初中物理都讲了些什么(秒懂电动机)

科技、教育、艺术跨学融合，欢迎来到物理大师电动机悬浮未来在从上世纪70年代穿越而来的马丁看来，那些不可思议的3D技术、文章通讯、智能眼镜等发明已经精准如预言般普及在我们日常生活中了。就连那款动感十足的悬浮滑板也逐渐被人类的智慧构造成可触及的现实。

日前，一款名为的单轮电动悬浮滑板开始在美国上市，这款产品利用陀螺仪来保持平衡，滑板中间配备了一个由电动机带动的单轮，它是如何只用电就提供滑板所需动力的呢？200年前，奥斯特告诉我们，通电导体周围存在着磁场，对磁针有着的作用。但奥斯特的结论过于简单，我们通过实验仔细分析一下，一、将一根指导体放入磁场中，接通电源，让电流通过指导，通过直导。观察直导体的运动情况。二、大电源的正负极对调后接入电路，使通过直导线的电流方向和原来的相反，观察直导体的运动方向有何变化。三、保持直导线中的电流方向不变，大梯形磁体上下级磁极调换，使磁场方向与原来相反。观察直导线的运动方向。

分析后我们得出结论，一、通电导体在磁场中受到力的作用。二、通电导体在磁场中受到力的方向与电流的方向、磁感线的方向有关。三、如果电流的方向、磁场的方向都发生变化，直导线受力的方向反而不变化。把一根直导线折成一个如图的线框，通电后它会怎样运动呢？我们实现后发现通电线框在磁场中转过一个角度，但不能持续转动，人类利用这个结论并加以改良，制造成了把电能转化成机械能的电动机。

如果使线圈静止在如图位置上闭合开关，我们发现AB和CD中电流方向相反，则AB受力方向和CD受力方向不仅大小相等，方向相反，而且还在同一条直线上，即二力平衡，所以线圈处于静止状态。如果如图放置线圈，我们发现AB和CD中电流方向相反，则AB和CD两边受力方向就相反，又因为两个力不在同一条直线上，所以线圈在这两个力的作用下将沿着轴线顺时针转动，但越过平衡位置以后不能继续转下去，最后又逆时针转动返回平衡位置。如果越过平衡位置后，线圈不是立即停止，是因为线圈具有惯性，AB和CD中电流方向仍然相反，AB边和CD边受力不变，阻碍了线圈继续沿着顺时针转动。如果要使线圈后半周也能获得同方向的力，我们使用如图的换向器。两个同伴环e和F跟线圈两端相连，可随线圈一起转动，两半环中间断开，彼此绝缘。a和B是电刷，它们分别和两个半环接触，使电源和线圈组成闭合电路。这样无论线圈哪个边，只要它处于靠近磁体S级的一侧，其中的电流都是从屏幕外这边朝着屏幕内的方向流去，这时它的受力情况总是相同的，线圈就可以不停的转动下去了。

实际的电动机都有多个线圈，每个线圈都接在一对换相片上，以保证每个线圈在转动过程中受力的方向都是它朝向同一方向转动。在我们日常生活中，电动机将电能转化成机械能，比如洗衣机就是用电动机带动皮带轮进行加速与减速的，电动车用电动机作为动力代替燃油机。甚至不久前，特斯拉创始人之一的马斯克提出要造电动飞机，包括飞机和轮船的所有交通工具都将全电动化，不只是半电动的混合动力，而是完全的电动化。