Рисунок 5 Упрощенная модель двигателя постоянного тока
Если подвести к щеткам машины напряжение U от источника постоянного тока, то по обмотке якоря потечет ток I. В результате взаимодействия этого тока с магнитным полем на пазовых сторонах витка появятся электромагнитные силы Fэм, которые создадут на якоре электромагнитный момент М, под действием которого якорь начнет вращаться.
Коллектор и щетки в двигателе изменяют направление тока в витке обмотки якоря при переходе его пазовых сторон из зоны полюса одной полярности в зону полюса другой полярности. Это необходимо, чтобы направление электромагнитных сил не менялось.
Одновитковая модель не обеспечивает равномерного вращения, так как при прохождении пазовыми сторонами витка геометрической нейтрали n – n’ электромагнитные силы Fэм=0 (магнитная индукция на геометрической нейтрали равна нулю). Для обеспечения устойчивого вращения якоря необходимо увеличить количество витков в обмотке якоря и равномерно распределить их по поверхности сердечника и соответственно увеличить количество коллекторных пластин.
Следовательно, назначение коллектора в двигателе – преобразовывать постоянный ток, подаваемый на двигатель в переменный в обмотке якоря.
