satu arah yang sama.

Masalah utama dengan rekaan motor ini ialah apabila satah gelung selari dengan medan magnet, iaitu semasa kutub rotor bersudut tepat 90 darjah dengan kutub stator, kilasan yang terhasil ialah sifar. Dalam gambar rajah di atas, keadaan tersebut berlaku semasa teras gelung melintang — kedudukan betul-betul sebelum gambar terakhir di sebelah kanan. Motor tidak berupaya untuk dihidupkan pada kedudukan ini. Namun, sebaik sahaja ia dihidupkan, ia terus berputar melepasi kedudukan ini melalui inertia.

Masih terdapat masalah kedua dengan rekaan ringkas ini. Pada kedudukan kilasan sifar ini, kedua-dua berus penukar tertib menyentuh kedua-dua sesentuh penukar tertib, menghasilkan litar pintas. Masalah di sini ialah keadaan litar pintas ini membazirkan kuasa dengan sia-sia tanpa menghasilkan sebarang gerakan (apatah lagi sebarang arus gelung.) Dalam demonstrasi berkuasa rendah menggunakan bateri ini, keadaan litar pintas ini secara amnya tidak berbahaya. Namun, jika motor dwikutub ini digunakan untuk melakukan kerja sebenar berkadaran beberapa ratus watt, litar pintas ini boleh mengakibatkan pemanasan lampau penukar tertib, kerosakan berus, serta berpotensi untuk mengimpal berus — jika bukan logam — pada penukar tertib. Berus karbon yang digunakan secara meluas tidak akan terkimpal. Walau apa pun, litar pintas sebegini sangat membazir, menghabiskan kuasa bateri dengan cepat dan, paling kurang pun, memerlukan komponen bekalan kuasa untuk direka dengan piawaian yang lebih tinggi daripada yang diperlukan untuk menjalankan motor tersebut tanpa litar pintas.

Satu penyelesaian mudah ialah dengan membuat jurang antara plat penukar tertib lebih besar daripada hujung berus. Ia meningkatkan banjaran sudut kedudukan kilasan sifar tetapi menghapuskan masalah litar pintas. Dengan modifikasi ini, ia boleh mematikan motor dengan hanya menyekatnya pada kedudukan kilasan sifar. Namun, kelemahan ketara bagi penyelesaian mudah ini ialah motor meluncur melalui satu lengkuk putaran dua kali bagi setiap putaran dan kilasan menjadi berdenyut.

Jika aci motor DC dipusingkan oleh daya luaran, motor tersebut akan bertindak sebagai penjana elektrik serta menghasilkan daya gerak elektrik (EMF). Pada operasi biasa, putaran motor akan menghasilkan voltan yang dikenali sebagai daya songsang gerak elektrik atau EMF songsang, kerana ia melawan voltan yang dikenakan pada motor. EMF songsang ini merupakan penyebab motor semasa berputar dengan bebas tidak kelihatan seperti mempunyai rintangan elektrik rendah seperti wayar lilitannya. Ia merupakan EMF dsms ysng dihasilkan semasa motor digunakan sebagai penjana elektrik (contohnya apabila beban elektrik seperti mentol lampu disambung pada terminal motor dan aci motor diputar oleh daya luaran). Oleh itu, jumlah jatuhan voltan merentasi motor terdiri daripada jatuhan voltan EMF songsang, dan jatuhan voltan parasitik yang terhasil daripada rintangan dalaman lilitan armatur. Arus yang melalui motor diberikan melalui persamaan berikut:

Kuasa mekanikal yang dihasilkan diberikan oleh:

Semasa motor DC tanpa beban berputar, ia menghasilkan daya gerak elektrik yang bergerak songsang yang menghalang arus daripada dikenakan pada motor. Arus yang melalui motor jatuh semasa putaran motor meningkan, dan motor yang berputar bebas mempunyai hanya sedikit sahaja arus. Hanya apabila beban dikenakan pada motor sahaja yang memperlahankan rotor serta meningkatkan arus yang mengalir melalui motor.

"Dalam eksperimen bagi motor sebegini dengan magnet yang diuja berasingan, maklumat berikut diperolehi:

Secara ketaranya, jika motor dibantu untuk berputar pada kelajuan 261.5 putaran seminit, arus yang mengalir melaluinya dikurangkan sehingga sifar. Dalam keputusan terakhir, arus 5.1 ampere diserap untuk memacu armatur melawan geserannya sendiri pada kelajuan 195 putaran seminit."