有刷直流电机的发电原理是什么？—AMEYA360

　　今天AMEYA360电子元器件采购网将通过本文，使用有刷直流电机 的示意图来解释实际的电机发电原理，接下来，一起看下去吧！

　　有刷直流电机的示意图

　　假设在电刷未通电的状态下，线圈（转子）沿逆时针方向旋转。作为现实案例，有这种情况：当正在旋转的电机的电源被切断后，转子由于惯性而继续转动。

　　在①的状态下，线圈A位于磁体N和S的中间。由于磁体产生的磁场方向是从N到S，逆时针旋转使线圈A接近磁体N，因此，向旋转轴方向的磁通量变化在（+）处最大（粉红色箭头）。结果，线圈A产生电动势，该电动势使电流（紫色箭头）从旋转轴向外侧流动。

　　由于线圈B远离磁体N，线圈C靠近磁体S，因此磁通量的变化变为（-）（粉红色箭头），并且磁通量的变化值由于位置靠近磁体而小于最大值。结果，线圈B和线圈C产生电动势，该电动势使电流（紫色箭头）从外侧流向旋转轴。

　　当此时的线圈A、B、C的电动势合并时，相对于右电刷在左电刷中产生（+）电压。

　　当变为②的状态时，线圈B位于磁体N和S中间，并且由于其接近S，所以磁通量的变化在（-）处变为最大。结果，线圈B产生电动势，该电动势使电流从外侧流向旋转轴。

　　由于线圈A靠近磁体N，线圈C远离磁体S，所以磁通量的变化为（+），并且磁通量的变化值由于位置靠近磁体而小于最大值。结果，线圈B和线圈C产生电动势，该电动势使电流从旋转轴向外侧流动。

　　当此时的线圈A、B、C的电动势合并时，相对于电机右电刷在电机左电刷产生正电压。

　　综上所述，当线圈（转子）逆时针旋转时，相对于电机右电刷，总是在电机左电刷上产生（+）电压。如果线圈顺时针旋转，则会因反向动作而在电机右电刷上产生（+）电压。产生的电压被换向器整流成直流电压，并且发电电压会随着转速的增加而提高。不言而喻，发电机就是基于这一原理制造的。

直流电动机是怎么来的呢？利用磁生电感应发电。

直流电动机是怎么来的呢？利用磁生电感应发电。

既然，电与磁之间并非一开始就能认识到两者的关系，必然是发现它们都有吸附现象以后，才能有电磁的认识，并且才有可能做实验验证磁铁是否会产生电。

不懂的人，看到这里的时候，应该有所领悟了，那么就会有疑问，磁是否真的能产生电呢？

是的，磁真的能够产生电，电也能生磁，电与磁密不可分，这就是电磁感应，利用电磁感应才能发电！

现在一般认为是“法拉第”发明的，只是当知道静电和静磁的关系以后，以上这些中国古籍里众多相关资料，恐怕不能认为是西方“发明”的了，毕竟，中国对磁铁的认识更深，才能发明指南针、罗盘，而西方对此还需要等待中国的输入，又怎么能够明白电与磁之间的关系呢？

图 《博物通书》第4章“吸铁石气”

这里提到的“吸铁石气”的四种用途，中国人在制造指南针、罗盘的时候就已经知道了， 而西方连指南针都是从中国输入的，居然需要传教士来告诉中国磁铁的“基础知识”吗？！对磁铁的认识，西方远不如中国了解更深。

而在《博物通书》里也同样提到了这个制造电的机器“电气连吸铁”，当时不能够明白，但是现在应该明白了。

图 《博物通书》第5章“电气连吸铁”

这里说的就是“直流电动机”的早期实验。

发电机的出现，就是利用磁铁和线圈产生的，电可生磁，磁也能生电，电能一般是在线圈之中转化为磁能的，电能转化为磁能后，磁在同极性产生磁力矩作用，这就是做工的原动力，就是电能转化为动能了。

下面是现在的直流电动机的一些介绍。

电机就是一种将电能与机械能相互转换的电磁机械装置。电机一般有两种应用形式：第一种是把机械能转换为电能，称之为发电机；第二种是把电能转换为机械能，称之为电动机。

图 直流电动机的各部分介绍

电机运行原理基于电磁感应定律和电磁力定律。 电机进行能量转换时，应具备能作相对运动的两大部件：建立励磁磁场的部件，感生电动势并流过工作电流的被感应部件。这两个部件中，静止的称为定子，作旋转运动的称为转子。定、转子之间有空气隙，以便转子旋转。

图 直流电动机动态图

直流电机是将直流电能转换成机械能（直流电动机）或将机械能转换成直流电能（直流发电机）的旋转电机。它是能实现直流电能和机械能互相转换的电机。当它作电动机运行时是直流电动机，将电能转换为机械能；作发电机运行时是直流发电机，将机械能转换为电能。

直流电动机是将直流电能转换为机械能的电动机。因其良好的调速性能而在电力拖动中得到广泛应用。直流电动机按励磁方式分为永磁、他励和自励3类，其中自励又分为并励、串励和复励3种。

图 直流电机的物理模型图

上图的直流电机的物理模型图，固定部分有磁铁，这里称作主磁极；固定部分还有电刷。转动部分有环形铁心和绕在环形铁心上的绕组。（其中2个小圆圈是为了方便表示该位置上的导体电势或电流的方向而设置的）

图 电动机原理动态图01

图 电动机原理动态图02

这种线圈加磁铁可以发电是磁生电原理，才能想到电生磁。

图 电机磁场变化动态图

据说，《博物新编》是中国清朝晚期英国人合信（Benjamin Hobson）用中文编著的一本书籍。该书于1855年（咸丰五年）由上海墨海书馆出版，是近代西方科技输入中国的第一本著作。

而据说“法拉第”1791年9月22日生于萨里郡纽因顿的一个铁匠家庭。1821年9月他发现通电的导线能绕磁铁旋转以及磁体绕载流导体的运动，第一次实现了电磁运动向机械运动的转换，从而建立了电动机的实验室模型。接着经过无数次实验的失败，终于在1831年发现了电磁感应定律。

事实恰恰相反，如果事先不明白静电和静磁之间存在吸附感应现象，存在着“气有潜通，数亦冥会，物之相投”认为它们是一样的，都是由“气”产生的，就不会做电磁转换的实验！

电磁感应现象是“先发现”的，才能做磁铁转换电实验，而不是“先做电磁转换实验”，“再发现”电磁感应定律！

因为，电和磁之间本应该毫无关系的，今天的西式科学同样不承认事物之间的“同气相求”中国的“同类相应”之说的。

为什么当初要选择将两者联系起来，“先做”电磁转换实验呢？

当只有知道电与磁之间存在联系，有电磁感应现象时，才能利用磁铁产生电，这是正常的发展过程！（磁生电）

但是，西方的“法拉第”却是先要“发明”发电机以后，才能知道“电磁感应现象”，这是不符合事物发展规律的。

必然是已经有了发电机以后，才能有通过发电机，后发现“电磁感应现象”，这是独属于西方的倒着发展的方式！（电生磁）

需要注意的是：磁生电，电生磁的顺序是绝对不可以颠倒的哦！

而所谓毫无经验的“法拉第”就能“发明”发电机是不可能实现的，这是从已知的结果推导原因，以果推因，倒果为因，才会出现这种情况！

谁说电和磁就一定有关系呢？它们之间存在什么联系呢？明明它们之间看起来就丝毫不像，为什么西方一开始不知道静电和静磁之间存在联系？

如果没有发现，凭什么用磁铁来产生电？世界上的万物那么多，选择什么不好，偏偏一开始就要选择磁铁来做电的实验？！

这只有发现静电和静磁会产生类似的感应现象，才能想到它们之间或许存在某种关联，不是吗？

最先知道的应该是“电磁感应”现象，才能做实验证明磁铁会产生电，才能制造出发电机啊！

我们再看《文始真经（关尹子）》中说：“曰：人之力，有可以夺天地造化者，如冬起雷，夏造冰，死尸能行，枯木能华，豆中摄鬼，杯中钓鱼，画门可开，土鬼可语，皆纯炁所为，故能化万物。今之情情不停，亦炁所为。”

意思是说：关尹子说：人的力量，有可以夺取天地自然造化万物的巧妙，比如在冬天打雷，夏天造冰，让死尸行走，让枯木开花，在器物豆中捉鬼，在水杯中钓鱼，让画出的门开启，让泥塑的鬼神说话。这些都是纯粹的元气可以作为的，所以能变化万物。如今人们的情感一个接一个的不同，也是人的元气所为。

春秋战国时期已经有了这些奇妙的技术，只不过如今认为是旁门左道，不少甚至是今天的科技也是达不到，而“冬起雷”也可以说古人早就掌握了雷电的奥秘了，而今天还在研究如何从天上引雷，古人却早已实现了，晚了很多，也麻烦了很多。

清末民初况周颐《眉庐丛话十七》载一奇事，说是“光绪戊申某月，金陵讹言聚宝门城门上现巨人影如绘，兼目有泪痕”，这是怎么回事呢？

“光绪戊申某月，金陵讹言聚宝门城门上现巨人影如绘，兼目有泪痕，似闻往观者甚众，末详果有所见否也。不数月，两宫升遐，或云兆朕在是矣。洎辛亥国变及癸丑乱事，金陵以冲要必争之地首撄其锋，劫掠婬杀之惨，诚有如昔人所云，虽铁石亦为之垂泪者，尤目有泪痕之应矣。国家将亡，必有妖孽，民之讹言，殆亦古时童谣之类，有触发于几先，不知其所以然而然者耶。”

——（清末民初况周颐《眉庐丛话十七》）

作者况周颐在当时无法知道是否真的果有此事众人果真见到没有，但是，此事不久以后，金陵果真出了大事“洎辛亥国变及癸丑乱事，金陵以冲要必争之地首撄其锋，劫掠婬杀之惨”，今人亦有传说故宫晚上现人影之怪事，觉与此事同啊！

且解释也是说“虽铁石亦为之垂泪者，尤目有泪痕之应矣。”，这与今人之科学说蛮类似的，只是，此事并不好啊，这是外应之兆，天地人间都有所应，有些事情真的不是随便说的。

也只有中国人才会有此铁石相吸感应之辞，西方传教士是绝无可能的。

如此，在明清时期，说传教士给中国人“送电学书籍”，又怎么能够让人相信呢？当然，还需要更多资料证据来证明。

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