實用電動機採用了甚麼裝置和設計,能令電動機有更佳的運作呢?
我們先回顧在上一課剛學過的簡單電動機。若匝數為 \(N\)、面積為 \(A\)、載電流 \(I\) 的線圈在勻強磁場 \(B\) 內,沿轉動軸的力矩便等於:
\(\tau =NBIA\sin \theta \)
其中 \(\theta\) 是線圈平面法線與磁場方向所成的夾角,用來表示線圈轉動的角度。
根據上式,可知隨着線圈的轉動:
力矩 \(\tau\) 會 。
由於簡單電動機的線圈在一個轉動週期內所受轉動力矩並不均勻,故此轉動的效能並不十分理想。
有見及此,實用電動機便採用了各種裝置和設計,使其運作更暢順。
為使電動機的運作更暢順,實用電動機有各種設計用以提升效能():
採用帶曲面磁極的磁鐵,因徑向的磁場能與線圈有更多的時間互相垂直,使力矩可長時間維持 \(NBIA\sin 90{}^\circ \),令線圈轉動更暢順;
採用稱為電樞 (armature) 的軟鐵心,軟鐵心的磁化便增強了磁場的強度;
採用多於一組電線圈以不同角度繞在軟鐵心上,例如三組電線圈,那麼當一個電線圈所受力矩變弱時,就有另一個電線圈受到一個較大力矩作補充,從而使得線圈的整體轉動更暢順。