Sähkömoottorit
Sähkömoottoreita löytyy monista kodin esineistä sekoituksista pesukoneisiin, hiomakoneisiin ja mikroaaltouuniin. Niitä löytyy myös ajoneuvoista, teollisuuslaitteista ja levyasemista. Monet käyttävät kestomagneetteja ja toiset luottavat sähkömagnetismiin. Useimmat perustuvat yksinkertaiseen periaatteeseen: sähkömagneetin magneettikentässä on mekaaninen voima virtaa kuljettavaan johtoon; tätä voimaa, jota kutsutaan Lorentzin voimaksi, voidaan käyttää muuttamaan liike sähköenergiaksi.
Moottorissa on kaksi mekaanista komponenttia, kiinteä magneettisarja ja ankkuri. Kun staattorissa on virtaa, ne tuottavat sähkömagneettisen kentän, joka on vuorovaikutuksessa roottorin käämin kanssa muodostaen voiman, joka pyörittää roottoria ja tuottaa mekaanista energiaa. Moottoreita voidaan käyttää tasavirtalähteillä, kuten tasasuuntaajilla tai akuilla, tai vaihtovirralla (AC), kuten sähköverkolla ja sähkögeneraattoreilla. Moottorit voivat olla yksivaiheisia, kolmivaiheisia tai vaihtovirtaa, harjattuja tai harjattomia, radiaalisia tai aksiaalisia sekä neste- tai ilmajäähdytteisiä.
Useimmissa moottoreissa on kahden tyyppisiä keloja – roottorin kelat ja staattorin kenttäkäämit. Roottorikelat ovat sarja suorakaiteen muotoisia lankakäämityksiä, jotka on kiedottu ferromagneettisen sydämen ympärille, jotta se olisi magneettisesti johtava. Kun roottoriin kohdistetaan magneettikenttä, se tuottaa omat magneettinapansa Lorentzin voiman lain mukaisesti. Roottorin kelojen läpi kulkeva virta muodostaa oman magneettikentän, joka vaikuttaa ankkuriin. Tuloksena oleva voima saa ankkurin pyörimään, mikä tuottaa mekaanisen tehon.
Sähkömoottoreiden tärkeä ominaisuus on niiden pieni massa. Tämän ansiosta ne voivat kiihtyä paljon nopeammin kuin perinteiset moottorit. Roottorissa ei ole metallimassaa, joka toimisi jäähdytyselementtinä, joten se on jäähdytettävä ylikuumenemisen välttämiseksi. Useimmat pienet moottorit jäähdytetään nesteellä, kun taas suuremmat käyttävät puhaltimia.
Sähkömoottorit
Toisen maailmansodan aikana Bodine Motor Company, Worcester, Massachusetts, valmisti suuren määrän sähkömoottoreita sotilasvarusteisiin ja teollisuuskäyttöön. Sota loi kysynnän automaatiolle, mikä lisäsi sähkömoottoreiden kysyntää; magneettilanka, kuulalaakerit ja teräs olivat pulaa. Bodine kehitti moottorin, joka oli kilpailijoita hiljaisempi ja joka ei aiheuttanut radiohäiriöitä viereisiin laitteisiin. Tätä moottoria käytettiin myöhemmin ensimmäisessä Royal-sähkökirjoituskoneessa.
Muita sähkömoottoreiden käyttökohteita ovat pumput ja puhaltimet, teollisuustyökalut, sähkötyökalut ja kodinkoneet. Joitakin käytetään jopa ajoneuvoissa, erityisesti niissä, jotka toimivat regeneratiivisilla jarrujärjestelmillä, jotka voivat muuntaa energian takaisin akkupakkaukseen.
Jotkut sähkömoottorit toimivat fossiilisista polttoaineista tai ydinenergiasta tuotetulla sähköllä. Toiset saavat voimansa aurinkopaneeleilla, tuuliturbiineilla tai vetypolttokennoilla. Yksi jälkimmäisten etu on niiden kyky tarjota päästötöntä kuljetusta suuremmalla kantamalla kuin bensiini- ja dieselmoottoreilla. Junat käyttävät yhä useammin sähkömoottoreita. Esimerkiksi japanilainen Shinkansen-luotijuna kulkee suurilla nopeuksilla sähkömoottorilla, joka voi regeneroida liikkeensä hidastuessaan ja muuttaa junan vauhdin sähköksi ja vähentää päästöjä.