Nguồn gốc tên gọi
Tên gọi “chổi than” (carbon brush) thường bị nhầm với giấy than (carbon paper) hoặc sợi carbon (carbon fiber), nhưng thực chất nó được gọi là chổi than vì là một loại chổi được làm từ carbon, chứ không phải từ giấy hay sợi. Từ “chổi” khiến người ta liên tưởng đến bó lông như bàn chải đánh răng hay cọ sơn, nhưng lý do của tên gọi này nằm ở lịch sử của động cơ điện.
Những động cơ và máy phát điện đầu tiên được phát minh vào giữa thế kỷ 19 sử dụng chổi làm từ bó dây đồng (chổi đồng bện). Sau đó, người ta phát minh ra loại chổi thay thế bằng khối than carbon (graphite), tức là carbon. Do đó, từ “chổi” vẫn được giữ lại trong tên gọi, và cho đến ngày nay nó vẫn được gọi là “chổi than”.
Vai trò của chổi than
Chổi than tiếp xúc với các bộ phận quay của mô tơ hoặc máy phát điện và thực hiện chức năng dẫn điện trong khi trượt. Xét về mục đích sử dụng, chổi than có thể được phân loại sơ bộ thành hai loại:
- Chổi than chỉnh lưu dùng cho mô tơ điện một chiều (DC motors)
- Chổi than thu dòng dùng cho vòng trượt (slip rings)
Ngoài chức năng dẫn dòng điện, chổi than chỉnh lưu còn cần có khả năng chỉnh lưu tốt để hạn chế phát sinh tia lửa điện. Trong khi đó, chức năng của chổi than thu dòng là truyền dòng điện đến vòng trượt quay. Hai loại chổi than này đảm nhận vai trò khác nhau tùy vào cấu trúc và đặc điểm của thiết bị điện mà chúng được sử dụng.
Các loại vật liệu chổi than
| Loại | Phương pháp chế tạo | Ứng dụng chính | Ghi chú |
| Than điện | Graphit hóa bằng nhiệt độ cao (2.500°C hoặc cao hơn) sau khi nung nguyên liệu thô | Motor công nghiệp cỡ vừa và lớn | Giá thành cao |
| Than tự nhiên | Nung bằng cách sử dụng graphit tự nhiên làm nguyên liệu chính | Vành trượt tốc độ cao | Độ ma sát thấp |
| Chổi than carbon | Nung bằng cách sử dụng graphit nhân tạo làm nguyên liệu chính | Dụng cụ điện và máy sử dụng điện xoay chiều nhỏ | Tải trọng lớn, rung động, phanh và chống ồn |
| Liên kết bằng nhựa | Xử lý nhiệt ở nhiệt độ đông cứng của nhựa sử dụng nhựa tổng hợp làm chất kết dính | Máy hút bụi và các máy DC cỡ nhỏ | Tốc độ cao |
| Kim loại - graphit | Nung chảy hỗn hợp nguyên liệu kim loại và graphit | Điện tử ô tô và các máy DC cỡ nhỏ | Độ điện trở thấp |
Ứng dụng của chổi than
Bộ thu dòng điện cho dây điện trên cao, vành trượt, các máy DC thông dụng, động cơ công nghiệp, v.v
