电动机工作原理揭秘#知识科普

机械探戈：磁铁。

你有一块条形磁铁，它有两个磁极：北极(N极)和南极(S极)。它的特性是异性相吸，同性相斥。磁铁的磁性是一直存在的，所以又称之为永久性磁铁。

在好奇心的驱使下，你在这个条形磁铁的中间钻了一个洞，然后给它穿进去一根轴，这样就可以转动了。正好你手上还有另一条磁铁，两条磁铁相互靠近之后，你惊奇的发现，它们在异性相吸的作用下变成了水平方向。然后你给右边的磁铁转动方向，再次靠近。神奇的事情发生了，有轴的磁铁竟然发生了转动。

南极和北极互换了位置，你不断地转换右边的磁铁方向，然后靠近左边的磁铁，左边的磁铁就会一直转动。于是聪明的你就联想到了电磁铁。把一根条形螺母缠绕上几圈电线，给它通电之后，螺母上混乱的磁畴会按照电流方向顺序排列起来。恭喜你，一个简易的电磁铁被你制造出来了。

它具有永磁铁所有的特性，不过它是可控的。电源断开之后，磁性就消失了，再通电，磁性又恢复了。当我们改变电流的方向时，电磁铁的南极和北极同样会发生改变。聪明的你立马就想到，只更换线路的位置也能达到这个效果。于是你把刚才制作的永磁铁换成了电磁铁，通电之后它同样也会转动至水平位置。

更换线路的连接位置之后，电磁铁再一次发生了转动，感觉它转的有点慢。于是你在电磁铁的左边加了一条和右边一样的永磁铁，只不过这两条磁铁的南极和北极是相反的。改变线路之后，电磁铁转动的很顺畅。这下可把你高兴坏了，仿佛拿破仑发现了新大陆一般。电动机工作原理就这样问世了。

你又找来两块更强力的弯曲磁铁，来代替两侧的条形磁铁。中间的简易电磁铁也换成了金属环，它被你命名为电枢。通电之后，电磁铁开始工作，你不断地切换线路的连接，电枢同样跟着一直转动。但是你发现这样太累了，于是你研究了一个叫换向器的物件，来代替人工。

它是一个有两条对称缝隙的圆环，然后你找来两个电刷代替原来的电线接头。通电之后电枢转动，转到换向器的缝隙处时，两个电刷的触点会顺势切换到换向器的另一个面上，就相当于原来的手工切换线路的连接。

这下电枢真的转起来了，你激动的跳了起来，结果不小心断开了电源开关，电刷的触点正好停在换向器的缝隙上，这是一个问题。但是聪明的你立马就想到了解决办法，你给它增加了一套电枢和换向器。通电之后，电刷会在两个换向器上不断地切换，电枢同样跟着切换，不停地转动。于是你加了更多，它们转的更快了。

但是你还是觉得转矩太小，想让它飞速旋转，就得增加电磁铁的磁性。于是你把电枢改进成很多根电线的结构，效果真的不错，电枢转的更快了。恭喜你，你发明了直流电动机。

电机的基本结构图·以及零配件名称

电机的基本结构图·以及零配件名称

“爸爸，这个电机是怎么工作的？”小明好奇地指着桌上的电机模型问道。

那是一个雨后的周末，我和小明在车库里进行我们的“家庭科技日”活动。今天的主题是电机，而我准备了一整套电机模型，希望通过实际操作和讲解，能让小明更好地理解电机的基本结构和工作原理。

“好问题，小明。我们先来看一下电机的基本结构图。”我拿出一张电机结构的示意图，开始为他讲解，“这是一个电机的剖面图，里面有很多重要的零部件。”

“这个圆形的部分是什么？”小明指着图中最大的圆环问道。

“这是定子，电机的固定部分。”我解释道，“定子上有线圈，通电后会产生磁场。然后这个中心旋转的部分是转子，通电后会受到磁场的作用，产生旋转。”

小明点点头，似乎对定子和转子有了一些了解。为了更直观地展示，我打开了电机模型，让他能够看到内部结构。

“你看，这就是电机的轴。”我指着模型中连接转子的部分，“轴连接着转子，当转子旋转时，轴也会跟着转动，进而带动外部的机械设备运转。”

“哦，原来如此！”小明兴奋地说，“那这些小东西又是什么呢？”他指着定子和转子之间的一些小零件问道。

“这些是电刷和换向器。”我回答道，“电刷是电流传输的关键部件，它通过换向器与转子接触，将电流传递到转子上，确保转子能够持续旋转。”

小明仔细看了看，然后又问：“爸爸，这个大圆环是什么？”

“这是电机的外壳。”我解释道，“它起到保护内部零件的作用，同时也帮助散热。”

我们继续探讨电机的其他零部件，包括轴承、端盖和风扇等。我向小明解释了每个零件的功能和作用，并通过模型演示了它们是如何协同工作的。

“爸爸，这些零件真有趣！”小明感叹道，“它们一起工作，电机才能正常运转。”

“是啊，小明。”我笑着说，“每个零件都很重要，缺一不可。电机的设计看似简单，但每一个部件都有它的独特作用。”

小明点点头，显得若有所思。我知道，通过今天的讲解，他对电机有了初步的了解。这不仅仅是一次简单的科技活动，更是一次亲子互动，让他在动手实践中学习和成长。

“爸爸，我能自己装一个电机吗？”小明突然问道。

“当然可以，只要你愿意学。”我鼓励他说，“我们可以一起研究更多的技术，探索更多的知识。”

看着小明那充满好奇和求知欲的眼神，我的心中充满了欣慰。希望通过这样的互动，他能不断地学习和探索，成为一个热爱科技的小小发明家。

“今天我们学到了电机的基本结构和零部件。”我总结道，“以后我们还可以学更多的东西，比如电机的应用和维修。”

“好啊，爸爸！我等不及了！”小明兴奋地说。

在这片充满科技气息的小天地里，我和小明共同度过了一个充实而愉快的下午。通过电机的学习，不仅加深了他对科技的兴趣，也增进了我们之间的亲子关系。未来的日子里，我们会继续这份探索的旅程，一起发现更多的科技奥秘。

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