Elektromotor

Het gouden idee komt van de Deense hoogleraar natuurkunde Hans C. Ørsted, (1777-1851). Terwijl hij voor een groep studenten een proef uitvoert, komt Ørsted met een stroomdraad terloops in de buurt van een kompasnaald. Tot zijn verbazing ziet hij dat de magnetische naald een moment beweegt. Na enig nader onderzoek staat voor de Deen vast: zowel een magneet als een elektrische stroom heeft zijn eigen krachtenveld; die krachtenvelden kunnen elkaar wederzijds beïnvloeden. De zwaartekracht is niet langer de enige natuurkracht; Ørsted heeft de basis gelegd voor wat later de elektromagnetische kracht heet.

De ideeën van Ørsted zijn voor de Brit Michael Faraday (1791-1867) reden het omgekeerde te veronderstellen: een magneet moet in een geleidend materiaal een elektrische stroom oproepen. Daarom schrijft hij in 1821 in zijn dagboek: „Zet magnetisme om in elektriciteit.” Maar wat hij voorneemt, lukt aanvankelijk niet. „Geen bruikbare resultaten”, noteert hij kort daarna.

Pasgeboren kind
Het idee laat Faraday, die bekendstaat als een van de grootste onderzoekers op het gebied van elektriciteit en magnetisme van de negentiende eeuw, niet los. Uiteindelijk noteert hij in 1831 zijn eureka: „Omzetting van magnetisme in elektriciteit.”

De Britse autodidact constateert dat wanneer hij een magneet telkens in en uit een spoel beweegt, in de draad van die spoel een elektrische stroom gaat lopen. Hij ontdekt hiermee een verschijnsel dat later wordt aangeduid als elektromagnetische inductie.

Faraday is zich bewust van een sensationele ontdekking en geeft een demonstratie voor het publiek. Een van de bezoekers vindt het allemaal maar speelgoed en vraagt de uitvinder naar het nut, waarop die antwoordt: „Wat is het nut van een pasgeboren kind?”

Dat kind is inmiddels een reus. Faraday legde de grondslag voor de elektromotor en de dynamo. Wat de dynamo betreft: niet alleen voor het exemplaar dat aan iedere fiets of in elke auto zit. In de grote elektriciteitscentrales heet zo'n dynamo generator en zonder die apparaten zou, wereldwijd, zo goed als alles stilstaan.

Elektromotor
Faraday ging aan het werk met het omgekeerde idee van Ørsted. Het is echter de vondst van de Deen die ook de grondslag vormt voor de elektromotor. Bij Ørsted beweegt er een magnetische kompasnaald, tegenwoordig beweegt een complete motor, de elektromotor, op basis van datzelfde principe.

Bij de elektromotor beweegt een ronddraaiende magneet zich in het veld van een vaste magneet. Het draaibare deel is het anker, het vaste deel de stator. De stroom voor het anker wordt via de koolborstels geleverd. De draaikracht van een elektromotor ontstaat door magnetische krachten die tussen de polen van de vaste magneten en de draaiende magneet werken.

Elektromotoren hebben dus in principe dezelfde constructie als een dynamo. Een elektromotor krijgt elektrische energie toegevoerd om mechanische energie te leveren. Generatoren zetten mechanische energie juist om in elektrische.