Redigerer Elektrisk motor (avsnitt)

=== Teoretisk utvikling ===
En viktig oppdagelse som lå til grunn for eksperimenter med elektriske roterende innretninger var den danske fysikeren [[Hans Christian Ørsted]]s ([[1777]] – [[1851]]) oppdagelse av magnetfelter rundt elektriske ledere. I 1820 oppdaget han at en elektrisk leder vil påvirke en [[kompass]]nål til å bevege seg om denne holdes i nærheten av lederen. En tidligere oppfinnelse som gjorde kontrollerte forsøk med elektrisitet mulig var oppfinnelsen av det elektriske batteriet ([[Voltasøyle]]n), utført av den italienske vitenskapsmannen [[Alessandro Volta]] ([[1745]] – [[1827]]). Mange oppfinnere og vitenskapsmenn studerte elektromagnetiske fenomener, og søkte etter praktiske anvendelser for elektrisitet. Disse arbeidet ofte helt uavhengig av hverandre, og nye oppdagelser ble gjort nesten daglig.<ref name="MD">{{Kilde www| forfatter=Martin Doppelbauer | url= http://www.eti.kit.edu/english/1376.php |tittel=The invention of the electric motor 1800-1854 – A short history of electric motors - Part 1 | besøksdato=11. januar 2015 | verk= | utgiver=Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) | arkiv_url= |arkivdato= |sitat= }}</ref>

Den franske matematikeren og fysikeren [[André-Marie Ampère]] ([[1775]] – [[1836]]) studerte sammenhengen mellom magnetisme og elektrisitet samtidig med Ørsted. Regelen som for ettertiden er kjent som [[Ampères sirkulasjonslov]], forteller om forholdet mellom magnetisk flukstetthet og strømstyrken i en leder. Denne grunnleggende oppdagelsen ble gjort i 1820 og publisert noen få år senere.<ref>{{Kilde www|url=http://farside.ph.utexas.edu/teaching/316/lectures/node75.html |tittel=Ampère's Circuital Law | forfatter=Richard Fitzpatrick | år=2007}}</ref>

[[Fil:Faraday magnetic rotation.jpg|thumb|Faradays elektromagnetiske motor i 1821 der en elektrisk leder roterer rundt en magnet.<ref name="Faraday (1822)">{{Kilde artikkel|etternavn=Faraday|fornavn=Michael|tittel=On Some New Electro-Magnetical Motion, and on the Theory of Magnetism|publikasjon=Quarterly Journal of Science, Literature and the Arts|år=1822|bind=XII|sider=74–96 (§IX)|url=http://archive.org/details/quarterlyjournal12jour|besøksdato=12. februar 2013|utgiver=Royal Institution of Great Britain}}</ref>]]

I 1831 oppdager den britiske fysikeren [[Michael Faraday]] ([[1791]] – [[1867]]) at et magnetisk felt kan påvirke en elektrisk leder slik at det oppstår en [[elektromotorisk spenning]] (EMS) i den. Denne oppdagelsen er senere kjent som [[Faradays lov]], og fenomenet omtales som elektromagnetisk induksjon. Omtrent samtidig gjør den amerikanske fysikeren [[Joseph Henry]] ([[1797]] – [[1878]]) den samme oppdagelsen. Dette er den motsatte fysiske prosessen av den som Ørsted hadde oppdaget. Induksjon er for øvrig det fysiske grunnlaget for virkemåten til en generator, selv om også induksjon skjer i en elektrisk motor. 
Mer spesifikt er den elektromotoriske spenningen <math>\mathcal{E}</math> er proporsjonal med den tidsderiverte av magnetiske flukstetthet:

: <math>\mathcal{E} = -{{d\Phi_B} \over dt}, \ </math>

der

:* <math>\mathcal{E}</math> er den elektromotoriske spenningen (ems) 
:* Φ<sub>''B''</sub> er den [[magnetisk fluks|magnetiske fluksen]],

og minustegnet forklares av [[Lenz' lov]]:

: «Retningen av den induserte spenningen er slik at den vil motvirke sin årsak»

[[Fil:Lorentzkraft-graphic-part2.PNG|thumb|Den magnetiske [[kraft]]en ''F'' virker normalt på magnetfeltets flukslinjer '''B''' og er proporsjonalt med lengden av lederen <math>\boldsymbol{\ell}</math> og strømstyrken <math> I </math>  i lederen.]]

I den helt tidlige eksperimentelle fasen med elektromagnetisme holdes fenomenene med fysiske krefter mellom magnetfelter og elektriske ledere på den ene siden, og induksjon på den andre siden, strengt adskilte. En snakket om magneto-elektriske maskiner når en omtalte bakgrunnen for virkemåten for generatorer, og elektro-magnetiske maskiner når det var snakk om motorer. Ikke før i 1833 ble det påpekt at det var en sammenheng mellom disse fenomenene, da den tysk-baltiske fysikeren [[Emil Lenz]] ([[1804]] – [[1865]]) utga en artikkel med navn «loven om gjensidighet av magneto-elektriske og elektro-magnetiske fenomener». Med dette ble det i praksis fremsatt en påstand om at en elektrisk motor kan fungere som generator, og vice versa. I 1838 kom det flere rapporter om eksperimenter der det ble påvist reversible prosesser.<ref name="MD" />

Den helt grunnlegende sammenhengen for virkemåten til en motor er [[Ampères kraftlov]] som sier at kraften er gitt ved uttrykket<ref>[[#YL|Young og Freedman: ''University physics'' side 932.]]</ref>

:<math>\mathbf{F} = I \boldsymbol{\ell} \times \mathbf{B} \,\!</math>

der symbolene betyr
* '''F''' = kraften ([[Vektor (matematikk)|vektor]]) som virker på en leder ([[Newton|N]]),
* <math> I </math> = strømmen i lederen ([[Ampere|A]]),
* <math>\boldsymbol{\ell}</math> = lengden av lederen ([[meter|m]])
* <math>\mathbf{B}</math> = flukstetthet (vektor) til magnetfeltet som omgir lederen ([[Tesla|T]]).

Figuren til høyre viser hvordan en leder i et magnetfelt blir påvirket av denne kraften.