安培環路定理和安培力的實際應用:電動機的工作原理

2020-12-03 電子通信和數學

上節我們了解了安培環路定理和安培力，從此拉開了電磁學領域的新篇章，但它們在生活中有什麼用處呢？本篇就來進步了解安培定理和安培力的實際應用。

電流產生的磁場使兩根平行導線相互吸引或排斥，那麼變成磁鐵的線圈是什麼情況呢？你可以猜到它的運動行為也與電流產生的磁場有關，這樣的線圈稱為螺線管，當螺線管中有電流通過時會產生磁場，幾乎所有的磁場都會穿過螺旋管內部，右手順著電流方向握住螺線管，此時大拇指將指向磁場的N極方向

線圈內部的磁感應強度B，等於磁導率乘以線圈電流乘以線圈的匝數

這就是用線圈產生磁場的情況，當你把半圈導線放入磁場時，導線會發生神奇的旋轉，這是因為磁場在導線上產生扭矩，比如這個線圈，環路的上下邊平行於磁場，所以磁場對它們沒有力的作用

但左右邊與磁場垂直，會受到磁場力的影響，迫使線圈轉動

上節我們討論了磁場力的公式，如圖

我們可以根據第二右手定則確定磁場力的方向，四指指向電流方向並向磁場方向彎曲，那麼拇指方向就是受力

容易驗證，線圈左側邊遠離你運動，右側邊則朝向你運動

所以線圈順時針旋轉

這就是電動機工作原理，通過不斷顛倒電流方向，使線圈發生旋轉

這些旋轉的線圈可以做機械功，例如洗衣機的滾筒，電鑽的鑽頭或計算機的風扇

電動機無處不在，在涉及電動機的日常時，別忘了對安培老爺子說聲謝謝

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