意義與機制
磁場中載流線圈所受的力,在線圈兩側產生轉矩。換向器配合旋轉改變電流方向,使轉矩維持同一旋轉方向。
一個旋轉的線圈會產生一個電磁感應電壓,類似於發電機,該電壓會與提供的電壓方向相反。這解釋了為什麼啟動時和快速旋轉時,電流會發生變化。
關係與條件
在一個簡單的模型中,其中 I = (V−kω)/R,磁力矩與 kI 成比例。 旋轉加速度是透過從這個力矩中減去摩擦力和負載力矩來確定的。
該近似值適用於磁場、馬達常數以及粘性摩擦係數。實際的起動摩擦、換向損耗以及繞組加熱是獨立的效應。
觀察實驗中需要注意的事物
換向器保持力矩的方向;反電動勢降低電流。
該場和線圈是理想狀態,並且摩擦力是粘性的。如果沒有換向器,這個簡單的模型從 π/4 開始。在螢幕上進行實驗;不要用實際的電源、插座或高電壓來重複此實驗。
關鍵關係與符號
Jω′ = kI−bω−τload · I = (V−kω)/R
| 符號 | 含義 | 單位 |
|---|---|---|
| ω | 角速度 | rad/s |
| kω | 反電動勢 | V |
| J | 轉動慣量 | kg·m² |
透過範例確認
電源為 6 V、電流為 0.968 A、電阻為 5 Ω 時,反電動勢是多少?
約 1.16 V
常見誤解
- 馬達消耗的電流不一定隨轉速增加而增大。
