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磁可以生電，電也可以生磁，它們相伴相隨，形影不離。例如導體切割磁力線(xiàn)，就會(huì )產(chǎn)生感應電動(dòng)勢(即感應電壓)，如圖1-1中的(2)所示。注意，這里說(shuō)的是“切割”，換言之，如果導體在磁場(chǎng)中運動(dòng)，但沒(méi)有切割磁力線(xiàn)，也不會(huì )產(chǎn)生感應電壓，如下圖1-1的(1)所示。

圖1-1

圖1-1中移動(dòng)的是導體，換位思考，如果導體不動(dòng)，讓磁鐵動(dòng)，是不是也會(huì )使導體產(chǎn)生感應電動(dòng)勢呢?顯然，是會(huì )的。想象一下，若圖1-1中，導體固定，讓磁鐵分別上下移動(dòng)和左右移動(dòng)，當磁鐵左右移動(dòng)時(shí)導體就會(huì )產(chǎn)生感應電壓。但磁鐵上下移動(dòng)時(shí)導體不會(huì )產(chǎn)生感應電壓，因為沒(méi)有“切割”。

導體切割磁力線(xiàn)的方向有時(shí)也會(huì )不一樣，如下圖1-2所示，當導體水平向右移動(dòng)時(shí)，產(chǎn)生的感應電壓，要比向右下方向運動(dòng)產(chǎn)生的感應電壓大。這是因為，同一速度，相間，導體水平向右運動(dòng)時(shí)切割磁力線(xiàn)的數目比向右下時(shí)切割的數目多。

圖1-2

導體切割磁力線(xiàn)可以產(chǎn)生感應電壓，給導體通以電流又可以產(chǎn)生磁場(chǎng)。正是因為這個(gè)磁場(chǎng)是由電流產(chǎn)生的，當電流發(fā)生變化時(shí)，磁場(chǎng)也會(huì )隨之變化，包括大小和方向。這個(gè)電流與磁場(chǎng)的方向遵循右手螺旋定則，如下圖1-3所示。

圖1-3

磁生電，電生磁，那么如果存在電和磁，又會(huì )怎么呢?這個(gè)問(wèn)題的其實(shí)就是電機為什么能轉的沒(méi)錯，如果存在電和磁，那就會(huì )產(chǎn)生電磁力，即把一根流過(guò)電流的導線(xiàn)放在磁場(chǎng)中，這根導線(xiàn)就會(huì )受到電磁力的作用發(fā)生運動(dòng)。

這個(gè)很好理解，因為流過(guò)電流的導線(xiàn)本身具有磁場(chǎng)，就相當于一根小磁體，把一根小磁體放入另一磁場(chǎng)中(或者說(shuō)把一根小磁體靠近另一個(gè)磁體)，那肯定會(huì )受到力的作用。

二、電機轉動(dòng)原理

承上啟下，單相電機的轉子能轉動(dòng)，正是因為受到電磁力的作用，也就是說(shuō)，轉子本身得先有流過(guò)電流的導體，放在定子產(chǎn)生的磁場(chǎng)中，才能轉動(dòng)。

但問(wèn)題來(lái)了，轉子上的電流又從哪里來(lái)呢?大家都知道，我們給單相電機通電，其實(shí)是給電機的定子通電，并沒(méi)有給電機的轉子通電。其實(shí)，就在上文，仔細思考，電除了可以直接從電源來(lái)，顯然還可以利用導體切割磁力線(xiàn)產(chǎn)生!

也就是說(shuō)，轉子的電流，可以通過(guò)它的導體切割磁力線(xiàn)產(chǎn)生。顯然，磁力線(xiàn)已經(jīng)有了，由電機定子上的通電線(xiàn)圈產(chǎn)生，只要讓轉子上導體切割這些磁力線(xiàn)就可以了。

當然，電機在一開(kāi)始，轉子是不動(dòng)的，通過(guò)移動(dòng)導體切割磁力線(xiàn)顯然不現實(shí)，我們就得想辦法讓磁場(chǎng)動(dòng)起來(lái)，被轉子導體切割，這就是為什么單相電機加電容的原因!我們一起來(lái)看看電機不加電容和加電容的區別。

單相電機定子上的兩個(gè)繞組在空間上相隔90°，如圖1-4所示。A、B兩個(gè)繞組垂直布置，A為工作繞組，首端為圖中標注“A”處，B為起動(dòng)繞組，首端為圖中標注“B”處。兩個(gè)繞組采用并聯(lián)的連接方式。

1、電機不加電容時(shí)，其接線(xiàn)圖正如圖1-4所示。

圖1-4

假設兩個(gè)繞組相同，由于是并聯(lián)關(guān)系，它們流過(guò)的電流也相同，包括大小和方向。這就導致了兩個(gè)線(xiàn)圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)也是一樣的，但由于兩個(gè)線(xiàn)圈空間相隔90°，兩個(gè)磁場(chǎng)也相隔90°。

在這里要說(shuō)明的一點(diǎn)是，磁場(chǎng)是矢量，它在空間上的任一點(diǎn)，只有一個(gè)方向，當把兩個(gè)磁場(chǎng)放在一起，磁力線(xiàn)就會(huì )合成。這個(gè)理解也不難，就好比是力，力是矢量，我們用手推動(dòng)木塊移動(dòng)，一只手往左推，一只手往上推，那么木塊受到的力，就是兩個(gè)力的合成力，木塊會(huì )往左上方移動(dòng)，如圖1-5所示。

圖1-5

同理，定子上兩個(gè)線(xiàn)圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)和稱(chēng)號后如下圖1-6所示。圖中A、B對應電機兩個(gè)繞組的首端，根據右手螺旋定則，當電流處于正半周，電流從首端流入，產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向為順時(shí)針;電流從末端流出，產(chǎn)生的磁場(chǎng)為逆時(shí)針。

圖1-6

此時(shí)對B繞組來(lái)說(shuō)，產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向為向下，而A繞組產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向為向右，它們產(chǎn)生的合成磁場(chǎng)方向為右下方向，如圖1-6所示。依次再得出電流處于負半周時(shí)的合成磁場(chǎng)方向。

對比圖1-6的兩個(gè)磁場(chǎng)，可以發(fā)現，隨著(zhù)電流的交變，磁場(chǎng)的方向也在往復變向，但不管磁場(chǎng)怎么變，它和轉子導體間都不會(huì )產(chǎn)生切割運動(dòng)，這就相當于圖1-1的(1)中的磁鐵上下往復運動(dòng)，導體不會(huì )產(chǎn)生感應電壓，即轉子不會(huì )產(chǎn)生電流，沒(méi)有電流流過(guò)的轉子，處于磁場(chǎng)中，也不會(huì )受到電磁力的作用發(fā)生旋轉!

2、電機加電容時(shí)，其接線(xiàn)圖正如圖1-7所示。

兩個(gè)繞組仍然是并聯(lián)的連接關(guān)系，但起動(dòng)繞組是先串接一個(gè)電容再與工作繞組并聯(lián)。串接電容的起動(dòng)繞組，它的電流就會(huì )超前工作繞組電流90°，導致流過(guò)兩個(gè)繞組的電流不同步，如圖1-7所示。

圖1-7

例如，當相位為90°時(shí)，B繞組電流為正半周最大值，但A繞組電流為零;相位為180°時(shí)，A繞組電流為正半周最大值，但B繞組電流為零。它們產(chǎn)生和合成磁場(chǎng)方向如下圖1-8所示，90°時(shí)，A繞組沒(méi)有電流，定子磁場(chǎng)全由B繞組產(chǎn)生，由于B繞組電流為正，電流從首端流入，磁場(chǎng)方向為順時(shí)針，同理，電流從B繞組末端流出，磁場(chǎng)方向為逆時(shí)針，定子磁場(chǎng)方向為豎直向下。

圖1-8

其他兩個(gè)磁場(chǎng)方向大家也可以根據右手螺旋定則自行判斷，在此我就不一一分析。從圖1-8可以看到，定子磁場(chǎng)是隨著(zhù)電流的交變而轉動(dòng)的，一旦磁場(chǎng)轉動(dòng)，那么就會(huì )被轉子上的導體切割，從而產(chǎn)生感應電壓。又由于轉子導體是閉合回路，就會(huì )產(chǎn)生感應電流，一旦有了電流，這些轉子導體就會(huì )受到電磁力的作用發(fā)生旋轉。

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