電機的旋轉原理

 

01 電流、磁場和力

 

首先
，為了便於後續電機原理說明
，我們來回顧一下有關電流、磁場和力的基本定律/法則。雖然有一種懷舊的感覺
，但如果平時不常使用磁性元器件
，就很容易忘記這些知識。

 

 

02 旋轉原理詳解

 

下麵介紹一下電機的旋轉原理。我們結合圖片和公式來說明。

 

當導線框為矩形時，要考慮到作用在電流上的力。

 

 

作用於邊a
、c部分的力F為：

 

 

產生以中心軸為心軸的轉矩。

 

例如

，當考慮到旋轉角度僅為θ的狀態時
，與b和d成直角作用的力為sinθ

，因此a部分的轉矩Ta由以下公式表示：

 

 

以相同的方式考慮c部分，則轉矩加倍，並生成由以下公式計算出來的轉矩：

 

 

由於矩形的麵積為S＝h・l，因此將其代入上述公式可得出以下結果：

 

 

該公式不僅適用於矩形，也適用於圓形等其他常見形狀。電機就是利用了該原理。

 

關鍵要點：

 

電機的旋轉原理遵循電流、磁場和力相關的定律（法則）。

 

電機的發電原理

 

下麵將介紹電機的發電原理。

 

如ru上shang所suo述shu，電dian機ji是shi將jiang電dian能neng轉zhuan換huan為wei動dong力li的de設she備bei
，可ke以yi通tong過guo利li用yong磁ci場chang和he電dian流liu相xiang互hu作zuo用yong所suo產chan生sheng的de力li來lai實shi現xian旋xuan轉zhuan運yun動dong。其qi實shi，反fan之zhi，電dian機ji也ye能neng夠gou通tong過guo電dian磁ci感gan應ying將jiang機ji械xie能neng（運動）轉換為電能。換個角度說
，電機具有發電作用。提到發電，您可能就會想到發電機（也稱為“Dynamo”

、“Alternator”、“Generator”
、“交流發電機”等），但dan是shi其qi原yuan理li與yu電dian機ji相xiang同tong，並bing且qie基ji本ben結jie構gou相xiang似si。簡jian而er言yan之zhi，電dian機ji可ke以yi通tong過guo使shi電dian流liu流liu經jing引yin腳jiao而er獲huo得de旋xuan轉zhuan運yun動dong，相xiang反fan，當dang電dian機ji的de軸zhou旋xuan轉zhuan時shi，在zai引yin腳jiao之zhi間jian會hui有you電dian流liu流liu過guo。

 

01 電機的發電作用

 

如前所述，電機的發電依賴於電磁感應。以下是相關定律（法則）和發電作用的圖示。

 

 

左圖顯示電流按照弗萊明右手定則流動。通過導線在磁通中的運動，在導線中產生電動勢並且有電流流動。

 

中間的圖和右圖表示按照法拉第定律和楞次定律，當磁鐵（磁通）靠近或遠離線圈時，電流沿不同的方向流動。

 

我們將在此基礎上來解釋發電原理。

 

02 發電原理詳解

 

假設麵積為S（＝l×h）的線圈在均勻磁場中以ω的角速度旋轉。

 

 

此時，假設線圈表麵的平行方向（中間圖中的黃線）和相對於磁通密度方向的垂直線（黑色虛線）形成角度為θ（=ωt），則穿透線圈的磁通量Φ由下式表示：

 

 

另外，通過電磁感應在線圈中產生的感應電動勢E如下：

 

 

當線圈表麵的平行方向垂直於磁通方向時，電動勢變為零，而水平時電動勢的絕對值最大。

 

這(zhe)樣(yang)
，電(dian)機(ji)就(jiu)具(ju)備(bei)了(le)發(fa)電(dian)作(zuo)用(yong)。我(wo)在(zai)這(zhe)裏(li)說(shuo)明(ming)的(de)是(shi)電(dian)機(ji)具(ju)有(you)旋(xuan)轉(zhuan)動(dong)作(zuo)和(he)發(fa)電(dian)作(zuo)用(yong)，並(bing)不(bu)意(yi)味(wei)著(zhe)要(yao)將(jiang)電(dian)機(ji)用(yong)於(yu)發(fa)電(dian)。如(ru)果(guo)要(yao)發(fa)電(dian)，通(tong)常(chang)使(shi)用(yong)專(zhuan)為(wei)發(fa)電(dian)進(jin)行(xing)了(le)優(you)化(hua)的(de)發(fa)電(dian)機(ji)。

 

關鍵要點：

 

電機的發電作用與旋轉動作一樣，遵循電流
、磁場和力的定律（法則）。電機通過電磁感應將機械能（運動）轉換為電能。

 

 

免責聲明：本文為轉載文章
，轉載此文目的在於傳遞更多信息，版權歸原作者所有。本文所用視頻、圖片、文字如涉及作品版權問題
，請聯係小編進行處理。

 

推薦閱讀：