普通直流電機是如何工作的?
你在科學(xué)書(shū)籍中看到的簡(jiǎn)單電機是基于一根彎曲成矩形環(huán)的電線(xiàn),它懸掛在磁鐵的兩極之間。(物理學(xué)家將
其稱(chēng)為位于磁場(chǎng)中的載流導體。)當您將這樣的電線(xiàn)連接到電池時(shí),直流電(DC) 會(huì )流過(guò)它,從而在其周?chē)a(chǎn)生一個(gè)臨時(shí)磁場(chǎng)。這個(gè)臨時(shí)磁場(chǎng)排斥永磁體的原始磁場(chǎng),導致電線(xiàn)翻轉。通常情況下,電線(xiàn)會(huì )停在那一點(diǎn),然后再次翻轉回來(lái),但如果我們使用一種巧妙的旋轉連接,稱(chēng)為換向器,我們可以在每次導線(xiàn)翻轉時(shí)使電流反向,這意味著(zhù)只要電流繼續流動(dòng),導線(xiàn)就會(huì )繼續沿相同方向旋轉。這就是簡(jiǎn)單的直流電動(dòng)機的本質(zhì),它由邁克爾?法拉第 (Michael Faraday ) 在 1820 年代構想出來(lái),并在大約十年后由威廉?斯特金 ( William Sturgeon )變成實(shí)用的發(fā)明。
直流電動(dòng)機基于在永磁體產(chǎn)生的固定磁場(chǎng)內轉動(dòng)的導線(xiàn)環(huán)。每次導線(xiàn)翻轉時(shí),換向器(開(kāi)口環(huán))和電刷(碳接觸換向器)都會(huì )使電流反向,從而使其保持同向旋轉。
在我們繼續討論交流電機之前,讓我們快速總結一下這里發(fā)生的事情。在直流電機中,磁鐵(及其磁場(chǎng))固定在適當位置并形成電機的外部靜止部分(定子),而承載電流的線(xiàn)圈形成電機的旋轉部分(定子)轉子)。磁場(chǎng)來(lái)自定子,它是一個(gè)永磁體,而您將電力饋送到構成轉子的線(xiàn)圈。定子的永久磁場(chǎng)與轉子產(chǎn)生的暫時(shí)磁場(chǎng)之間的相互作用使電機旋轉。