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电动机里面有电磁铁在运转

电动机里面有电磁铁在运转

书名:令人着迷的物理作者名:左卷健男本章字数:989更新时间:2024-06-14 14:09:24

有刷直流电动机,不仅利用电池来工作的玩具中会使用到它,在汽车、笔记本电脑等可移动设备中也会使用到它。下面,我们来看一下电动机的工作原理吧。

电动机里面有什么?

让我们拆解一个常见的电动机来看看。用螺丝刀拧开右侧的塑料部分,取下来,就可以将电动机拆解开了。电动机被拆解成了三个部分。

在盒子里面,左右两侧各有一个磁体。一个磁体的N极和另一个磁体的S极是朝向内侧的。

中间的部分,是一个叫作转子的零件。转子在两侧磁体的中间,当电动机和电池相连通电以后,转子就会旋转。转子的芯是铁做的,里面有3个由漆包线绕成的线圈。当电流通过这些带铁芯的线圈时,线圈就会产生磁性,没有电流时它们就失去磁性,这就是我们常说的电磁铁。漆包线连接着转子右侧的零件。在换向器上面,有3个可以通电的接口,和电磁铁的数目是相同的。

在最右侧的塑料盖里面,有一对导线分别连接着一个电刷,这对导线的另一端可分别连接电池的正负极。当通电的时候,电流从电池正极出发,从电刷经过换向器,流进电磁铁,最终又从电刷流回负极。

电动机,是能够使被磁体夹在中间的转子旋转的装置。我们一起来看一下电磁铁旋转的原理吧。

电磁铁旋转的原理

电动机中的电磁铁是怎样旋转的呢?

磁体的N极和S极是相互吸引的,N极和N极、S极和S极是相互排斥的。当电磁铁中的电流方向改变的时候,它的N极和S极也会对调。如果可以让夹在两块磁体之间的电磁铁中的电流方向在合适的时间发生改变,就可以利用电磁铁和磁体之间的吸引和排斥使电磁铁旋转起来。

当转子处于所示位置时,电流会从正极出发,经过换向器的1号接口。之后,一条线上的电流会通过电磁铁A,再经3号接口流向负极;另外一条线上的电流会经过电磁铁B和电磁铁C,再经过3号接口流向负极。让我们看一下电磁铁的线圈中电流的方向:电磁铁A上的电流,是从外侧流向内侧;电磁铁B和C上的电流,是从内侧流向外侧。因为电流的方向不同,电磁铁A的外侧就相当于N极,与左侧磁体的S极是相互吸引的;电磁铁B和C的外侧相当于S极,其中电磁铁B的外侧与右侧磁体的N极相互吸引,C的外侧与左侧磁体的S极相互排斥。因此,电磁铁会逆时针旋转。当转子开始旋转以后,换向器也跟着旋转,每块电磁铁里面流经的电流的方向会适时变化,电磁铁的磁极会跟着发生改变,以避免电磁铁与磁体相互吸引,无法继续旋转。

换向器起到的作用就是,改变电磁铁中通过的电流的方向,使电动机一直运转。