這就是你初中四年都沒明白的直流馬達原理！

這就是你初中四年都沒有搞明白的直流馬達的工作原理 其實就是這麼簡單 我們先拆開它看看內部結構 內部有一個旋轉軸 軸上纏繞着很多線圈 然後放在兩塊永磁鐵構成的磁場中 當電流流過線圈時 它就會產生一個力推動轉軸轉動 爲了明白其中發生了什麼 我們從簡入繁的看 這是一個永磁鐵 它有北極和南極 它會和另一塊永磁鐵一極相吸 同極相斥 現在我們把一塊永久磁鐵鑽個洞 讓它能自由地轉動 當我們把另一塊磁鐵靠近它時 它就會因爲磁力作用而轉動 使異性極相對 如果我們把旁邊的磁鐵再翻過來 它還會自動轉動至異性相對的位置 只要我們不斷翻轉這塊磁鐵 中間的磁鐵就會持續旋轉 但這樣手動翻轉來改變極性太累了 不過我們還學過一種叫電磁鐵的東西 看這顆金屬螺栓 它內部也有磁綢 但方向是雜亂的 現在我們用電線在螺栓上繞幾圈 接入電路 當電流流過電線時 它會迫使磁綢排列整齊 這樣我們就造出了一個電磁鐵 它像永久磁鐵一樣能吸金屬 也有南北極 能相互吸引或排斥 但電磁鐵的特別之處是 它能像燈泡一樣開關 通電就有磁性 斷電就消失 而且如果把電流方向反轉的話 磁極也會跟着對調 現在我們把剛纔的旋轉磁鐵 換成電磁鐵 當我們接通電流時 它就會自動轉動 是異性級相對 爲了讓它更強 我們可以在兩側再加個永磁鐵 這樣就能幫助中間磁鐵轉動 更有力量 然後工程師把這個結構 又做了一下改進 把兩側的直磁鐵換成弧形的 以獲得更強的磁場 把螺栓換成金屬線圈環 我們稱其爲電樞 然後拿出你的陳年老手 想想上學時學的右手法則 如圖這樣比劃一下 就能確定磁場和扭矩力的方向 根據扭矩力的方向 電樞就會轉到一極相對的位置 只要我們不斷更換電流方向 它的極性就會不斷反轉 從而持續轉動 但這樣手動更換接線 不僅會限制它自由旋轉 我們還會累得手抽筋 於是我們加上一個部件 幻象器 幻象器是一個帶缺口的金屬環 隨電樞一起旋轉 我們再用兩塊碳刷與它接觸 把電流從外電路送到電樞線圈 電磁鐵被激活後 電樞開始旋轉 當它轉動時 電刷接觸到幻象器另一側 電流方向隨之反轉 磁極也隨之反轉 這樣電樞就可以不斷旋轉了 但現在電樞只有一圈線圈 這樣容易讓轉動不平穩 甚至卡在電刷之間 爲了解決這個問題 我們把幻象器分成更多段 加上更多線圈 工作時 起初電刷接觸第一組幻象片 帶動轉動 當它轉動到一定位置時 電刷切換到下一組幻象片 第一個線圈斷電 第二個線圈接通 繼續轉動 這樣線圈輪流工作 轉動就不會停 爲了使扭矩更大 旋轉更快 我們可以加上更多線圈 把幻象器分成更多段 而電樞通過軸把旋轉傳遞出去 軸是主要的旋轉部件 可以連接到外部裝置 讓電機驅動不同設備 最後 電機會裝在一個堅固的金屬外殼中 既能保護內部零件 又能幫助散熱 提升可靠性 這就是有刷馬達的工作原理 這次你學廢了嗎