Das Ohmsche Gesetz scheint für diesen Elektromotor nicht zu gelten

Ich bin ein Anfänger auf diesem Gebiet, bitte verzeihen Sie mir, wenn ich mit meiner Frage verwirrt bin.

Es gibt eine Komponente, die ich mit dem Ohmschen Gesetz nicht verstehe, nämlich eine Waschmaschinen-Ablaufpumpe. Waschmaschinen-Ablaufpumpen der meisten Hersteller haben ähnliche Spezifikationen. Ihr Wicklungswiderstand liegt normalerweise zwischen 10 und 20 Ω und sie arbeiten unter 120 VAC.

Die Angaben auf dem Etikett sind jedoch sehr unterschiedlich. 120 VAC, 1,1 A und 80 W.

Die tatsächliche Stromaufnahme von 0,9 A liegt nahe am Sollwert von 1,1 A.

Ich verstehe wirklich nicht, dass nach dem Ohmschen Gesetz der gemäß der Spezifikation berechnete Widerstandswert (R = U / I) 133,33 Ω betragen sollte, wobei U 120 V und I 1,1 A beträgt.

Aber warum gibt mir die Wicklung 14,8 Ω?

Sollte es nicht 8,11 A ziehen, wenn I = U / R = 120 V / 14,8 Ω = 8,11 A ist?

Haben Sie jemals mit einem Elektromotor gespielt, der an eine Glühbirne oder einen anderen Motor angeschlossen ist? Wenn Sie den Motor drehen, verhält sich der Motor wie ein Generator und dreht den anderen Motor oder zündet die Glühbirne an. Dasselbe passiert, wenn sich der Motor unter Strom dreht. Der Motor verhält sich wie ein Generator und sieht ungefähr so ​​aus:

^{simulieren Sie diese Schaltung - Schaltplan erstellt mit CircuitLab}

Beachten Sie, dass der Motorwiderstand nur 1 V beträgt, obwohl 12 V am Motor anliegen, sodass der Strom durch den Motor 100 mA anstatt 1,2 A beträgt. Dieses Phänomen wird als Gegen-EMK bezeichnet und ist der Grund, warum Motoren beim Starten einen großen Strom verbrauchen, aber nicht viel, wenn sie normal laufen (wenn Sie Ihren Staubsauger einschalten, werden die Lichter für einen Moment gedimmt).

Sie vermissen die Reaktanz , die der Wechselstromwiderstand ist (EDIT: und Back-EMF - siehe Kommentare). Wenn Sie den Widerstand mit einem Messgerät messen, messen Sie nur den Gleichstromwiderstand und es fehlt ein wesentlicher Teil des Systems.

Die Reaktanz ergibt sich entweder aus Kapazität, Induktivität oder einer Kombination aus beiden. Im Falle eines Motors ist der größte Teil der Reaktanz aufgrund der induktorartigen Natur der Wicklungen induktiv.

Wenn Sie das Ohmsche Gesetz in Wechselstromsystemen verwenden, verwenden Sie Impedanz statt nur Widerstand. Die Impedanz, üblicherweise mit Z bezeichnet , ist eine Kombination aus dem Gleichstromwiderstand und der Wechselstromreaktanz.

Abgesehen von den hervorragenden Antworten auf die Unterschiede bei Wechselstrommotoren müssen Sie verstehen, dass sie von einer Überprüfung des Gleichstromwiderstands erwarten, dass er zu niedrig ist, was darauf hinweist, dass ein Kurzschluss vorliegt, oder WEG ZU HOCH, wie in einem offenen Stromkreis wegen eines unterbrochenen Leiters. Alles dazwischen bedeutete nur, dass es NICHT eine dieser offensichtlichen Formen des Scheiterns war.

Der Gleichstromwiderstand der Wicklung entspricht in perfekter Weise dem Ohmschen Gesetz, und wenn Sie diese Wicklung tatsächlich und direkt (ohne z. B. Kommutator) mit 120 V Gleichstrom versorgen, würde sie 80 Watt Wärme perfekt ableiten und perfekt in Rauch aufgehen, was in Übereinstimmung mit dem Ohmschen Gesetz perfekt ist Gesetz.

Die tatsächliche Leistungsaufnahme wird von der Induktivität dominiert. Jede im Widerstand der Gleichstromwicklung verbrauchte Leistung ist tatsächlich VERLOREN. Sie erwärmt lediglich den Motor (es ist ein Magnetfeld aufgebaut, aber bei einer niedrigeren Spannung würde das gleiche Feld auftreten, wenn der Wicklungswiderstand war niedriger).

Die Induktivität der Wicklungen ändert sich mit der Motorlast (das Energieeinsparungsgesetz hat etwas damit zu tun) - ein Leerlaufmotor (wenn die Motorkonstruktion für den Leerlauf unbedenklich ist - manche nicht!) Verbraucht möglicherweise sogar WENIGER Strom als auf dem Typenschild angegeben Ein stark überlasteter Motor (z. B. wenn Sie mit dieser Pumpe Melasse gepumpt haben) nähert sich dem oben beschriebenen Szenario an. Eine sehr geringe Induktivität wird wirksam, und Gleichstromverluste dominieren und überhitzen den Motor.

Hier wirken sich zwei Effekte aus: Zum einen kann der Gleichstromwiderstand betragen , dies gibt jedoch keinen Aufschluss über die Impedanz der Spule.$15\Omega$

$\cos\phi$$15\Omega$

Sie haben hier also sowohl den Unterschied zwischen DC- und AC-Impedanzen als auch den Unterschied zwischen blockiertem und rotierendem (obwohl geladenem) Motor.

Das Ohmsche Gesetz ist kein Grundgesetz der Natur .

Es ist nur ein Gesetz, das einige sehr spezifische Komponenten beachten. Wir nennen diese Widerstände .

Nun kommt es vor, dass sich eine ganze Reihe von Komponenten, die nicht speziell als Widerstände ausgelegt sind, immer noch so verhalten, als wären sie Widerstände - aber nur unter bestimmten Umständen . Insbesondere einfache homogene Metallteile unterliegen einem örtlichen Ohmschen Gesetz. Dies schließt auch den Draht ein, mit dem die Spulen eines Elektromotors gewickelt sind, weshalb Sie bei Verwendung eines Ohmmeters mit dem Motor eine Art Ablesung vornehmen können.

Trotzdem hält sich der Motor als Ganzes nicht an das Ohmsche Gesetz, weil der Draht elektromagnetisch mit anderen Dingen gekoppelt ist : Im Betrieb herrscht ein sich ständig änderndes Magnetfeld im Motor, und ein solches Feld induziert Spannungen in den Spulen. Es sind diese Spannungen, die das elektrische Verhalten des Motors in jeder realen Anwendungssituation dominieren, nicht die Spannung aus dem ohmschen Widerstand.

Nur wenn Sie einen kleinen Gleichstrom durch die Spulen fließen lassen, sich im Motor tatsächlich nichts bewegt, das Magnetfeld überall konstant ist und da die Induktion nur von der zeitlichen Änderung des Magnetfelds abhängt , erhalten Sie einen hohen Spannungswert entspricht allein dem ohmschen Widerstand des Drahtes. Deshalb zeigt Ihr Ohmmeter einen so kleinen Wert.

Der Hersteller gibt den Spulenwiderstand an, damit Sie als Techniker den "Zustand" der Motorwicklung (en) feststellen können. Jede Wicklung sollte mit der anderen (wenn 3-phasig) und der Herstellerspezifikation übereinstimmen. Dies sowie eine Isolationswiderstandsprüfung zwischen jeder Phase und Erde und zwischen den Phasen sollten Teil eines jeden Motorprüfsystems sein, um die Gebrauchstauglichkeit der Motorwicklungen zu bestimmen.