电机的扭转事理和发电事理

关于电流、磁场和力

首先，为了便于后续电机事理解释，我们来回顾一下有关电流、磁场和力的基本定律/法则。
虽然有一种怀旧的觉得，但如果平时不常利用磁性元器件，就很随意马虎忘却这些知识。

电机的旋转事理

下面先容一下电机的旋转事理。
我们结合图片和公式来解释 —— 当导线框为矩形时，要考虑到浸染在电流上的力。

浸染于边a、c部分的力F为

产生以中央轴为心轴的转矩。

例如，当考虑到旋转角度仅为的状态时，与b和d成直角浸染的力为sin，因此a部分的转矩Ta由以下公式表示:

以相同的办法考虑c部分，则转矩更加，并天生由以下公式打算出来的转矩：

由于矩形的面积为S＝h・l，因此将其代入上述公式可得出以下结果：

该公式不仅适用于矩形，也适用于圆形等其他常见形状。
电机便是利用了该事理。

关键要点

・电机的旋转事理遵照电流、磁场和力干系的定律（法则）。

电机的发电事理

下面将先容电机的发电事理。
如上所述，电机是将电能转换为动力的设备，可以通过利用磁场和电流相互浸染所产生的力来实现旋转运动。
实在，反之，电机也能够通过电磁感应将机器能（运动）转换为电能。

换个角度说，电机具有发电浸染。
提到发电，您可能就会想到发电机（也称为“Dynamo”、“Alternator”、“Generator”、“互换发电机”等），但是其事理与电机相同，并且基本构造相似。
简而言之，电机可以通过使电流流经引脚而得到旋转运动，相反，当电机的轴旋转时，在引脚之间会有电流流过。

什么是电机的发电浸染？

如前所述，电机的发电依赖于电磁感应。
以下是干系定律（法则）和发电浸染的图示。

左图显示电流按照弗莱明右手定则流动。
通过导线在磁通中的运动，在导线中产生电动势并且有电流流动。
中间的图和右图表示按照法拉第定律和楞次定律，当磁铁（磁通）靠近或阔别线圈时，电流沿不同的方向流动。

我们将在此根本上来阐明发电事理。

电机的发电事理

假设面积为S（＝lh）的线圈在均匀磁场中以的角速率旋转。

此时，假设线圈表面的平行方向（中间图中的黄线）和相对付磁通密度方向的垂直线（玄色虚线）形成角度为（=t），则穿透线圈的磁通量由下式表示：

其余，通过电磁感应在线圈中产生的感应电动势E如下：

当线圈表面的平行方向垂直于磁通方向时，电动势变为零，而水平时电动势的绝对值最大。

这样，电机就具备了发电浸染。
我在这里解释的是电机具有旋转动作和发电浸染，并不虞味着要将电机用于发电。
如果要发电，常日利用专为发电进行了优化的发电机。

关键要点

・电机的发电浸染与旋转动作一样，遵照电流、磁场和力的定律（法则）。

・电机通过电磁感应将机器能（运动）转换为电能。