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電機的基本原西瑪理與基本結構

時間:2019-12-12 13:00

2018年稀土科技成果推介會暨學術交流會上,中國工程院院士李衛指出工業類電機已取代磁選和揚聲器,成為稀土永磁材料最大應用領域。找磁材將針對電機及磁性材料在電機中的應用進行系列介紹,帶您熟悉和了解電機知識和電機行業。

實現電能與機械能相互轉換的電工設備總稱為電機,包含電動機發電機兩類:電動機又稱馬達,是將電能轉換為機械能,在電路中用字母M表示;而發電機是將機械能轉換為電能,在電路中用字母G表示。

基本原理

電生磁:通電導線會產生磁場

奧斯特在實驗中發現,將導線通電后其周圍的小磁針會發生轉動,且電流越強,對小磁針的影響越強,玻璃、木材、水、樹脂和石頭等也不能阻擋這個磁場吸引小磁針。這就是著名的“電流的磁效應”,簡稱“電生磁”,人們把它稱為電磁學第一定律。

電磁感應

又稱磁電感應現象,是指閉合電路的一部分導體在磁場中作切割磁感線運動,導體中就會產生電流的現象。這種利用磁場產生電流的現象叫做電磁感應現象,產生的電流叫做感應電流。

電機的基本原西瑪理與基本結構

基本結構

我們從小學就知道,磁鐵分N極和S極,磁力線從N極出發,最后回到S極;磁鐵同極相斥,異極相吸。利用磁極之間的相互作用力,理論上我們可以移動一個磁極,讓另外一個磁極跟著運動,如果第一個磁極旋轉的話,另一個磁極也會跟著旋轉。但是這樣無法稱之為電機,因為旋轉一個磁極需要的是機械能,這樣本質上是機械能之間的轉換,不是電能和機械能之間的轉換。那怎么辦呢?安培定律告訴我們,磁場本質是由電流產生的,我們想要的是磁場之間的相互作用,因此只要有電流即可,一個很自然的想法就是:將兩個磁場中的一個用線圈來產生磁場。

1821年,法拉第制作了一個裝置,這個裝置能將電能轉化成機械能,被認為是世界上第一臺電動機。

電機的基本原西瑪理與基本結構

法拉第的裝置的組成非常簡單:將水銀注入一個圓形容器里面,中間放置一塊永磁體,一根長的導線一端懸掛,另一端浸入容器里的水銀里面,最后再外接一個直流電源。原理也很簡單,永磁體產生的磁場與導線產生的磁場相互作用,產生一個使導線繞軸旋轉的力。法拉第的天才之處在于想到了用水銀(常溫液體,有良好的導電性)解決了電機連續旋轉的所需要的換向問題。

法拉第的電機驗證了機電能量轉換可以連續進行的,為電機的發展奠定了堅實的基礎。當然現代電機和法拉第的電機模型有了較大的區別,但原理都是完全一致的:都是兩個磁場相互作用,所以電機具備靜止的和旋轉的兩大部分:

靜止的部分稱為定子,作用是產生磁場和作為電機的機械支撐。旋轉的部分稱為轉子,作用是感應電勢實現能量轉換。

電機的基本原西瑪理與基本結構

靜止和旋轉部分之間有一定大小的間隙,稱為氣隙。氣隙的大小決定磁通量的大小,如果氣隙較大的話,漏磁就多,那么電機的效率就會降低,如果氣隙太小,就容易掃定子膛。因此,需要將氣隙控制到一個合理的數值,才能達到最佳效果。

以上就是關于電機的基本原理和電機的基本結構,下周將為大家介紹電機的分類,敬請期待~


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