馬達小教室:羅倫茲力 ( I )

更新於 發佈於 閱讀時間約 1 分鐘
羅倫茲力(Lorentz force)很清楚的講述了電場與磁場間的交互作用,也闡述了為何會造成力量的產生,型成了一個完整的電、磁、力系統。對於想要學習馬達及電磁學的初學者,很值得花點時間清楚的了解羅倫茲力。
圖中黃色的部份為導電線,當有電流進入導線後,由安培右手定則可知,導線周圍會產生一個旋轉磁場。外側則有磁鐵所提供的固定磁場;磁鐵的磁場會與導線的磁場交互作用。可看到在圖的上方,磁鐵磁場與導線磁場方向一致,兩組磁場會有加乘作用;下方的磁場方向則是相反,造成抵消的情況,降低了磁場強度。當上方與下方的磁場產生強度差異後,會對導線產生一股向下的推力,這股推力就稱為羅倫茲力。
羅倫茲力
而這股力量產生的原因,也可用磁阻力來解釋。由於磁阻力的產生原因,是來自於周圍的磁場要達到最小磁阻、最大磁通量的目標,會產生力量影響導磁材料進行移動。導線並非傳統的導磁材料,但因其本身通電後,生成旋轉磁場,使其具備磁場作用能力,進而促成了磁阻力的產生。
雖然經過說明後,了解是上下磁場的強度差異所造成的;但因其是力的作用,筆者想以純力學的觀點來解釋此現象。本以為可用流體力學來比擬,但流體升力的方向會剛好相反,並不適合用來對比羅倫茲力。
雖然對於羅倫茲力的解釋,筆者覺得有些不足,但羅倫茲力仍然對學習電磁學及馬達有很大的幫助,十分明確的介紹了電、磁、力三者的作用與方向,也為佛萊明定則打下了良好的解釋基礎,方便後人能快速學習了解電磁學及馬達。
重點整理:
科學的起源,來自於現象的觀察。
羅倫茲力完整的描述了電、磁、力的作用規則。
#可擔任業界顧問、講師
#個人經營歡迎贊助
馬達技術傳承計畫
想要馬達的技術嗎?想要的話可以全部給你,去找吧!
我把所有的知識都放在那裡了。
為什麼會看到廣告
avatar-img
273會員
237內容數
歡迎贊助或是多點廣告,謝謝 可擔任業界顧問、講師
留言
avatar-img
留言分享你的想法!
馬達技術傳承計畫-avatar-img
發文者
2022/07/05
其實,全部的線圈都同時在發電,只是每組線圈的發電量會因角度的不同,有所差異。從磁通0,旋轉到磁通最大值時,可以想成發電的能量累積到達鋒值,此時整流子及碳刷將電能傳送出去。 而線圈在從最大磁通轉至磁通0的這區域,也會再次發電,只是這次的電流方向會與剛剛相反。 依您的圖來看,磁鐵在左右兩側,則線圈在跑上半圈時,發的電流是同一方向,在跑下半圈時,則電流會反向。
馬達技術傳承計畫-avatar-img
發文者
2022/07/05
這樣聽起來,您只有一個部份需要調整,要在短路線圈上誘發電流發電,需要的是磁場的變化,如同冷次及法拉第定律,重點在於變化,而非恆定的磁場。因此希望線圈旋轉時,會從0磁通的位置轉至最大磁通後,在轉至0磁通位置,這樣才能持續發電。因此在結構上會刻意讓線圈轉超過磁場作用範圍,造成磁通變為0。
馬達技術傳承計畫-avatar-img
發文者
2022/07/05
可以,但這應該後面也會講到。主要是繞線、換向器、碳刷,三者的組成,限制了電流方向及電流的銜接,導致直流發電的結果。
magictea-avatar-img
2022/07/05
感谢大佬!另我对直流发电机的换向理论(换向打火)有一些疑问,课堂上老师的释义很模糊,不知道可否在此探讨?
馬達技術傳承計畫-avatar-img
發文者
2022/07/05
可以,但這應該後面也會講到。主要是繞線、換向器、碳刷,三者的組成,限制了電流方向及電流的銜接,導致直流發電的結果。
馬達技術傳承計畫 的其他內容
介紹馬達中的磁阻力(Reluctance force)的產生原因。 講起來有點神奇,但肯定是每個人都有過的經驗,並實際體會過磁阻力的作用。當您手上拿著磁鐵,將磁鐵靠近金屬時,會忽然產生一個吸力,將磁鐵與金屬完全吸附在一起,這股力量就是磁阻力。 重點整理: 磁阻力,就是磁吸力。 馬達顧問服務
本文要來說明馬達與電流的愛恨情仇。 筆者曾經聽過一個想要用12V電壓設計電動車馬達,這對筆者來說,實在是太瘋狂,而這還是國內最主要的法人研究單位所提的案子,真不太確定是有黑科技還是...,但終究是沒有產出。 重點整理: 電流,要先了解後,才能妥善使用。 電流基本上是最後一招。 馬達顧問服務
本文要來解釋電壓、馬達轉速與圈數間的關係。 基本上,馬達轉速與電壓成正比,這在馬達的電氣方程式中有直接描述到,其中V代表電壓,ω就是馬達角速度。由此可直觀的看到,當電壓越高時,馬達轉速就會越高。 馬達顧問服務
其實早就應該講電感了,但電感的作用實在太詭異,若不先講解冷次定律,很難讓人覺得合理。 馬達顧問服務
介紹了冷次定律,不介紹法拉第定律,感覺不太尊重,因此本篇就來講解一下。 而法拉第是個具備熱血犯難精神的科學家,因此他直接在第一現場,想看看實驗結果,從此名留青史。 重點整理: 成名,真的要冒一點風險。 馬達顧問服務
實在是冷次定律在馬達中的應用太廣了,不得不單獨提出介紹。包括線圈中的電感,感應馬達的轉子磁場,蔽極馬達的短路環,磁滯現象等等,都藏者冷次定律的影子。 當然,冷次定律也是需要有幾個必要條件,才會產生。 重點整理: 冷次定律其實是講了一種現象。 同一種現象,各自表述,就變成兩種定律。
介紹馬達中的磁阻力(Reluctance force)的產生原因。 講起來有點神奇,但肯定是每個人都有過的經驗,並實際體會過磁阻力的作用。當您手上拿著磁鐵,將磁鐵靠近金屬時,會忽然產生一個吸力,將磁鐵與金屬完全吸附在一起,這股力量就是磁阻力。 重點整理: 磁阻力,就是磁吸力。 馬達顧問服務
本文要來說明馬達與電流的愛恨情仇。 筆者曾經聽過一個想要用12V電壓設計電動車馬達,這對筆者來說,實在是太瘋狂,而這還是國內最主要的法人研究單位所提的案子,真不太確定是有黑科技還是...,但終究是沒有產出。 重點整理: 電流,要先了解後,才能妥善使用。 電流基本上是最後一招。 馬達顧問服務
本文要來解釋電壓、馬達轉速與圈數間的關係。 基本上,馬達轉速與電壓成正比,這在馬達的電氣方程式中有直接描述到,其中V代表電壓,ω就是馬達角速度。由此可直觀的看到,當電壓越高時,馬達轉速就會越高。 馬達顧問服務
其實早就應該講電感了,但電感的作用實在太詭異,若不先講解冷次定律,很難讓人覺得合理。 馬達顧問服務
介紹了冷次定律,不介紹法拉第定律,感覺不太尊重,因此本篇就來講解一下。 而法拉第是個具備熱血犯難精神的科學家,因此他直接在第一現場,想看看實驗結果,從此名留青史。 重點整理: 成名,真的要冒一點風險。 馬達顧問服務
實在是冷次定律在馬達中的應用太廣了,不得不單獨提出介紹。包括線圈中的電感,感應馬達的轉子磁場,蔽極馬達的短路環,磁滯現象等等,都藏者冷次定律的影子。 當然,冷次定律也是需要有幾個必要條件,才會產生。 重點整理: 冷次定律其實是講了一種現象。 同一種現象,各自表述,就變成兩種定律。
你可能也想看
Google News 追蹤
Thumbnail
全新 vocus 挑戰活動「方格人氣王」來啦~四大挑戰任你選,留言 / 愛心 / 瀏覽數大 PK,還有新手專屬挑戰!無論你是 vocus 上活躍創作者或剛加入的新手,都有機會被更多人看見,獲得站上版位曝光&豐富獎勵!🏆
Thumbnail
本文探討AI筆記工具的優缺點、選擇建議及未來趨勢,比較NotebookLM、OneNote+Copilot、Notion AI、Obsidian+GPT插件和Palantir Foundry等工具,並強調安全注意事項及個人需求評估的重要性。
Thumbnail
全方位分析脫離繼承戰的方法,大膽猜測誰會成為卡丁國下一任國王。
電子的角動量可以簡單地理解為電子運動時所帶有的一種“轉動力”的性質。 想像一下,如果你拿著一個小球繞著自己轉圈,那麼這個小球就會有角動量。對於電子來說,它的角動量有兩種主要的來源: 1. **軌道角動量**:這就像電子在原子核周圍繞圈時的“轉動力”。好比小球在繞著你轉圈時,這種轉動產生的
這一節談的是牛頓的三大運動定律,以及力對於物體運動狀態的影響。
Thumbnail
馬達(也稱為電動機)是將電能轉換為機械能的重要裝置,廣泛應用於各種工業和日常生活中。馬達根據工作需求、應用場合的不同而分為多種類型。接下來本文將介紹幾種常見的馬達類型及其應用。
Thumbnail
 這學期我選修了電與磁這門課,在課程中我們學習了非常基礎的電、磁知識,像是電流、電壓和歐姆定律等,還學習如何使用三用電錶,實際利用三用電錶去測試燈泡連接後的電壓、電流和歐姆是否有符合歐姆定律。然後還尋找了家裡的家電一小時需要花費多少電費,還有學習接觸起電和感應起電,負電子的移動,最後還學習了庫倫靜電
Thumbnail
目前學界已知,對球路影響巨大的兩種主要空氣作用力,是馬格努斯力 (Magnus Effect) 和 縫線偏移尾流 (Seam-Shifted wake) 。 這篇文章會解釋這兩種力的原理與影響,並說明如何運用。
Thumbnail
在中學物理課程裡,大多學生認為“力學”是最難的課題,這是因為它包含有比較多的抽象概念和常常需應用不同的數學技巧。 力學是物理學的一個分支,主要研究能量和力以及它們與物體的平衡、變形或運動的關係。  「“牛頓定律”被認為是力學的最重要理論,我們在這裡簡單介紹它的三條定律。」
Thumbnail
這篇要來分享關於「頻率」這件事,談到頻率,不免就要順便談談「吸引力法則」,現在訪間已經有多書籍、影片都有詳細描述吸引力法則的運行方式。它並不是什麼怪力亂神也不是什麼偽科學,實則吸引力法則是個再科學不過的量子力學,同頻相吸的概念而已。
Thumbnail
全新 vocus 挑戰活動「方格人氣王」來啦~四大挑戰任你選,留言 / 愛心 / 瀏覽數大 PK,還有新手專屬挑戰!無論你是 vocus 上活躍創作者或剛加入的新手,都有機會被更多人看見,獲得站上版位曝光&豐富獎勵!🏆
Thumbnail
本文探討AI筆記工具的優缺點、選擇建議及未來趨勢,比較NotebookLM、OneNote+Copilot、Notion AI、Obsidian+GPT插件和Palantir Foundry等工具,並強調安全注意事項及個人需求評估的重要性。
Thumbnail
全方位分析脫離繼承戰的方法,大膽猜測誰會成為卡丁國下一任國王。
電子的角動量可以簡單地理解為電子運動時所帶有的一種“轉動力”的性質。 想像一下,如果你拿著一個小球繞著自己轉圈,那麼這個小球就會有角動量。對於電子來說,它的角動量有兩種主要的來源: 1. **軌道角動量**:這就像電子在原子核周圍繞圈時的“轉動力”。好比小球在繞著你轉圈時,這種轉動產生的
這一節談的是牛頓的三大運動定律,以及力對於物體運動狀態的影響。
Thumbnail
馬達(也稱為電動機)是將電能轉換為機械能的重要裝置,廣泛應用於各種工業和日常生活中。馬達根據工作需求、應用場合的不同而分為多種類型。接下來本文將介紹幾種常見的馬達類型及其應用。
Thumbnail
 這學期我選修了電與磁這門課,在課程中我們學習了非常基礎的電、磁知識,像是電流、電壓和歐姆定律等,還學習如何使用三用電錶,實際利用三用電錶去測試燈泡連接後的電壓、電流和歐姆是否有符合歐姆定律。然後還尋找了家裡的家電一小時需要花費多少電費,還有學習接觸起電和感應起電,負電子的移動,最後還學習了庫倫靜電
Thumbnail
目前學界已知,對球路影響巨大的兩種主要空氣作用力,是馬格努斯力 (Magnus Effect) 和 縫線偏移尾流 (Seam-Shifted wake) 。 這篇文章會解釋這兩種力的原理與影響,並說明如何運用。
Thumbnail
在中學物理課程裡,大多學生認為“力學”是最難的課題,這是因為它包含有比較多的抽象概念和常常需應用不同的數學技巧。 力學是物理學的一個分支,主要研究能量和力以及它們與物體的平衡、變形或運動的關係。  「“牛頓定律”被認為是力學的最重要理論,我們在這裡簡單介紹它的三條定律。」
Thumbnail
這篇要來分享關於「頻率」這件事,談到頻率,不免就要順便談談「吸引力法則」,現在訪間已經有多書籍、影片都有詳細描述吸引力法則的運行方式。它並不是什麼怪力亂神也不是什麼偽科學,實則吸引力法則是個再科學不過的量子力學,同頻相吸的概念而已。