#发电机#走近电机系列已经更新了很多期，但有朋友私信硅基动力小编说对于电机究竟具体是怎么旋转起来的这个问题仍感到苦恼。不用担心，今天咱用这一篇文章彻底教懂电机的旋转原理和发电原理。刚高考完的小伙伴们可以跟随着我们的步伐一起回忆相关知识点哦！

一、电机的旋转原理

01电流、磁场和力

首先，为了便于后续电机原理说明，我们来回顾一下有关电流、磁场和力的基本定律/法则。虽然有一种怀旧的感觉，但如果平时不常使用磁性元器件，就很容易忘记这些知识。

电生磁与电磁相互作用的示意图

02旋转原理详解

下面介绍一下电机的旋转原理。我们结合图片和公式来说明。

当导线框为矩形时，要考虑到作用在电流上的力。

电机旋转原理图

作用于边a、c部分的力F为：

产生以中心轴为心轴的转矩。

例如，当考虑到旋转角度仅为θ的状态时，与b和d成直角作用的力为sinθ，因此a部分的转矩Ta由以下公式表示：

以相同的方式考虑c部分，则转矩加倍，并生成由以下公式计算出来的转矩：

由于矩形的面积为S＝hl，因此将其代入上述公式可得出以下结果：

该公式不仅适用于矩形，也适用于圆形等其他常见形状。电机就是利用了该原理。

关键要点：

电机的旋转原理遵循电流、磁场和力相关的定律（法则）。

二、电机的发电原理

下面将介绍电机的发电原理。

如上所述，电机是将电能转换为动力的设备，可以通过利用磁场和电流相互作用所产生的力来实现旋转运动。其实，反之，电机也能够通过电磁感应将机械能（运动）转换为电能。换个角度说，电机具有发电作用。提到发电，您可能就会想到发电机（也称为“Dynamo”、“Alternator”、“Generator”、“交流发电机”等），但是其原理与电机相同，并且基本结构相似。简而言之，电机可以通过使电流流经引脚而获得旋转运动，相反，当电机的轴旋转时，在引脚之间会有电流流过。

01电机的发电作用

如前所述，电机的发电依赖于电磁感应。以下是相关定律（法则）和发电作用的图示。

磁生电原理图

左图显示电流按照弗莱明右手定则流动。通过导线在磁通中的运动，在导线中产生电动势并且有电流流动。中间的图和右图表示按照法拉第定律和楞次定律，当磁铁（磁通）靠近或远离线圈时，电流沿不同的方向流动。我们将在此基础上来解释发电原理。

02发电原理详解

假设面积为S（＝l×h）的线圈在均匀磁场中以ω的角速度旋转。

发电原理图

此时，假设线圈表面的平行方向（中间图中的黄线）和相对于磁通密度方向的垂直线（黑色虚线）形成角度为θ（=ωt），则穿透线圈的磁通量Φ由下式表示：

磁通量公式

另外，通过电磁感应在线圈中产生的感应电动势E如下：

感应电动势公式

当线圈表面的平行方向垂直于磁通方向时，电动势变为零，而水平时电动势的绝对值最大。这样，电机就具备了发电作用。本文所说明的是电机具有旋转动作和发电作用，并不意味着要将电机用于发电。如果要发电，通常使用专为发电进行了优化的发电机。

电机发展到今天，早已成为提高生产效率和科技水平以及提高生活质量的主要载体之一。纵观电机发展，其应用范围不断扩大，使用要求不断提高，结构类型不断增多，理论研究不断深入。我国电机行业已成雨后春笋之势，进入蓬勃发展之期。期间涌现了不少实力强劲的极具创新拼搏精神的企业。

硅基动力——微动力系统专家

深圳市硅基动力有限公司的前身——深圳市德立矽科技有限公司创建于年,是一家稳重可靠的电机控制器制造企业。年起专注智能家具电机控制器的研发；年组建电机微动力系统研发智囊团年正式成立深圳市硅基动力有限公司；硅基动力拥有颇具规模的资深技术研发专家队伍,销量可观的市场销售团队以及完善的产品供应链，使硅基动力成为各应用领域理想的合作伙伴。

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