機関 (機械)
空気圧モーターは、圧縮空気の形態のポテンシャルエネルギーを力学的仕事へと変換する機械である。空気圧モーターは一般的に圧縮空気を直線運動あるい回転運動へと変換する。直線運動はダイアフラムあるいはピストンアクチュエータによって産み出すことができるのに対して、回転運動は羽根型空気モーターあるいはピストン空気モーターによって供給される。空気圧モーターは、形態工具産業で成功しており、運送業へも用途を拡大しようという試みが続けられている。しかしながら、空気圧モーターは運送業において実行可能な選択肢として見られるよりも前にエネルギー効率における欠点を克服しなければならない。
トルクは機関の出力軸と連結された理論上のてこに及ぼされる力である。これは以下の式で表わされる。
τ = | r × F | = r F sin  ( r , F ) {\displaystyle \tau =|\mathbf {r} \times \mathbf {F} |=rF\sin(\mathbf {r} ,\mathbf {F} )}
上式において、rはてこの長さ、Fはそれにかかる力、r×Fはベクトルのクロス積である。トルクは典型的にはニュートンメートル(N·m、SI単位)あるいはフィート重量ポンド(ft·lb、ヤードポンド法)の単位で測られる。
電気モーター(electric motor)は電気エネルギーを使って、大抵は磁場と通電導体との相互作用を通して力学系エネルギーを産み出す。力学的エネルギーから電気エネルギーを産み出す逆の過程は、ジェネレータ(発電機)あるいはダイナモによって達成される。車両に用いられるけん引モーターはしばしばその両方の作業をこなす。電気モーターは発電機としても働くことができ、その逆もまたしかりであるが、これは常に実際的ではない。電気モーターは至るところに存在し、工業用送風機、ポンプ、工作機械、家電製品、電動工具、ディスクドライブなど様々な製品に応用されている。これらは、直流(例えばバッテリー駆動の携帯機器や車両)あるいは送電網からの交流によって動くことができる。最小のモーターは電気腕時計で使われている。高度に標準化された特性の中程度の大きさのモーターは工業用途に便利な機械力を提供する。最大のモーターは大型船の推進のためや、パイプライン圧縮機で使われており、数千キロワットにも達する。電気モーターは、電力源や内部構造、応用によって分類される。
電流と磁場との相互作用による機械力の生産の物理的原理は1821年には知られていた。効率が向上した電気モーターは19世紀の間中ずっと製造されていたが、大規模な電気モーターの商業的利用には効率的な発電機と送電網が必要であった。
槌矛や櫂(てこの例)といった単純機械は先史時代のものである。人力、畜力、水力、浮力、また蒸気動力でさえも用いるより複雑な機関は古代に遡る。キャプスタン、ウインドラス(どちらも巻き揚げ機の一種)、踏み車といったロープ、滑車、滑車装置を用いる単純な機関の使用には人力が必要であった。この動力は大抵力は増加され、速さは減速されて伝達される。これらは古代ギリシャにおいてクレーンや運搬船で用いられ、古代ローマにおいて鉱山や水ポンプ、攻城兵器で用いられた。ウィトルウィウス、フロンティヌス、大プリニウスを含む当時の著述家らはこれらの機関をありふれたものとして扱っていることから、それらの発明はより古いと考えられる。紀元1世紀までには、それ以前の時代には人力で駆動されていたものと類似した機械を駆動させるために、粉砕機と共にウシとウマが使われていた。
ストラボンによれば、水駆動の粉ひき器は紀元前1世紀中にミトリダテの王国のカベリアに建造された。粉ひき器への水車の利用は続く数世紀にもわたってローマ帝国の至る所に広まった。あるものは非常に複雑で、水量を維持し水を引くために水道橋やダム、水門と、回転の広がりを制御するための木製および金属製の歯車機構を備えていた。アンティキティラ島の機械といったより洗練された小型の装置は、暦として機能するためや天文学的出来事を予測するために複雑な歯車とダイアルを用いた。4世紀のアウソニウスによる詩におい、アウソニウスは水によって駆動する石切のこぎりについて言及している。アレクサンドリアのヘロンは1世紀にアイオロスの球や自動販売機を含むこういった風および蒸気駆動の多くの機械を発明したとされている。しばしばこれらの機械は、動く祭壇や寺院の自動扉といった礼拝と関連していた。