Теория:

Практически важное значение имеет вращение проводника с током в магнитном поле.
 
Поместим квадратную рамку, по которой течёт ток, между полюсами дугообразного магнита перпендикулярно линиям магнитного поля магнита (рис. \(1\)).
 
рамка.png
Рис. \(1\)
 
Тогда со стороны магнитного поля на вертикальные участки рамки будут действовать силы \(F\), направленные перпендикулярно току в рамке. Поскольку в вертикальных участках рамки ток имеет противоположное направление (в левой части рамки — вниз, а в правой — вверх), то и силы, действующие на вертикальные участки рамки, будут одинаковы по модулю, но противоположны по направлению (слева — вперёд, к наблюдателю, а справа — назад, от наблюдателя).
Действие равных по модулю, но противоположных по направлению сил на рамку приведёт к повороту рамки на \(180\)° против часовой стрелки, если смотреть на неё сверху.
Если каким-либо образом в этот момент изменить направление тока в рамке в другую сторону, то рамка сделает ещё пол-оборота против часовой стрелки. Таким образом, изменяя направление тока в рамке на противоположное каждые пол-оборота, можно заставить рамку вращаться в одну и ту же сторону.
 
На рисунке \(2\) изображён прибор, с помощью которого можно продемонстрировать такое движение. В этом приборе лёгкая прямоугольная рамка \(ABCD\) насажена на вертикальную ось. На рамке уложена обмотка, состоящая из нескольких десятков витков проволоки, покрытой изоляцией. Концы обмотки присоединены к металлическим полукольцам \(2\): один конец обмотки присоединён к одному полукольцу, другой — к другому.
 
118.png
Рис. \(2\)
 
Для соединения рамок с электрической цепью полукольца прижимаются к металлическим пластинам, которые называют щётками. Одна из щёток соединена с положительным полюсом источника, вторая соединена с отрицательным полюсом источника напряжения.
 
Так как за направление тока принимают движение от положительного полюса к отрицательному полюсу, то на участках проводника \(AB\) и \(CD\) токи противоположны по направлению. Поэтому силы, действующие на стороны рамки \(AB\) и \(CD\) направлены в противоположные стороны, что и вызывает поворот рамки (в данном случае по часовой стрелке). Так как к рамке присоединены полукольца, то и они тоже повернутся и образуют контакт уже с другой  щёткой. При этом ток начнет протекать в другую сторону. Силы, возникающие при этом, будут продолжать вращать рамку в прежнем направлении (по часовой стрелке).
 
Вращение катушки с током в магнитном поле используется в устройстве электрического двигателя.
 
В технических электродвигателях обмотка состоит из большого числа витков проволоки. Эти витки укладывают в пазы (прорези), сделанные вдоль боковой поверхности железного цилиндра — якоря двигателя (рис. \(3\)). Этот цилиндр нужен для усиления магнитного поля.
 
якорь.png
Рис. \(3\)
 
Магнитное поле, в котором вращается якорь такого двигателя, создаётся сильным электромагнитом. Питание электромагнита осуществляется от того же источника тока, что питает обмотку якоря. Внутри якоря проходит металлический вал - он по сути является осью вращения. Этот вал соединяется с механизмом, который нужно привести во вращение. И во время поворота якоря начинает вращаться весь механизм.
  
Электродвигатели постоянного тока чаще всего можно встретить в транспорте - троллейбусы, трамваи, метро) или в промышленности (подъёмные краны, станки металлопроката).
При работе с легковоспламеняющимися веществами, например, с бензином или нефтью, используются безыскровые электродвигатели. Такие двигатели ставят в насосах нефтяных скважин и бензоколонках.
В промышленности применяют двигатели, работающие на переменном токе.
 
Электрические двигатели обладают рядом преимуществ. При одинаковой мощности они имеют меньшие размеры, чем тепловые двигатели. При работе они не выделяют газов, дыма и пара, а значит, не загрязняют воздух. Им не нужен запас топлива и воды.
Электродвигатели можно установить в удобном месте: на станке, под полом трамвая, на тележке электровоза. Мощности электродвигателя позволяют достичь высоких КПД.
Условное обозначение электродвигателя на электрических схемах представлено на рисунке \(4\).
 
электродвигатель.png
Рис. \(4\)
Борис Семёнович Якоби, русский учёный, считается одним из первых изобретателем электрических двигателей.
Отрицательным свойством любого двигателя является именно потеря энергии в виде рассеивания тепла, что приводит к перегреванию атмосферы при большом количестве двигателей.
\( \)