直流电动机是利用通电导线在磁场中受到的作用力(安培力)的原理制成的,它是把电能转化成机械能的机器。
简单原理分析:
如图所示,矩形线圈abcd放在磁场中,给矩形线圈通电,电流方向为a到b到c到d,矩形线圈的各条边均可看成通电直导线,各边受磁场作用力,其结论是可能使线圈转动。
图甲中的ab段导线受磁场作用力,方向竖直向上;cd段导线电流方向与ab段电流方向相反,磁感线方向也是从右向左,它与ab段导线所受力方向
相反,为竖直向下;bc段、da段导线中电流方向与磁感线方向相同或相反,不受磁场作用力,矩形通电线圈受到磁场作用力,使线圈转动,转动的方向为顺时针方向。
图乙中ab段导线、cd段导线受力情况与图甲相同,只是因为线圈平面在竖直平面,两段导线受力在同一条直线上,合力为零。ab段
受力垂直纸面向外、bc段受力垂直纸面向里,合力为零。结果是矩形通电线圈仍受磁场作用力,但作用力的合力为零,线圈不会受力的作用发生转动。
图乙中线圈的位置是线圈的平衡位置,如果线圈原来静止于这个位置,那么在通电后线圈也不会转动。如果线圈原来已经在转动,线圈将依靠惯性转过这个平衡位置。
当线圈转过平衡位置以后,由换向器及时改变电流方向,可使矩形线圈连续的旋转。
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