马达的原理与构造

“马达”是一种将电能转换为机械能的装置。


何谓电磁力

图1：基本原理
在永磁铁中，磁通量通常是由N极流向S极。在这个永磁铁所产生的磁场（磁通束）中，放置导体（容易传导热、电的物体），使电流一开始流动就产生动力。该磁场与电流之间借由相互作用所产生的动力，我们就称为“电磁力”。

图2：左手定律
此时的电流、磁通量、动力的方向是随着“左手定律”而改变的。当左手的大拇指、食指、中指分别呈直角时，大拇指代表力的方向、食指代表的是磁通量的方向、而中指则代表电流的方向。那么，磁场和电流又是如何发挥作用的呢？

通过电流产生磁场

图3：右手法则
如图3所示，由后往前对导体通入电流，便会产生一股以电流为中心的逆时针旋转的同心圆状的磁场。
此时，我们可通过“右手法则”得知磁通量的旋转方向。这是表示当电流流向螺旋顶端时，磁通量的旋转方向就如同锁紧螺丝的螺丝刀旋转方向。

磁力线的干扰

图4：磁力线的干扰
永磁铁的磁场和通过电流产生的磁场是互相影响的。当磁力线的方向相同时，磁力增强，反之则会互抵，使磁力减弱。

电磁力的产生

图5：磁力线的张力
电磁力的强与弱，犹如被拉到适当强度的橡皮筋和松缓了的橡皮筋。导体就是承受被较强一侧推向较弱一侧的动力。

旋转力的产生

图6：旋转力的产生
电磁力计算公式如下：
如图6所示，在磁场中放置导体时，导体所产生的转矩（旋转力）如下。假设1根导体所产生的电磁力为F、从中心到导体的距离为R，即可通过以下公式算出。
1根导体的旋转力T
图6的旋转力（导体2根分）