SECTION 04 · THE ELECTRIC MOTOR

通电线圈,自己转起来

通电的线圈,为什么会自己转起来?把它拆开你会发现,一台小小的电动机里,藏着电与磁最精彩的一次"合作"。

电动机转起来
线圈在两块磁极之间旋转,带出蓝色拖影 · 写实示意
01 · 认识它

通电导线,在磁场里会怎样?

前面我们看到,通电导线周围会产生磁场。那如果把通电导线放进另一个磁场里,会发生什么?

答案是:它会受到力的作用而运动!而且这个力的方向,跟电流方向、磁感线方向都有关系。

电动机(马达)就是利用这个原理:把通电线圈放进磁铁的磁场里,线圈受力旋转起来,不停地转,就输出了机械功。

① 线圈通电→② 在磁场中受力→③ 绕轴旋转→④ 换向器换流→⑤ 持续转动
电动机转起来 配图
换向器与电刷的特写:让线圈转不停的关键
02 · 拆开看

一台电动机,由这几部分组成

点击卡片或 3D 模型上的零件

03 · 动手转

调调速,看线圈转不停

拖动可以自由旋转 · 滚轮放大缩小 · 点击零件看讲解 · 用下方按钮试试互动

3D 模型加载中…
🖱 按住拖动旋转 · 滚轮缩放 · 点击部件查看说明
N 极 / 受力 S 极 磁场 / 磁感线 电流 / 铜线
04 · 弄明白

让线圈"转不停"的秘密

换向器:转不停的关键

光靠磁场,线圈只能转到"平衡位置"就卡住。工程师在线圈上装了换向器(两个绝缘的半圆铜环)和电刷:线圈刚转过平衡位置,它就立刻把电流方向反过来,线圈于是又能继续受力转动,如此循环,就转个不停。

电动机 vs 发电机:一对双胞胎

它们结构相似、功能互逆:电动机把电能变成机械能(用电让它转),发电机把机械能变成电能(让它转来发电)。电动车、风扇、洗衣机里的马达,用的都是电动机原理。

⚡ 本节要点