電磁感應與交流電

電動機(馬達)

電動機把電轉換成運動。把電流灌進一個位於磁場中的線圈,線圈就會扭轉——帶動風扇、電鑽、幫浦、汽車與硬碟。它回答了一個日常問題:電到底是怎麼讓東西轉起來的?

精確地說,一個載有電流的線圈在磁場中會感受到一個轉動的力(力矩)tau = N B I A sin(theta),其中 N 匝載著電流 I,線圈面積為 A,與磁場 B 夾角 theta。這個力矩讓線圈旋轉。一個巧妙的開關,叫做換向器(commutator,或其電子等效元件),每轉半圈就把電流方向翻轉一次,使力矩始終往同一個方向推,線圈才能持續旋轉,而不是搖一下就停住。

馬達無所不在,而它其實就是「反著運轉」的發電機。一個誠實而重要的微妙之處是:線圈在旋轉的同時也在發電——它產生一個反抗電源的反電動勢(冷次定律)。這個反電動勢限制了電流,這正是為什麼馬達在剛啟動、還沒轉起來的那一瞬間,會抽取一大股湧入電流。

在無線電鑽裡,扣下扳機把電流送進電樞線圈,磁力矩帶動鑽頭旋轉。把鑽頭卡住讓它停轉,反電動勢就消失、電流暴增,馬達很快就過熱。

線圈中的電流產生力矩;換向器讓它持續往同一方向旋轉。

同一台裝置,用電流帶動時是電動機,用運動帶動時就是發電機。電動車的再生煞車正是利用這種反向來替電池充電。

又称
motor馬達